基于核酸的蛋白标记技术在膜受体可视化分析中的应用

doi:10.7503/cjcu20240567

摘要/Abstract

摘要：

细胞通讯等动态复杂的生命活动需要多种膜受体的参与. 核酸探针是开发膜受体可视化分析策略的重要分子工具. 本文从非共价靶向识别和共价偶联两种策略类型总结了基于核酸的蛋白标记技术，系统介绍了这些标记技术在膜受体表达水平、糖型以及相互作用等重要分子信息的可视化分析方面取得的最新研究进展，并对该领域的挑战和未来发展方向进行了阐述和展望.

关键词: 膜受体, 核酸探针, 蛋白标记, 成像

Abstract:

Dynamic and complex cellular activities， such as cell communication and signal transduction， rely on the participation of various membrane receptors. Nucleic acids are important tools for developing membrane receptor visualization strategies in live cells. In this review， protein labeling techniques based on nucleic acid probes are summarized from two aspects： non-covalent target recognition and covalent coupling. The latest research progress of these labeling techniques in the visualization of important molecular information， such as membrane receptor expression， glycoform and protein-protein interactions， was systematically reviewed. The existing challenges and future development in this field were discussed and prospected.

Key words: Membrane receptor, Nucleic acid probe, Protein labeling, Visualization

中图分类号:

O657.3

TrendMD:

陈珊, 卓育妃, 李婧影. 基于核酸的蛋白标记技术在膜受体可视化分析中的应用. 高等学校化学学报, 2025, 46(7): 20240567.

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图/表 7

Fig.1 Nucleic acid⁃based non⁃covalent target recognition technique(A) Identification of interaction between CD71 and Aptamer⁃XQ⁃2d via molecular dynamics[43]; (B—D) ARP⁃Sgc8c exhibited the enhanced resistance against nuclease[45].（A） Copyright 2019， American Chemical Society；（B—D） Copyright 2022， Wiley-VCH.

Fig.2 Nucleic acid⁃based covalent coupling protein labeling technique(A) Covalent aptamer⁃mediated biotin transfer to specific lysine residues on PTK⁃7[57]; (B) DNA⁃templated glycan labeling strategy minimize steric hindrance on the c⁃Met receptor[59].（A） Open access；（B） Copyright 2021， American Chemical Society.

Fig.3 Receptor expression visualization via nucleic acid⁃based probes(A) Schematic representation of DNA⁃Origami⁃based nanoarrays enhance receptor binding affinity[77]; (B) visualization of multiple receptors on live cell membranes using TAR strategy[80]; (C) schematic representation of thermophoresis⁃mediated DNA computation for profiling of tumor⁃derived EVs[84].（A） Copyright 2023， American Chemical Society；（B） Copyright 2024， Wiley-VCH；（C） Copyright 2021， American Chemical Society.

Fig.4 Schematic representation of receptor⁃selective glycosylation visualization via DNAzyme⁃based cleavage strategy(A) and imaging of the sialylation and fucosylation in PTK⁃7 on different cells(B)[91]Copyright 2023， American Chemical Society.

Fig.5 Glycation of integrin was verified via WB assay(A) and CLSM imaging(B)[92], schematic representation of exoPDL1 glycosylation visualization via nucleic acid probes(C) and the effect of exoPD⁃L1 glycosylation on the recognition and proliferation of CD8+ T cells(D)[95]（A， B） Copyright 2022， Wiley⁃VCH；（C， D） Copyright 2021， Wiley⁃VCH.

Fig.6 Schematic representation(A) and CLSM imaging(B) of c⁃Met receptors distribution after ligand stimulation[59], schematic representation(C) and CLSM imaging(D) of “traffic light” for dissecting c⁃Met receptors coordinated with downstream VEGF[108]（A， B） Copyright 2021， American Chemical Society；（C， D） Copyright 2022， Wiley⁃VCH.

Fig.7 Schematic representation of receptor interactions visualization via nucleic acid⁃based proximity labeling(A)[111] and CLSM imaging of PD⁃L1⁃targeted proximity labeling in (i) T cell⁃MDA⁃MB⁃231 cell connection and (ii) T cells(B)Copyright 2022， American Chemical Society.

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