2021-05-05 分子交联技术 (1)

        细胞生命活动的有序运转依赖的并不是单个分子的“单独行动”，而取决于各种分子形成的功能复合体，因此解析这些功能复合体中各种分子间的相互作用对于深入理解与解析细胞生命活动至关重要。此外功能复合体在细胞中并不是恒定不变的，如何通过“快照”的方式，获取这些复合体的互作关系也就成了该领域的一个重要研究热点和难点，而依靠不断发展的分子交联技术，我们现在已经可以获得单核苷酸精度的分子互作图谱。以下将简述分子生物学中常用的几种分子交联方式的原理与应用。今天分享的是基于有机化学试剂的分子交联：甲醛，多聚甲醛和戊二醛。

甲醛（Formaldehyde ）

甲醛能介导蛋白质-蛋白质，蛋白质-DNA，蛋白质-RNA的共价交联，并且这种交联是可逆的。甲醛交联的机制是DNA碱基上的氨基与亚氨基和蛋白质上的赖氨酸、精氨酸、组氨酸、色氨酸的侧链氨基均可以和甲醛发生缩合反应，分别形成共价键，最终形成甲醛连接的DNA/RNA/protein复合体[1]。甲醛交联产生的共价键可以解交联。

相关应用：ChIP，RIP，CLIP，ChIRP等

甲醛介导的分子交联

多聚甲醛（Paraformaldehyde ）

多聚甲醛是甲醛的聚合物，性质比甲醛稳定，且对抗原的破坏能力弱于甲醛。多聚甲醛介导的分子交联与甲醛原理一样。组织学上，4%的多聚甲醛穿透力强，固定均匀，能使组织硬化。

相关应用：IHC，FISH，IF

甲醛与多聚甲醛转化反应

戊二醛（glutaraldehyde）

戊二醛中的羰基可与蛋白质氨基酸以及DNA/RNA碱基中的氨基反应，形成共价化学键，蛋白质，RNA，DNA交联。

相关应用：ChIRP

戊二醛介导的分子交联

Reference

1. Hoffman, E. A., Frey, B. L., Smith, L. M. & Auble, D. T. Formaldehyde crosslinking: a tool for the study of chromatin complexes. J Biol Chem 290, 26404-26411 (2015).