在蛋白质组学研究的版图中，谁离谁最近，往往决定了谁对谁最重要。邻近标记技术，正在重新定义我们理解蛋白质间相互作用的方式。

什么是邻近生物素标记？

邻近生物素标记（Proximity Labeling, PL）是一种在活细胞中原位捕获蛋白质瞬时/弱相互作用的强大技术。其核心思路并不复杂：将一种经过改造的生物素连接酶（如BirA*）与目标"诱饵"蛋白融合表达，在添加外源生物素后，该连接酶会将附近的蛋白质（半径约10 nm范围内）进行生物素化标记——相当于给目标蛋白周围的"邻居"们贴上了可被链霉亲和素捕获的标签。

随后，通过链霉亲和素磁珠富集、质谱鉴定，研究者便能获得一份目标蛋白在特定时空条件下的"社交图谱"。

经典技术：BioID与BioID2

BioID由Roux等人在2012年首次报道，是邻近标记技术的开山之作。它基于大肠杆菌生物素连接酶BirA的R118G点突变体（BirA*），在10–15 μM生物素浓度下，标记时间约需18–24小时。

2016年，Kim等人开发了BioID2——一种源自水生栖热菌（Aquifex aeolicus）的改良版本，分子量更小（约27 kDa，而BirA*为35 kDa），标记效率略有提升，但标记时间仍需16小时以上。

BioID和BioID2的主要局限在于反应速率较慢，难以捕捉快速变化的动态过程。

TurboID：效率的飞跃

2018年，Ting实验室的Branon等人推出了TurboID，这是邻近标记领域的里程碑式突破。通过定向进化策略，TurboID将标记时间从16–24小时大幅缩短至10分钟，灵敏度提升了数十倍。

TurboID的改进使得研究者首次可以在亚细胞器水平上追踪快速蛋白质组变化，例如在信号通路激活后的蛋白招募过程，或应激条件下的相分离动态。

在此基础上，split-TurboID技术进一步提升了空间特异性——只有当两个片段在特定条件下重新组装成完整酶时，标记才会发生，实现了真正的"条件性邻近标记"。

miniTurbo与UltraID：小即是美

TurboID虽然高效，但在某些应用中可能产生较高的背景标记。为此，研究者开发了miniTurbo——一种删除N端结构域的截短版本，分子量更小（约28 kDa），标记速率略低于TurboID但背景更低。

2023年，UltraID的问世进一步推动了这个方向。UltraID（又称miniTurboID-L114P）分子量仅约25 kDa，是目前已知最小的邻近标记酶，标记时间约30–60分钟，特别适合用于标签融合空间受限的场景，如膜蛋白、核孔复合物等。

AirID：降低毒性的解决方案

TurboID的高活性在某些细胞类型中可能产生细胞毒性。2020年报道的AirID通过对BioID2进行多个位点突变，在保持较高标记效率的同时显著降低了对细胞的毒性影响，尤其适用于对过表达敏感的神经元或干细胞体系。

前沿趋势：从蛋白到RNA

邻近标记技术的边界正在不断扩展。2024年以来，RNA邻近标记技术逐渐成熟，例如RNA-BioID和APEX-seq等工具将标记对象从蛋白质组延伸至转录组。2026年1月，Nature Plants发表的一项研究将CRISPR-dCas9系统与TurboID相融合，实现了特定基因组位点的邻近蛋白组解析——这意味着邻近标记已经从"蛋白中心"走向了"核酸中心"。

对科研采购的启示

邻近生物素标记试剂（活化生物素酯、链霉亲和素磁珠、标记酶质粒等）是相关实验的核心耗材。对于国内高校实验室而言，选择稳定可靠的生物素化试剂和高质量的链霉亲和素纯化介质，是确保实验数据可重复性的基础。

本文参考了中科院生物物理所2026年6月科普文章、《生物化学与生物物理进展》邻近标记综述（2025）、MCP期刊2026年5月邻近标记技术综述等文献。

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