APEX 蛋白标记
APEX 蛋白标记（ascorbate peroxidase-based proximity labeling）是一种基于抗坏血酸过氧化物酶的邻近标记技术。APEX 是一种来源于植物的过氧化物酶，能够催化生物素酰胺-酚（biotin-phenol, BP）或其他酚类底物在过氧化氢（H₂O₂）存在下形成活性自由基。这些自由基的半衰期极短，仅能扩散约 20 nm，从而能够在短时间（秒级）内选择性地标记 APEX 附近的蛋白质，而不会影响远离 APEX 的蛋白。随后，通过链霉亲和素亲和纯化和质谱分析可以高效鉴定邻近的蛋白质组。APEX 蛋白标记的主要作用在于揭示细胞内蛋白的空间分布及动态相互作用。该方法能够在活细胞内实现快速标记，不受细胞固定、通透性等限制，特别适用于研究特定亚细胞结构或短时相互作用的蛋白质网络。例如，在神经生物学研究中，APEX 蛋白标记被用于解析突触相关蛋白的组成，以研究神经递质传递过程中的关键调控蛋白。此外，在线粒体、内质网、高尔基体等亚细胞器蛋白组学研究中，APEX 也展现出独特的优势，能够在细胞生理环境下精确标记并富集特定细胞器的蛋白组。近年来，该技术在病毒学、癌症生物学以及免疫信号通路研究中也得到了广泛应用，为解析复杂的蛋白相互作用网络提供了强有力的工具。
APEX 蛋白标记的优势之一在于其标记速度快、空间分辨率高，可在 1 分钟内完成邻近蛋白的生物素化，极大地降低了细胞状态变化对实验结果的干扰。同时，由于生物素-链霉亲和素系统的高亲和力，APEX 标记的蛋白可以高效富集，提高质谱鉴定的灵敏度。此外，APEX 可基因编码并融合到靶蛋白上，使其能够靶向特定细胞器或蛋白复合物，为解析动态蛋白质网络提供工具。
与其他邻近标记技术（如 BioID）相比，APEX 蛋白标记的时间分辨率更高，适用于快速发生的蛋白相互作用事件，而 BioID 需要较长的孵育时间（通常为 18–24 小时）。此外，APEX 可在无氧环境下发挥作用，使其成为研究线粒体、核孔复合物等缺氧环境中的蛋白互作网络的理想选择。然而，APEX 也存在一定局限性，例如可能引入非特异性背景噪音，且 H₂O₂ 处理可能对细胞产生氧化损伤，因此实验设计时需优化 H₂O₂ 浓度和处理时间，以确保实验的特异性和可靠性。
近年来，APEX 蛋白标记技术的改进不断推进其应用边界。例如，APEX2 作为 APEX 的改良版本，具有更高的催化活性和稳定性，可在更低浓度的 H₂O₂ 下实现高效标记，减少细胞毒性。此外，结合 CRISPR-Cas9 介导的基因编辑技术，APEX 使得细胞器蛋白组学研究更加精准，可在内源水平上实现靶蛋白的特异性标记，提高数据的生理相关性。
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