面对一张由 Input、IgG、IP 和 IB 组成的条带图,很多初学者仍然会困惑:怎么看关键条带,可以得到什么结论?Input 有条带说明什么?只做一个方向够不够?
今天学霸菌就从实验原理出发,系统解读 Co-IP 结果图。
Co-IP 究竟在检测什么?
Co-IP 的核心思想可以概括为一句话:先把目标蛋白从复杂裂解液中结合出来,再观察另一个蛋白是否一起被带出来。
如果我们想验证蛋白 A 与蛋白 B 是否存在相互作用,需要进行的步骤有:
使用识别蛋白 A 的抗体与细胞裂解液孵育;
抗 A 抗体与蛋白 A 结合;
Protein A/G 磁珠捕获「抗体—蛋白 A」复合物;
经过多次洗涤,去除未结合或非特异结合的蛋白;
对沉淀物进行 Western blot,并用抗 B 抗体检测;
如果沉淀中出现蛋白 B 条带,说明蛋白 B 与蛋白 A 共同存在于被捕获的复合物中。
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图 1:Co-IP 原理示意图(codex)
常见标注「IP:A,IB:B」的含义是:使用抗 A 抗体进行免疫沉淀,再使用抗 B 抗体进行免疫印迹检测。IB 也常写作 WB。
需要特别注意的是:Co-IP 证明的是两种蛋白在实验条件下存在于同一复合物中,并不能单独证明二者发生直接的物理结合。蛋白 A 和蛋白 B 之间可能还存在蛋白 C 等桥接分子。
结果图中的 Input、IgG 和 IP 分别代表什么?
一张合格的 Co-IP 结果图,通常至少包括 Input、IgG 对照和特异性 IP 组三部分。
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图 2:读懂 Input、IgG 对照和特异性 IP 组的意义(codex)
所以,一张完整结果图至少回答两个问题:
• 抗 A 抗体是否成功沉淀了蛋白 A?
• 在确认蛋白 A 被成功捕获的前提下,蛋白 B 是否被共同沉淀?
Co-IP 结果应该怎么判读?
常见的是验证两个蛋白相互结合:Input 组确认样本正常表达蛋白 X 和 Y;IgG 组作为阴性对照,排除非特异性结合产生的假阳性;IP 组(Anti-X)在成功沉淀蛋白 X 的同时共沉淀出蛋白 Y,从而证明 X 与 Y 存在相互作用。
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图 3:Co-IP 示意图(https://www.univ-bio.com/feature.html?id=38)
内源性 Co-IP 与外源性 Co-IP,需要都做吗?
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图 4:内源 IP 和外源 IP 的原理示意图(https://blog.csdn.net/mmmm12134/article/details/144719454)
外源性 Co-IP
外源性 Co-IP 通常通过转染带有 Flag、HA、Myc 等标签的表达质粒完成。其优点是抗标签抗体性能稳定、蛋白容易检测,适合早期筛选互作关系和进行结构域分析。
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图 5:外源性 GRP75 可以增强 ANT2 和 UCP1 的相互作用
(https://blog.csdn.net/mmmm12134/article/details/144719454)
内源性 Co-IP
内源性 Co-IP 不依赖过表达,直接检测细胞或组织中天然表达的蛋白复合物,更接近生理状态,因此通常具有更强的生物学说服力。它的难点是内源蛋白丰度较低,对抗体质量、裂解液配方、样本量和操作条件要求更高。
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图 6:内源性 ANT2 和 GRP75 的相互作用(https://blog.csdn.net/mmmm12134/article/details/144719454)
为什么 Co-IP 阳性仍不能证明「直接结合」?
假设蛋白 A 与蛋白 C 直接结合,蛋白 C 又与蛋白 B 结合。当抗 A 抗体沉淀整个复合物时,蛋白 B 也会被带下来。此时 Co-IP 结果为阳性,但 A 与 B 之间并没有直接接触。
例如:判断 EZH2 和 MTA1 的结合,JARID 是连接蛋白。
首先检测 JARID 的表达降低,说明构建的 JARID 敲低模型成功(右侧)。在看 Input 中对照组和处理组表达相同,再看对照组 EZH2 和 MTA1 正常结合,而敲低连接蛋白 JARID 后,EZH2 和 MTA1 基本不结合(左侧)。
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图 7:Co-IP 结果示意图(doi: 10.1038/s41586-024-07529-3)
因此,Co-IP 结果更严谨的表述是:蛋白 A 与蛋白 B 可发生共沉淀,提示二者存在于同一蛋白复合物中。
若要进一步证明直接结合,可以采用纯化蛋白 pull-down、表面等离子共振、微量热泳动、生物层干涉等体外实验;若要证明细胞内空间接近,可结合免疫荧光共定位、PLA 邻近连接分析或 FRET 等技术。
抗体重链、轻链在结果中的判读
常规 IP 抗体在洗脱和变性后也会进入胶中,并被 Western blot 二抗识别,因此常在约 50 kDa 和 25 kDa 附近出现 IgG 重链和轻链条带。如果目的蛋白分子量恰好位于这些区域,结果很容易受到干扰。
常用解决方案包括:
• 将 IP 抗体交联到磁珠或琼脂糖珠上;
• 使用只识别天然一抗、不识别变性 IgG 的二抗体系;
• 选择轻链特异性二抗;
• 更换标签、检测方向或胶浓度,使目的条带避开抗体链;
• 直接标记用于 Wb 检测的一抗,减少二抗识别 IP 抗体的干扰。
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图 8:Co-IP 结果重链、轻链的示意图(知乎)
直接标记用于 Western blot 检测的一抗,减少二抗识别 IP 抗体的干扰。读图时要结合分子量判断,不能把约 50 kDa 的强条带自动认作目的蛋白。
Co-IP 图,不能只看实验组有没有条带,更要看起始表达、沉淀效率、阴性对照及归一化是否完整。读懂这些信息,才能得到正确的实验结论,转化为经得起推敲的蛋白互作证据。
编辑:冷漠小 z
题图:自制
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