导读：从 2012 年 BioID 问世，到 2018 年 TurboID 将标记时间从 18–24 小时压缩至 10 分钟，再到 2026 年中国科学院化学研究所在《德国应用化学》上发表的 STePTag 技术——邻近生物素标记正经历一场"时空分辨率革命"。对从事蛋白质组学研究的课题组而言，这意味着过去只能在培养皿里回答的问题，如今可以在活体动物身上直接求解。

一、三次技术跃迁的核心逻辑

第一代：BioID（2012）——利用突变的生物素连接酶 BirA*，将生物素活化为生物素-AMP（bioAMP），对周围约 10 nm 半径内的蛋白质进行非特异性生物素化。问题是标记速度太慢，需要 18–24 小时，难以捕捉蛋白质相互作用的动态过程。

第二代：TurboID（2018）——通过定向进化改造 BirA，标记速度提升约 15 倍，10–30 分钟即可完成有效标记，适用于活细胞和体内实验。2026 年的最新研究中，TurboID 已被成功应用于内皮细胞、神经元等多种细胞类型的蛋白质组学研究。

后续衍生工具同样值得关注：

• UltraID：分子量仅 19 kDa，标记速度更快；

• Split-TurboID：将酶拆分为两个无活性片段，仅在两片段因蛋白质相互作用而靠近时恢复活性，实现条件性 PPI 标记。

第三代：STePTag（2026）——核心创新是给 TurboID 装上"分子开关"：将 TurboID 与大肠杆菌二氢叶酸还原酶（DHFR）融合，DHFR 在无其抑制剂甲氧苄啶（TMP）时不稳定会被降解，加入 TMP 后稳定化并激活 TurboID；再借助脂质纳米颗粒（LNP）将 mRNA 递送至小鼠靶器官，注射生物素底物后 30 分钟内即完成肝脏分泌蛋白的原位标记。

二、STePTag 交出了什么成绩单

借助 STePTag 结合蛋白质组学分析，研究团队在生理条件下鉴定出 93 种肝脏来源的分泌蛋白；在急性肝损伤模型中捕获了 40 种动态变化的肝脏分泌蛋白；并解析了醛脱氢酶分泌在药物性肝损伤中的保护作用机制——全程无需转基因动物。

另一条值得关注的路线是 APEX2：在 H₂O₂ 存在下将生物素-酚氧化为寿命极短的自由基（<1 ms），1 分钟内完成标记，是目前时间分辨率最高的邻近标记技术，但需注意氧化应激干扰。

三、对课题组的实际意义

四、生物素标记试剂的选型建议

邻近标记实验的成败，很大程度上取决于生物素底物与标记体系的质量。建议课题组在选型时关注：

1. 底物纯度：生物素（维生素 H）需达到 ≥98% 纯度，避免杂质干扰酶活；

2. 衍生物储备：生物素-酚（用于 APEX2）、生物素-AMP 类似物等需按体系分别储备；

3. 定制需求：非标准长度 PEG 接头的生物素探针、光交联-生物素双功能探针等，通常需要定制合成支持。

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