植物体系中基于生物素连接酶的邻近标记蛋白质组学最佳实践

《The Plant Cell》：Best Practices for Biotin Ligase-based Proximity Labeling Proteomics in Plant Systems

　　

摘要

邻近标记（PL）蛋白质组学，主要依托于经过工程改造的生物素连接酶（如 BioID 和 TurboID），已成为一种变革性的方法，用于绘制活细胞中的蛋白质关联网络和亚细胞蛋白质组。通过对诱饵蛋白纳米级半径范围内的蛋白质进行共价生物素化，PL 能够捕获那些通常会被传统基于亲和力的方法所忽略的瞬时、微弱且具有空间限制性的关联。然而，将 PL 应用于植物系统引入了独特的挑战，包括可能限制生物素渗透的刚性细胞壁、底物可及性的组织特异性变化、酶的温度敏感性以及标记后去除过量游离生物素的困难。在此，我们借鉴了多个物种的经验，概述了在植物系统中设计和实施基于生物素连接酶的 PL 实验的最佳实践。我们讨论了关键考虑因素，包括酶的选择、表达系统设计、融合蛋白验证、生物素递送策略、蛋白质提取与富集以及基于质谱的分析。我们还强调了新兴的定量和条件性 PL 方法，这些方法能够跨发育阶段、环境条件和遗传背景动态比较邻近组。贯穿全文，我们强调严格对照、谨慎术语和正交验证的重要性，以确保对 PL 数据集做出具有生物学意义的解释。这些指南旨在标准化实验设计和解释，促进植物系统中可重复且具有生物学意义的 PL 研究。