（一）细胞表面分子交联

交联剂常用于鉴定细胞表面受体和配体。不能通透细胞膜的水溶性交联剂可以交联细胞表面的相互作用蛋白，还可以降低膜的通透性和膜内蛋白的反应（Ji 197；WedekindF.1989）。

磺酰基与NHS酯的琥珀酰亚胺酯环相连就得到了一种水溶性膜不通透的交联剂，并且该种交联剂不与膜内蛋白发生反应。所以，当使用硫化NHS酯时，反应时间和交联剂用量都不是很重要的问题。同双官能团、异双官能团NHS酯和光反应性芳香叠氮等交联剂都是用于交联细胞表面蛋白的合适选择。

使用水溶性及水不溶性交联剂就可以判断某一已知蛋白是定位于细胞膜表面还是定位于膜内侧。简单说来，该策略的基本原理是，使用交联剂处理细胞后，将交联后的细胞蛋白经PAGE胶分离，westernbloting鉴定。如果蛋白位于膜内侧，那么只有使用水不溶性交联剂才会发生交联反应。如果蛋白位于细胞膜外表面，那么不管是使用水溶性还是水不溶性交联剂都会发生交联反应。除了鉴定蛋白定位外，交联剂还可以用于膜蛋白的放射性标记。BASED是一种同双官能团光反应性交联剂，常用于蛋白质相互作用和结合的研究中。使用此种交联剂就可以实现细胞表面蛋白的125I标记。

（二）细胞膜结构研究

细胞膜结构研究需要具有不同疏水性的试剂以确定细胞磷脂双分子层中不同的蛋白、脂质和其他分子的定位及其内部环境。荧光标签可以确定细胞膜内外的蛋白、脂质和其他分子的定位。具有不同长度间臂的交联剂可以用于交联蛋白与相关分子来确定两者之间的距离。使用短臂交联剂成功交联说明两种分子以某种方式发生相互作用。如果使用了多种短臂交联剂后都不能成功交联，则使用长臂交联剂。如果交联成功这就说明两分子可能位于膜内的相同空间但是两者没有相互作用。同双官能团NHS酯、亚氨酸酯或异双官能团NHS酯/光活丙烯叠氮常由于此类反应。虽然亚氨酸酯类交联剂是水溶性的，但是它们仍然可以穿透细胞膜。可与巯基反应的交联剂也可以用于含有半的蛋白分子与其他分子的交联反应。

EDC，水不溶性二环己基二碳亚胺DCC，和其他的水溶性或是水不溶性交联试剂联合使用，可以用于研究细胞膜和分子结构、蛋白亚基结构和排列、酶-底物相互作用和细胞表面与膜表面受体。相比DCC的高疏水性，EDC的亲水性使其更适用于膜和亚基结构研究。通常，的方式是联合水溶性和水不溶性交联剂以获得蛋白-蛋白相互作用的完整空间信息。

（三）亚基交联和蛋白结构研究

交联剂还可以用于研究蛋白样品的结构和组成（HeymanandMen-tlein，1980）。某些蛋白比较难以研究是由于它们在不同pH值或盐浓度条件下存在不同的构象。使用交联剂交联蛋白分子中的亚基即可避免上述蛋白构象的改变，便于研究蛋白的结构和亚基组成。一般说来，可与氨基、羧基或是巯基反应的交联剂都可以用于鉴定蛋白分子的亚基构成及其之间的相互作用。并且，上述应用中通常选择短间臂或是中等长度间臂的交联剂。碳二亚酰胺类交联剂DFDNB和NHS-ASA是上述研究中常用的分子内交联剂，它们的合理使用可以避免与外源干扰蛋白发生交联反应。对于反应条件而言，低浓度的蛋白样品和高浓度的交联剂都有助于保证反应的特异性。

（四）蛋白质分子之间的交联反应

分子生物学中经常需要使用辣根过氧化物酶，碱性磷酸酶或是某些荧光素分子标记的抗体进行蛋白检测。此外，抗原纯化所需的亲和介质的制备也依赖于ProteinA/G与抗体分子之间的共价交联。所以，交联剂在抗体与蛋白分子的交联反应中有十分广阔的应用。许多交联剂都可以用于抗体与蛋白分子之间的交联反应（Jackson1987）。戊二醛是以前比较常用的交联剂，但是交联物用于免疫反应检测时常出现较高的背景，所以目前较少使用。碳水化合物被氧化后可与伯氨基发生交联反应，操作简便，并且不会造成免疫检测的背景升高，但是会出现抗体分子的自身交联。NHS酯和亚氨酸酯类同双官能团交联剂虽然可以用于上述交联反应，但是也同样存在聚合和自身交联的问题。

相比之下，异双官能团交联剂是用于蛋白质分子交联的选择（Nadeau，202）。这是因为使用异双官能团交联剂可以避免自身交联反应的发生。目前常用的异双官能团交联剂有SMCC和Sulfo-SMCC。交联剂DMP和DS可以用于抗体与ProteinA/GSepharose的交联。此种方法制备的亲和介质可以用于纯化抗原。抗体的Fc区可以结合ProteinA/G，Fab区可以特异性结合抗原。DS和DMP可以通过抗体和ProteinA/G的氨基发生交联反应，从而共价连接两种蛋白。

（五）药物与抗体交联

共价连接抗肿瘤药和单克隆抗体可以使药物导向肿瘤组织，提供肿瘤药物治疗的靶向性（Geofrey190）。对于大多数细胞药物来说，它们的基团需要通过化学修饰转化为更合适的功能基团才能与单抗连接。例如：羟基经琥珀酰化很容易转化为羧基，羧酸酯与肼反应转为酰肼。

单抗有一定数目的反应基团可用于与药物交联，它们中的一些用于维持抗体三级结构，使其与抗原结合。对单抗广泛的共价修饰会导致抗体可溶性和活性丧失，不同的单抗被修饰的可能程度不同。因此，一旦设计了一种合适的交联方案，就有必要检测抗体活性和蛋白质被修饰后的恢复程度。目前，在单抗分子上引入反应基团的方法有3种：用异双功能交叉链，碳水化合物经高碘酸钠氧化形成醛基，二硫化物与 DTT反应还原形成游离的巯基。

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