原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy, AFM）作為單分子研究工具，可用于生物分子相互作用研究。但是對(duì)于多蛋白復(fù)合體，AFM成像不能區(qū)分不同的蛋白質(zhì)分子，需要在特定蛋白上引入特異性標(biāo)記。而量子點(diǎn)作為納米材料構(gòu)成的硬質(zhì)球體，具有較低的壓縮性，因而可以在AFM成像中形成較強(qiáng)的拓?fù)湫盘?hào)。北卡羅萊納大學(xué)Bennett Van Houten課題組，將量子點(diǎn)標(biāo)記DNA損傷修復(fù)蛋白—UvrB，利用原子力顯微技術(shù)，精確分析了UvrB與UvrA以及UvrB與DNA之間的相互作用特性，為多蛋白復(fù)合體相互作用研究提供了新的方法。

Hong Wang等采用抗體三明治方法將量子點(diǎn)（Quantum dots, QDs）與UvrB偶聯(lián)。首先在UvrB表達(dá)蛋白末端加上HA標(biāo)簽，然后以HA單抗作為接頭蛋白，最后與量子點(diǎn)標(biāo)記的二抗進(jìn)行偶聯(lián)，從而獲得量子點(diǎn)標(biāo)記的UvrB（UvrB-QD）（圖1）。該方法中，HA標(biāo)簽及其抗體，可增加UvrB和QD之間的距離，從而避免量子點(diǎn)形成空間位阻，不會(huì)影響UvrB與其他蛋白和DNA的相互作用。另外，雖然也可采用生物素化的HA抗體與鏈霉親合素偶聯(lián)的量子點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，但是，每個(gè)HA抗體上有多個(gè)生物素，進(jìn)而通過鏈霉親合素而偶聯(lián)多個(gè)量子點(diǎn)，最終導(dǎo)致聚集，不利于單分子分析，因而該方法不適合本項(xiàng)研究。

利用AFM和基于瓊脂糖的凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)（EMSA），研究者明確，與量子點(diǎn)偶聯(lián)的UvrB仍然保持了與UvrA的相互作用，以及對(duì)DNA損傷的識(shí)別功能。同時(shí)，利用量子點(diǎn)在AFM中獨(dú)特的拓?fù)湫盘?hào)（圖2），分析了UvrB在DNA損傷缺口的特異性結(jié)合，這是其他生化分析無法實(shí)現(xiàn)的。上述方法也可用于其它蛋白質(zhì)分子的研究，對(duì)于發(fā)展基于量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)的蛋白質(zhì)及DNA相互作用研究具有重要意義。

圖1 量子點(diǎn)標(biāo)記UvrB的模式圖。

圖2量子點(diǎn)及其標(biāo)記物的原子力顯微鏡分析。

（A）量子點(diǎn)標(biāo)記二抗；（B）量子點(diǎn)標(biāo)記二抗與HA單抗的偶聯(lián)物；（C）量子點(diǎn)標(biāo)記二抗、HA單抗、UvrB的偶聯(lián)物；（D）量子點(diǎn)標(biāo)記二抗、HA單抗、UvrB、UvrA的偶聯(lián)物。

文獻(xiàn)來源：

Wang H, Tessmer I, Croteau DL, Erie DA, Van Houten B. Functional characterization and atomic force microscopy of a DNA repair protein conjugated to a quantum dot. Nano Lett. 2008;8(6):1631-7.