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。但是對于多蛋白復合體，AFM成像不能區(qū)分不同的蛋白質分子，需要在特定蛋白上引入特異性標記。而量子點作為納米材料構成的硬質球體，具有較低的壓縮性，因而可以在AFM成像中形成較強的拓撲信號。北卡羅萊納大學Bennett Van Houten課題組，將量子點標記DNA損傷修復蛋白—UvrB，利用原子力顯微技術，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（Quantum dots, QDs）與UvrB偶聯(lián)。首先在UvrB表達蛋白末端加上HA標簽，然后以HA單抗作為接頭蛋白，最后與量子點標記的二抗進行偶聯(lián)，從而獲得量子點標記的UvrB（UvrB-QD）（圖1）。該方法中，HA標簽及其抗體，可增加UvrB和QD之間的距離，從而避免量子點形成空間位阻，不會影響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)的量子點進行標記，但是，每個HA抗體上有多個生物素，進而通過鏈霉親合素而偶聯(lián)多個量子點，最終導致聚集，不利于單分子分析，因而該方法不適合本項研究。

利用AFM和基于瓊脂糖的凝膠阻滯實驗（EMSA），研究者明確，與量子點偶聯(lián)的UvrB仍然保持了與UvrA的相互作用，以及對DNA損傷的識別功能。同時，利用量子點在AFM中獨特的拓撲信號（圖2），分析了UvrB在DNA損傷缺口的特異性結合，這是其他生化分析無法實現(xiàn)的。上述方法也可用于其它蛋白質分子的研究，對于發(fā)展基于量子點標記技術的蛋白質及DNA相互作用研究具有重要意義。

圖1 量子點標記UvrB的模式圖。

圖2量子點及其標記物的原子力顯微鏡分析。

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

文獻來源：

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.