2021-05-07 分子交联技术 (2)

除了前面介绍的使用甲醛，多聚甲醛和戊二醛等有机试剂进行分子交联外，另一类常用的分子交联技术就是基于光化学反应的光交联，尤其是紫外线介导的光交联反应。

紫外线（ultraviolet ）

光也能接到化学反应，即光化学反应[1]，它是指物质在可见光或紫外线照射下，物质分子吸收光子后所引发的化学反应。而基于光化学反应的光交联则是其重要应用之一。光交联反应是指将合成的光敏小分子化合物作为工具探针，在特定波长的光照射下，产生高活性的中间体，与其受体活性部位形成特异性的不可逆共价键结合的化学反应。

在分子生物学中，常使用紫外线进行光交联反应，用于邻近分子的交联。紫外线为波长在10nm至400nm之间的电磁波。紫外交联主要介导蛋白质与RNA的分子共价连接，常用紫外线波长有254nm和365nm两种。其中254nm UV照射下，RNA 中的核苷酸和蛋白质中的氨基酸会产生光化学反应，转变为活性状态，进而形成分子间共价交联，不过254nm UV介导的分子交联效率偏低（HIST-CLIP使用254nm UV进行交联）；而365nm UV则可以介导光敏分子，例如4SU与蛋白质的高效交联（PAR-CLIP使用365nm+4SU进行交联）。

紫外介导的分子交联[2]

紫外介导的分子交联[3]

紫外介导的分子交联[3]

补骨脂素（Psoralen）

在长波长紫外光（365nm）的激发下，补骨脂素能够嵌入富含胸腺嘧啶或者尿嘧啶的双链区域，并与胸腺嘧啶或者尿嘧啶发生共价交联，可以用于双链DNA，双链RNA或者DNA-RNA杂合链的鉴定与分离。并且365nm条件下补骨脂素介导的交联可以在254nm UV处理后进行解交联。

Psoralen介导的核酸分子交联

AMT

AMT（4’-aminomethyltrioxalen），一种补骨脂素衍生物交联剂，可以使RNA与RNA间通过尿苷产生交联，适用于直接的RNA-RNA相互作用。

基于AMT的RNA-RNA互作分析[4]

Reference

1.孙瑞, 高银佳, 史海斌. 光交联技术的生物应用研究进展[J]. 中国光学, 2018, 11(3): 444-458.

2.Urdaneta, E. C. & Beckmann, B. M. Fast and unbiased purification of RNA-protein complexes after UV cross-linking. Methods 178, 72-82 (2020).

3.Ascano, M., Hafner, M., Cekan, P., Gerstberger, S. & Tuschl, T. Identification of RNA-protein interaction networks using PAR-CLIP. Wiley Interdiscip Rev RNA 3, 159-177 (2012).

4. Zhipeng, L. et al. RNA Duplex Map in Living Cells Reveals Higher-Order Transcriptome Structure. Cell (2016).