什么是高通量PPI筛选？有哪些前沿技术？

高通量PPI筛选（High-throughput Protein-Protein Interaction Screening）是指借助自动化技术和大规模实验平台，在短时间内系统性地检测和分析大量蛋白质之间相互作用的技术手段。该策略在蛋白质功能注释、信号通路解析、疾病机制研究及药物靶点发现等方面发挥着重要作用，是后基因组时代理解细胞网络和生命复杂性的关键工具。

一、什么是PPI？为什么要进行高通量筛选？

PPI（Protein-Protein Interaction）指的是两种或多种蛋白质之间通过非共价键发生的物理接触。这种相互作用在细胞内几乎所有生命活动中发挥核心作用，包括信号转导、代谢调控、细胞周期控制、转录调节等。已有文献揭示了数十万个PPI，但考虑到人类基因组编码约20,000种蛋白质，理论上可能存在上亿种潜在相互作用。低通量方法（如Co-IP、GST-pulldown）可靠，但效率低下，难以胜任大规模筛选任务。发展高通量PPI筛选技术成为理解复杂生物网络的关键突破口。

二、高通量PPI筛选的前沿技术手段

高通量PPI筛选技术可大致分为两类：基于实验的技术和基于计算预测的方法。以下聚焦主流实验方法。

1、酵母双杂交系统（Yeast Two-Hybrid, Y2H）

Y2H是zuì早实现高通量蛋白互作筛选的经典方法。其原理是将待测蛋白分别融合至转录因子的DNA结合域（BD）和激活域（AD），若两蛋白相互作用，即可激活报告基因表达。

（1）优点：

• 成本低、易于大规模构建

• 可用于检测弱或瞬时相互作用

（2）局限：

• 只能在细胞核环境中检测互作

• 假阳性/假阴性率较高

• 不适合膜蛋白等特定类别

2、亲和纯化-质谱法（Affinity Purification-Mass Spectrometry, AP-MS）

该方法将目标蛋白（bait）标记后表达于细胞中，通过亲和富集后使用质谱检测其复合物成员。

（1）优势：

• 生理环境中检测，保留蛋白天然构象

• 能解析复合物组装状态和互作网络

（2）挑战：

• 需要高灵敏度质谱系统与优化富集流程

• 假阳性背景较多，需jīngquè对照设计

3、生物素标记系统：BioID与TurboID

BioID技术通过将诱饵蛋白与生物素连接酶（BirA）融合，在活细胞中催化邻近蛋白的生物素化，再通过链霉亲和素捕获-质谱分析相互作用组。

TurboID是BioID的高效版本，标记速度更快，适用于动态互作研究。

（1）优点：

• 可在活细胞中探测“邻近互作”

• 适用于膜蛋白、细胞器蛋白研究

（2）不足：标记范围较广，需严谨数据分析以排除非特异互作

4、分裂荧光蛋白/荧光共振能量转移（BiFC/FRET）

BiFC将两个互补的荧光蛋白片段分别融合至两个待测蛋白，若两者互作，则重构荧光信号；FRET依赖两个荧光蛋白间的能量转移反应检测近距离互作。

（1）特点：

• 可在活细胞中实时成像

• 定位与互作分析可进行

（2）限制：

• 不能实现真正的高通量，需要显微成像支持

• 重构效率与背景信号问题仍需优化

三、计算预测技术的辅助作用

随着结构生物学和AI的发展，基于机器学习和深度学习的蛋白互作预测模型正日趋成熟，如：

• AlphaFold-Multimer（预测蛋白复合物结构）

• DeepPPI（基于序列和拓扑特征预测互作）

• STRING数据库（整合文献、实验、预测数据构建PPI网络）

这些方法虽不能替代实验验证，但在PPI候选优选、互作网络建模和功能注释中提供重要支持。

四、高通量PPI筛选的前沿趋势

随着技术不断迭代，高通量PPI筛选正在向以下方向发展：

1、单细胞尺度互作分析

结合空间组学与单细胞质谱，探索不同细胞状态下的动态PPI图谱。

2、时间分辨与条件特异性互作研究

利用如TurboID结合诱导系统，实现特定时间窗口下的PPI捕获。

3、AI驱动的互作网络重建

融合蛋白结构预测、网络拓扑分析与功能富集，构建更具生物学意义的PPI模型。

高通量PPI筛选正成为生命科学研究的重要基石。无论是绘制人类互作组图谱，还是解析复杂疾病网络，高效、jīngzhǔn的蛋白互作筛选工具都是必不可少的利器。随着质谱、标记技术与AI预测能力的不断提升，未来PPI研究将在更高维度和分辨率上重塑我们对生命系统的理解。如您正在寻找zhuānyè、高质量的PPI筛选服务，欢迎联系百泰派克生物科技获取定制化解决方案，共同推进前沿生物科学的边界。

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百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.zhuānyè生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，zuì后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标进行表征，百泰派克生物科技可做到检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从zuì小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等zhuānyè服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，zhuānyè提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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