技术专题 | 邻近标记技术的发展史:从1963到2022年【收藏】

2025-09-10

我们将“邻近标记技术”在哺乳细胞研究中影响最大的几十篇学术论文进行分析。展开如下的时间进展脉络,欢迎留言粒曼团队,获取“原始文献”!
一、技术储备期

1963年:

  • Green发表了关于生物素与亲和素/链霉亲和素极高亲和力的研究(Kd=10^-14 M)。

1964年:

  • Lane等人描述了BirA生物素化过程的第一步:生物素与ATP结合形成生物酰-5'-AMP(bioAMP)。

1993年:

  • Baldet等人发表了关于绿色豌豆叶细胞中游离和结合生物素定位的研究。

1999年:

  • Chapman-Smith和Cronan描述了BirA作为大肠杆菌中一种35-kD DNA结合生物素蛋白连接酶,调控乙酰-CoA羧化酶亚基的生物素化并作为生物素生物合成操纵子的转录抑制因子。
  • Fancy和Kodadek研究了光触发的蛋白质-蛋白质相互作用的快速高效交联化学。
  • Beckett等人利用BirA受体肽系统进行实验应用,包括在真核细胞中的使用。

2000年:

  • Kwon和Beckett研究了BirA突变体R118G(BirA*)对生物酰-5'-AMP(bioAMP)的亲和力低于野生型酶,并在大肠杆菌中导致蛋白质的混杂生物素化。
  • Kwon等人发表了关于BirA缺陷在自缔合和DNA结合方面的研究。

2002年:

  • Amini等人发表了基因编码肽标签介导的蛋白质亲和标记研究。
  • Nagai等人报道了一种具有快速高效成熟功能的黄色荧光蛋白变体,用于细胞生物学应用。
  • Lad等人发表了关于抗坏血酸过氧化物酶底物结合和催化机制的研究。
  • Sosinsky等人发表了用双砷配体复合的四半胱氨酸基因标签作为研究缝隙连接结构和动力学的工具研究

    Ong等人发表了稳定同位素标记氨基酸细胞培养(SILAC)作为表达蛋白质组学的简单准确方法研究。

2003年:

  • Thompson等人发表了串联质量标签作为复杂蛋白质混合物MS/MS定量策略的研究。
  • Snapp等人研究了低亲和力蛋白质相互作用导致堆叠ER囊泡的形成。

2004年:

  • Choi-Rhee等人发现大肠杆菌生物素蛋白连接酶能够混杂生物素化蛋白质。

2005年:

  • Cronan发现突变大肠杆菌生物素蛋白连接酶能够进行靶向和邻近依赖性混杂蛋白质生物素化。
  • Magliery等人发表了使用绿色荧光蛋白片段重组陷阱检测蛋白质-蛋白质相互作用的研究。

2006年:

  • Forner等人发表了对大鼠肌肉、心脏和肝脏线粒体进行定量蛋白质组学比较研究。

2007年:

  • Rappsilber等人发表了StageTips用于蛋白质组学微纯化、富集、预分级和肽储存的方案。
  • Taverna等人发表了关于染色质结合模块如何解释组蛋白修饰的研究。

2009年:

  • Bruckner等人发表了酵母双杂交作为系统生物学强大工具的研究。

2011年:

  • Eberl等人发表了通过无标记相互作用蛋白质组学生成的鼠组织中一般和特异性染色质读取器图谱。
  • Chen等人发表了用酵母显示策略进化BirA*突变体

二、技术爆发期

2012年:

  • Roux等人开发了BioID,一种混杂生物素连接酶融合蛋白,用于识别哺乳动物细胞中的邻近和相互作用蛋白质。
  • Jiang等人使用酶介导的自由基源活化反应,通过蛋白质组学方法研究细胞表面相互作用组。

2013年:

  • Rhee等人开发了APEX一种酶促生物素化方法,通过空间限制酶标记绘制活细胞线粒体蛋白质组图谱。
  • Cristea等人发表了CRAPome:亲和纯化-质谱数据污染库。
  • Mick等人发表了通过APEX绘制线粒体基质、膜间隙和外膜蛋白质组图谱的研究。

2014年:

  • Kim等人发表了BioID,一种用于核孔复合体建筑的邻近依赖性生物素化方法。
  • Hung等人通过比率APEX标记绘制活细胞人线粒体膜间隙蛋白质组图谱。

2015年:

  • Lam等人通过定向进化APEX2用于电子显微镜和邻近标记。
  • Lambert等人发现邻近生物素化和亲和纯化是互补方法,用于染色质相关蛋白质复合体相互作用组图谱绘制。
  • Geiger等人发表了高分辨率蛋白质组学定量
  • Tyanova等人发表了Perseus计算平台用于全面分析(蛋白质组)组学数据。
  • Viswanathan等人发表了关于APEX标记的蛋白质组学研究。

2016年:

  • Kim等人开发了BioID2,一种更小的生物素连接酶,用于BioID邻近标记。
  • Shi等人发表了高活性APEX2
  • Lee等人发表了APEX指纹图谱揭示目标蛋白的亚细胞定位。

2017年:

  • De Munter等人发表了Split-BioID,一种用于二聚化依赖性蛋白质相互作用的邻近生物素化检测。
  • Schopp等人发表了Split-BioID,一种条件蛋白质组学方法,用于监测时空定义的蛋白质复合体组成。
  • Kaewsapsak等人开发了APEX-RIP,一种结合邻近生物素化和蛋白质-RNA交联的活细胞细胞器相关RNA图谱绘制方法。
  • Bateman等人发表了UniProt:通用蛋白质知识库。

2018年:

  • Branon等人通过定向进化TurboIDminiTurbo用于活细胞和生物体中的高效邻近标记。
  • Ramanathan等人开发了RaPID,一种用于活细胞中RNA-蛋白质相互作用检测的方法。
  • Benhalevy等人开发了Proximity-CLIP,通过APEX2介导的特定蛋白质生物素化和紫外(UV)交联。
  • Bar等人开发了BAR,一种通过抗体识别进行生物素化的邻近标记方法,用于原代人组织。

2019年:

  • Fazal等人开发了APEX-seq,一种通过邻近标记进行RNA亚细胞定位的方法。
  • Xiong等人发表了体内邻近标记的TurboID-dGBP斑马鱼细胞系。
  • Villaseñor等人发表了ChromID,一种定量方法,用于识别活细胞中与个体和组合染色质修饰相关的蛋白质。

2020年:

  • Cho等人开发了Split-TurboID,用于哺乳动物细胞中的邻近标记。
  • May等人比较了BioID和TurboID在蛋白质邻近生物素化中的应用。
  • Oostdyk等人发表了关于改进生物素连接酶BirA的邻近标记的研究。

2021年:

  • Xu等人发表了PL方法在生物学研究中的进展。
  • Zhang等人发表了TurboID在植物中邻近标记蛋白质的效率高于BioID。
  • Liu等人发表了通过光催化细胞标记检测细胞-细胞相互作用。

2022年:

  • Buksh等人发表了µMap-Red:通过红光光催化进行邻近标记。
  • Zhang等人利用TurboID研究了29种病毒蛋白在人细胞中的相互作用。
  • Mishra等人发表了蓝光诱导活细胞内邻近光交联的化学工具。
  • Engel等人发表了Halo-seq通过RNA邻近标记分析亚细胞转录组。
 

三、总结

技术的发展离不开科学发现,而技术成熟又进一步促进科学发现,相信在未来,邻近标记技术还会进一步与不同研究领域进行整合,与蛋白质组学技术一道为科学发现带来更多的信息!

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