植物蛋白电镜亚细胞定位方法获进展

近日，华南农业大学生命科学学院副教授胡宇飞团队系统评估了APEX2（抗坏血酸过氧化物酶衍生物）标签在植物蛋白质电镜亚细胞定位中的应用效果，并开发出植物蛋白电镜亚细胞定位方法。相关成果发表于《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）。

透射电镜下APEX2标签指示不同蛋白在细胞中的定位。研究团队供图

利用电子显微镜实现蛋白质的高分辨率定位是研究蛋白质功能的重要手段。APEX2标签最初开发用于动物蛋白质的电镜亚细胞定位研究，因其具有耐受电镜液固定、不含二硫键且在所有细胞区域均能稳定发挥催化活性等优势而广受青睐。

尽管该技术已在动物细胞中成功应用10余年，但由于APEX2来源于植物的抗坏血酸过氧化物酶，研究者普遍担忧植物细胞内丰富的内源性过氧化物酶可能导致背景染色干扰，这使得该技术在植物研究领域的应用长期受限。然而，这种担忧缺乏系统的实验证据。因此，APEX2标签是否适用于植物蛋白质的电镜亚细胞定位研究，需通过实验进行验证。

研究团队在国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目的资助下，采用烟草叶片瞬时表达系统，针对多种亚细胞结构（包括线粒体基质及膜间隙、叶绿体内外膜、基质和类囊体、内质网腔内外、高尔基体腔以及细胞质膜等）的不同定位蛋白质，建立了基于APEX2标记和DAB染色方法，通过透射电镜观察证实了APEX2标签技术在植物细胞中的应用。

该研究验证了APEX2标签技术在植物双膜细胞器（如线粒体和植物特有的叶绿体）研究中的优势；证实了APEX2标签技术适用于植物膜蛋白的拓扑结构研究；结果显示植物细胞的内源性过氧化物酶活性对蛋白质定位产生的背景干扰并不显著。

该研究为植物细胞蛋白质的高分辨定位提供了可靠方法，并解决了长期以来APEX2在植物研究中应用受限的问题。