蛋白相互作用研究长期面临一个"抓不住"的难题：许多瞬时、微弱或膜蛋白相关的互作，在传统 Co-IP 的裂解、洗涤过程中早已解离。邻近标记（Proximity Labeling）技术提供了一条完全不同的路径——不直接捕捉"已经结合的复合物"，而是在活细胞内让目标蛋白周围的"邻居"被共价标记上生物素，再用链霉亲和素富集、质谱鉴定，把"谁曾经靠近过"完整记录下来。

三代生物素连接酶：从 BirA 到 TurboID 与 UltraID

邻近标记的核心引擎是改造后的生物素连接酶。2026 年，这一家族已发展到第三代：

TurboID 是 TurboID 蛋白互作组技术的关键升级：它通过定向进化将标记速度提升了一个数量级，只需在培养基中补充外源生物素 10 分钟左右，即可对目的蛋白邻近蛋白完成共价生物素化。2026 年 Nature Communications 与 Science Advances 连续刊载的应用论文显示，TurboID 已能稳定捕捉膜蛋白、信号通路节点等传统方法难以覆盖的互作网络。

UltraID 则进一步把分子量压缩到约 19 kDa——比 TurboID 更小、更快，对神经元、干细胞等对蛋白表达敏感的体系更友好。Broad 研究所 2026 年 4 月发表的工作还将 UltraID 与靶向细胞表面蛋白的纳米抗体偶联，把标记效率较单纯纳米抗体方案提升了一个数量级，且在动物体内依然稳定。

标准实验流程五步走

一个完整的 TurboID/UltraID 邻近标记实验通常包含以下环节：

1. 构建融合表达载体：将 TurboID 与目的蛋白（Bait）融合，瞬时转染或建立稳定细胞系；

1. 原位邻近标记：添加外源生物素，活细胞内对邻近蛋白进行共价生物素化；

1. 链霉亲和素富集：利用生物素-链霉亲和素超强亲和力，高严苛条件洗涤富集；

1. LC-MS/MS 鉴定：质谱分析标记蛋白，结合对照组筛选高可信度候选；

1. 二次验证：Co-IP、免疫荧光共定位、SPR、MST、BLI 等 orthogonal 方法确认。

从工具到平台：2026 年的新趋势

今年值得关注的方向还包括：中科院团队报道的 STePTag 系统，将 TurboID-DHFR 融合蛋白经 LNP 递送至小鼠肝脏，实现活体器官级 30 分钟原位标记，全程无需转基因动物；REC 不含赖氨酸的短肽标签让邻近标记实验可与泛素化、乙酰化研究同步进行；RNA-BioID 与 dCas9-TurboID 则把邻近标记的对象从蛋白质组延伸到了 RNA 和特定基因组位点。

这些进展背后有一个共同的化学需求：高质量的生物素标记小分子与探针原料。无论是 AviTag 底物生物素、各代连接酶的外源补充生物素，还是功能化生物素探针（含光交联基团、荧光-生物素双标），其纯度与批次一致性直接影响标记效率和质谱背景。

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