蛋白质相互作用（PPI）研究是理解生命过程的核心手段。传统免疫共沉淀（Co-IP）依赖苛刻的洗涤条件，难以捕捉弱相互作用和瞬时相互作用。邻近标记（Proximity Labeling）技术的出现改变了这一局面——将生物素连接酶融合到"诱饵蛋白"上，酶催化范围内的蛋白被打上生物素标签，再经链霉亲和素富集与质谱鉴定，即可在天然细胞环境中系统绘制蛋白质"社交网络"。

一、第一代：BioID（2012）——"慢而稳"

BioID使用突变的生物素连接酶BirA*（R118G），将生物素活化为生物素-5'-AMP（bioAMP），对周围10~20 nm范围内的蛋白质赖氨酸残基进行标记。

• 标记半径：约10~20 nm

• 所需时间：6~18小时生物素孵育

• 适用场景：长时间尺度的稳定互作组绘制

局限同样明显：标记窗口太长，信号转导、受体内吞等动态过程难以捕捉。

二、第二代：TurboID与miniTurbo（2018）——速度革命

2018年，定向进化改造出的TurboID将活性提升约100倍，标记时间缩短至10分钟量级，使邻近标记从"静态快照"走向"动态追踪"，并可在活体动物（线虫、果蝇、小鼠）中应用。首个转基因TurboID小鼠品系在全脑神经元细胞中一次性鉴定了2,143种蛋白质。

三、并行的技术路线：APEX2——超快时间分辨率

APEX2源于工程化的抗坏血酸过氧化物酶，机制完全不同：在H₂O₂存在下将生物素-酚（BP）氧化为生物素-酚氧自由基，自由基寿命<1 ms，标记半径约20 nm，仅需1分钟即可完成标记。需注意H₂O₂可能引起氧化应激，体内应用受限。

四、2026年新突破：STePTag——从细胞走向活体器官

2026年6月，中国科学院化学研究所团队在《德国应用化学》发表STePTag技术，实现邻近标记首次从细胞水平跃升至活体器官水平。其核心创新是"开关化"TurboID：

1. 融合构建：TurboID与大肠杆菌二氢叶酸还原酶（DHFR）融合

2. TMP调控开关：无甲氧苄啶（TMP）时DHFR不稳定被降解；加入TMP后稳定化并激活TurboID

3. LNP递送：脂质纳米颗粒将STePTag mRNA递送至小鼠肝脏，无需转基因动物

4. 30分钟完成：注射生物素底物后，30分钟内完成肝脏分泌蛋白的原位生物素化

利用该技术，团队在生理条件下鉴定出93种肝脏来源分泌蛋白，并在急性肝损伤模型中捕获40种动态变化的分泌蛋白，解析了醛脱氢酶分泌在药物性肝损伤中的保护机制。

五、工具选择速查表

结语

从BioID到STePTag，邻近标记的标记速度提升了数百倍，应用尺度从培养皿走进活体器官。对研究者而言，配套的生物素探针质量——无论是生物素-酚、生物素底物还是链霉亲和素富集试剂——直接决定实验的信噪比与可重复性。纳孚生物为邻近标记研究提供多种生物素标记试剂与探针的定制合成服务，欢迎垂询。

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