114年:醫學一(2)
下列何種分析方法一般不適用於分析蛋白質與蛋白質之間的交互作用?
A串接親和共純化( tandem affinity purification )
B免疫共沉澱法( co-immunoprecipitation )
C免疫組織化學染色法( immunohistochemical staining )
D酵母菌雙雜交測定( yeast two -hybrid assay )
詳細解析
本題觀念:
本題考查的核心觀念是蛋白質與蛋白質交互作用(Protein-Protein Interaction, PPI)的分析技術。
醫師國考的基礎醫學(醫學一)中,生物技術與分子生物學是常見考點。考生需區分哪些技術是用於檢測「物理性的結合/交互作用」,哪些是用於檢測「表現量」或「位點分布」。
選項分析
-
A. 串接親和共純化(Tandem affinity purification, TAP):
- 分析:這是一種專門設計用來純化蛋白質複合體(Protein complex)的技術。它利用兩個不同的標籤(Tags)串聯在目標蛋白上,經過兩次連續的親和純化步驟,能極高純度地分離出目標蛋白及其結合夥伴(Interacting partners)。
- 結論:這是非常典型且強大的蛋白質交互作用分析方法,尤其適用於酵母菌等模式生物的複合體分析。
-
B. 免疫共沉澱法(Co-immunoprecipitation, Co-IP):
- 分析:Co-IP 被視為研究蛋白質交互作用的黃金標準(Gold Standard)。其原理是利用抗體抓取目標蛋白(Bait),如果樣本中有另一個蛋白(Prey)與目標蛋白有物理性的結合,就會被一起沉澱下來。
- 結論:這是最直接且常用於分析蛋白質交互作用的方法。
-
C. 免疫組織化學染色法(Immunohistochemical staining, IHC):
- 分析:IHC 的主要目的是利用抗體在組織切片上呈色,以觀察特定蛋白質的**「表現位置」(Localization)和「分布範圍」**。
- 爭議點(送分關鍵):
- 傳統觀點:IHC 只能證明兩個蛋白在同一組織或同一細胞中「共存」(Colocalization),空間上的接近並不代表兩者有直接的「物理性結合/交互作用」。因此,在傳統教科書定義中,它不被歸類為確效 PPI 的主要分析工具(不像 Co-IP 或 Y2H)。
- 現代觀點/爭議理由:隨著技術進步,共定位(Colocalization)分析常被視為推論交互作用的佐證之一。此外,基於抗體染色的進階技術如鄰近連接分析(Proximity Ligation Assay, PLA),可以在組織原位(in situ)檢測蛋白質交互作用,而 PLA 本質上常被歸類為廣義的免疫染色技術範疇。若考生主張「IHC 透過共定位分析或進階改良技術(如 PLA)亦可用於分析交互作用」,則選項 C 也是適用的。這導致題目出現「沒有一個選項是絕對錯誤」的情況。
- 結論:傳統上是不適用的(這是出題者原意),但因定義模糊或技術進步導致爭議,最終送分。
-
D. 酵母菌雙雜交測定(Yeast two-hybrid assay, Y2H):
- 分析:這是一種遺傳篩選技術。利用轉錄因子(如 GAL4)的 DNA 結合區域(BD)與活化區域(AD)分別接在兩個不同的蛋白上。若這兩個蛋白發生交互作用,會拉近 BD 與 AD,啟動報告基因(Reporter gene)的轉錄。
- 結論:這是專門為了篩選和偵測蛋白質交互作用而發明的技術。
答案解析
本題原定答案應為 (C)。
- 原理解釋:在四個選項中,(A) TAP、(B) Co-IP 和 (D) Y2H 都是直接針對「蛋白質是否結合」進行生化或遺傳檢測的專一性技術。而 (C) IHC 主要是看「蛋白質在哪裡」,雖然可以看共定位(Co-localization),但共定位不等於交互作用(兩個蛋白可以同時在細胞質,但不一定有結合)。因此,傳統上 IHC 不被視為 PPI 的分析方法。
- 送分理由:考選部最終將此題列為「送分」(一律給分)。推測原因是考生或專家提出申覆,指出廣義的免疫染色(IHC/IF)配合共軛焦顯微鏡(Confocal microscopy)進行共定位分析,或是使用原位鄰近連接分析(in situ PLA),確實可以在組織層次分析蛋白質交互作用。既然現代技術能讓 IHC 相關方法應用於 PPI 分析,題目問「何種不適用」便產生了科學上的語病,故予送分。
核心知識點
考生應掌握以下蛋白質交互作用(PPI)的關鍵分析技術及其原理:
-
物理性結合檢測(Biochemical Methods):
- Co-immunoprecipitation (Co-IP):黃金標準,檢測體內(in vivo)結合。
- Pull-down assay:通常使用重組蛋白(如 GST-tag),檢測體外(in vitro)或確認直接結合。
- Tandem Affinity Purification (TAP):雙標籤純化,適合分離完整的蛋白質複合體(Protein Complex)。
-
遺傳/活體篩選(Genetic/In vivo Screening):
- Yeast Two-Hybrid (Y2H):酵母菌雙雜交,利用轉錄因子重組原理,適合大規模篩選(但偽陽性較高)。
-
光學/顯微鏡技術(Optical/Microscopy Methods):
- FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer):螢光共振能量轉移,須兩蛋白距離極近(<10 nm),可證明物理接觸。
- PLA (Proximity Ligation Assay):鄰近連接分析,利用抗體與 DNA 連接,訊號放大,可在組織原位(in situ)看到交互作用亮點。
- IHC/IF (Immunohistochemistry/Immunofluorescence):主要看定位(Localization)。**Co-localization(共定位)**僅提示「可能」有交互作用,證據力最弱。