蛋白製備三大坑!裂解/除雜×濃縮×標簽融合技巧全解析
更新時間:2025-05-22 瀏覽次數:367
在研究蛋白互作的實驗中,蛋白樣本製備的質量對後續western blot或質譜分析影響頗深。
蛋白樣本的製備質量,並不僅(jin) 限於(yu) 蛋白提取,後續可能需要進行的蛋白濃縮、標簽蛋白純化也是樣本製備的關(guan) 鍵操作,每一樣都馬虎不得。
裂解除雜:打破細胞壁壘,提純蛋白的
“清道夫"法則
我們(men) 先從(cong) 蛋白提取說起。傳(chuan) 統的細胞樣本提取蛋白,再到後續的western blot結果分析是比較簡單的,但如果你的樣本是表達重組蛋白的菌體(ti) ,那麽(me) 在使用RIPA裂解後,有時我們(men) 會(hui) 發現裂解物比較黏稠,再接著往下做直到western blot結果出來後可能會(hui) 看到一些莫名其妙的條帶拖尾。
這時,我們(men) 的第一反應可能是:哎呀,樣本要麽(me) 有雜質要麽(me) 降解了。
如果是雜質,那這雜質到底是啥?知其然才能確保下次不出問題。其實,這裏可能是因為(wei) 大量表達重組蛋白的菌體(ti) ,在裂解後會(hui) 釋放出很多染色體(ti) DNA——這就是裂解物黏稠的來源,它在後續的電泳中影響蛋白移動,最終造成顯影結果呈現拖尾。
我們(men) 可以通過3個(ge) 小辦法來改善:一是改用針對不同物種樣品而優(you) 化配方的裂解液,其本質是優(you) 化了去汙劑配方,讓細胞裂解效率更高的同時保持生物活性,第二,在改善裂解液的基礎上,配合超聲同步處理樣本,超聲產(chan) 生的剪切力可以切斷染色體(ti) 長鏈DNA;三是在裂解時再搭配核酸酶除核酸,通常核酸酶是需要單獨加入的,有的核酸酶定向切割DNA,有的則不區分核酸種類,直接把核酸降解為(wei) 幾個(ge) bp長度的小片段。
超濾濃縮:精準把控蛋白濃度,濃縮過程中的
“節流"與(yu) “開源"
選擇合適的樣品除雜方法可以提高結果的質量。但有時蛋白少得可憐,別說雜質了,目的條帶都不一定能看到——比如讓當我們(men) 要研究分泌型的蛋白時。
研究分泌型蛋白,要從(cong) 培養(yang) 物上清獲蛋白。細胞什麽(me) 時間周期進行分泌?是否采用了合適的誘導方法促進分泌?有時,即便已經采用了合適的方法獲得蛋白,但濃度卻不一定能滿足下遊的IP分析。這時,就要考慮蛋白濃縮。
選擇超濾濃縮還是凍幹濃縮更合理?凍幹濃縮的效果可能更好,但是凍幹過程有可能造成蛋白的穩定性破壞,進而影響IP實驗的抗體(ti) 結合效率,而且凍幹後的蛋白還需要考慮複溶的條件,操作複雜,還需要專(zhuan) 門的設備。相比之下,通過超濾濃縮更適合處理分泌型蛋白含量低的問題。
超濾濃縮前,我們(men) 特別應該關(guan) 注2個(ge) 細節:樣品前處理和選擇合適的超濾管。
第一,應該先通過4℃,10,000×g離心去除上清中的大體(ti) 積雜質和細胞碎片。
第二,選擇合適的超濾管,這裏的合適不僅(jin) 包括截留分子量,還包括了濾膜材質。截留分子量大小應該約為(wei) 如果我們(men) 研究的蛋白大小的1/3甚至更低,比如30 kDa的蛋白,就應該選擇10 kDa的超濾管。而濾膜材質的選擇,更多的應該從(cong) 化學兼容性以及對蛋白吸附效果兩(liang) 點出發考慮。這裏建議同學們(men) 通過產(chan) 品說明書(shu) 上提供的化學兼容性表查詢確認即可,而對於(yu) 分泌型蛋白,應該優(you) 先選用低蛋白吸附的再生纖維素膜材質的超濾管,這樣可以避免本就少得可憐的蛋白的二次流失。
標簽融合表達:給蛋白裝上“導航儀(yi) ",
讓分離純化事半功倍
如果你的研究特別超前或小眾(zhong) ——比如要做Co-IP卻發現待測蛋白居然找不到合適的商用抗體(ti) 。那麽(me) ,接下來的樣本製備思路可能對你有啟發。
首先,我們(men) 必須意識到,Co-IP下遊檢測不一定依賴Western blot實驗技術,蛋白互作沉澱後通過SDS-PAGE電泳分離條帶,再利用LC-MS/MS分析互作蛋白,也可以確認待測蛋白信息。這個(ge) 過程不需要抗體(ti) ,它主要依賴足夠的蛋白量以及可供燃燒的實驗室經費。
另外一種思路則是構建標簽表達載體(ti) ,將待測蛋白的基因克隆到含有標簽的表達載體(ti) 中,轉染至目標細胞,並過表達帶上標簽的待測蛋白。進入Co-IP階段後,用已知蛋白的IP抗體(ti) 來做免疫沉澱,Western blot階段再使用標簽抗體(ti) 檢測目標蛋白。
通過融合標簽實現間接檢測是一種比較經濟的做法,我們(men) 需要關(guan) 注的點主要是實驗設計,包括:選擇合適的標簽和設計合理對照。
常見的標簽有FLAG、GST、His、Myc、HA等,如果下遊實驗是Co-IP/IP,建議大家優(you) 先考慮FLAG標簽,因為(wei) FLAG標簽較短、對蛋白空間構象的影響較小,——盡量降低外部標簽對蛋白的折疊、活性以及相互作用的幹擾。
其次,就是設計合理對照,因為(wei) 過表達帶標簽的待測蛋白後,細胞可能無法完成大量外源蛋白的正確折疊,導致蛋白出現異常聚集,這些異常的蛋白就可能無法參與(yu) 蛋白互作。因此,控製轉染的質粒總量、設置多個(ge) 轉染梯度的對照實驗是有必要的。