蛋白质互作常见应用之——生物层干涉技术（BLI）

前几期和科研宝子们分享了co-IP、GST-Pull down以及SPR实验，这一期小编带大家了解另一种常见的互作实验——BLI。生物层干涉技术（Biolayer Interferometry, BLI）是一种实时的、无标记的生物分子相互作用分析方法。主要应用于量化蛋白质、核酸、多糖和其他生物分子之间的动态结合反应，提供有关结合亲和力、速率常数和稳定性的重要信息。

原理

BLI的基本工作原理基于光学干涉效应。传感器头（一般由光纤尖端构成）涂覆有特殊的生物相容性基质，可固定特定的生物分子（例如抗原、受体或其他靶分子），形成所谓的生物层。当此传感器浸入包含潜在配体（与固定分子可能结合的分子）的溶液中时，任何发生的结合事件都会导致生物层质量发生变化，进而影响光纤尖端反射回的光的干涉图样。这一变化可通过仪器精准捕捉，转化为实时数据曲线，反映结合动力学。

实验步骤

1. 选择合适的传感器芯片：根据目标分子的性质（如蛋白质、抗体、DNA等），选取对应的传感器芯片。芯片表面经过特殊处理，能够稳定地偶联目标分子。

2. 配制溶液：包括缓冲液、目标分子的溶液（用于包被传感器）、潜在的配体溶液（用于后续结合实验）、再生液（用于洗脱已结合的分子）等，确保浓度、pH值和盐度适宜。

3. 校准仪器：开始实验前，按照设备说明书调整仪器设置，确保所有组件正常运作。

4. 传感器芯片基线建立：首先用缓冲液冲洗传感器头，获取空白基线数据，这是为了排除任何非特异性吸附的影响。

5. 配体包被：将传感器头浸泡在含有配体的溶液中，直到达到稳定的信号水平，表示足够数量的目标分子已经固定在传感器表面。此时再次记录新的基线，代表带有包被分子的传感器的初始状态。

6. 结合阶段：将包被后的传感器头放入含有潜在目标蛋白的溶液中，观察随时间推移的信号变化，这反映了分子间的结合情况。记录数据直至信号稳定，表明达到饱和结合。

7. 解离阶段：将传感器头放置于清洁缓冲液中，允许结合的分子逐渐解离。持续记录解离过程中信号的变化，直至回到最初的基线水平。

8. 计算结合动力学参数：通过软件自动拟合结合和解离阶段的数据，得出结合速率常数(kon)、解离速率常数(koff)，并计算出平衡解离常数(KD)。

9. 传感器再生：使用适当的再生溶液去除所有结合的分子，恢复传感器至原始状态，以便重复使用或进行下一组实验。

10. 评估亲和力：KD值越低，意味着分子间结合的亲和力越高。

BLI技术与免疫共沉淀对比优势

1. 无标记: 不需要对样本进行放射性或荧光标记，简化了实验流程，减少了潜在的干扰因素。

2. 动力学数据实时测定：可实现检测分子间相互作用动力学数据，实现对分子瞬时相互作用的检测

3. 高通量：可实现8~16个样品同时检测，是非标记技术中通量最高的

4. 检测用量少：只需要少量纳摩的样品，可以用于分析难以分离的分子样品

5. 应用范围广：可直接检测粗制的样品，耐受各种溶液环境，只有结合到传感器表面的分子才会被检测，可分析各种类型的生物分子，包括但不限于蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质。

应用领域

BLI技术广泛应用于药物研发、抗体工程、疫苗评估、代谢物识别等领域，帮助科研人员深入理解生物大分子间的相互作用机制，加速新药发现和生物标志物鉴定过程。

药物筛选：BLI可用于快速筛选大量化合物库，确定哪些小分子能够有效结合靶标蛋白，加速先导化合物的发现。

抗体工程：在抗体研发中，BLI帮助评估抗体与抗原的结合亲和力，优化抗体设计，以及评估抗体改造后的性能提升。

药物-靶标相互作用研究：通过BLI监测药物候选物与疾病相关蛋白的直接结合，验证药物作用机理。

抗体效价与特异性分析：在疫苗开发中，BLI用于评估接种后机体产生的抗体滴度和对特定抗原的特异性，指导疫苗配方的优化。

免疫复合体形成研究：监测抗体与病原体抗原的结合，研究免疫复合体形成的动力学特征，为感染性疾病防治提供理论依据。

生物标志物检测：利用BLI开发新型生物传感器，实现对血液、尿液等体液中微量生物标志物的高灵敏度检测，辅助疾病的早期诊断。

疾病机理探索：通过分析疾病相关蛋白的相互作用，揭示致病分子机制，为新药靶点的发现奠定基础。

下一期小编将为科研宝子们带来另一种常见的蛋白互作实验——酵母双杂，敬请期待吧！