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原核表达及蛋白质的纯化与浓度测定
操作步骤
• 通过PCR或RT-PCR获得目的基因 • 构建重组表达质粒 • 获得含重组表达质粒的表达菌种 • 诱导表达
诱导表达
挑取含重组质粒的菌体单克隆至5ml含相应抗生素的LB液 体培养基中37℃振荡过夜培养。(同时以空载体作为对照 ) 按1∶100比例稀释过夜菌,一般将1ml菌液接入到100ml
防止二价Ni被还原。
不能含离子型的去垢剂,比如SDS,防止Ni流失。 建议在破碎细胞的时加入蛋白酶抑制剂,如0.11mM的PMSF,防止目的蛋白被降解。
缓冲液里可以加入甘油,防止蛋白之间由于疏水
相互作用而发生聚集沉淀,甘油浓度最高可达 50%(v/v)。 缓冲液里NaCl的浓度应在300mM到2M之间。 可加入非离子型去垢剂,如Triton,Tween等,最 高2%,可以减少背景蛋白污染和去除核酸污染。
LB液体培养基中, 37℃振荡培养2-3h。
取部分液体作为未诱导的对照组,余下的加入诱导剂 IPTG至终浓度0.8mM作为实验组,37℃继续振荡培 养3h,4h,5h,6h 。
不同时间点分别取1ml菌体,12000rpm离心1min 或8000rpm离心6min收获菌体沉淀,用40ul灭菌水 重悬沉淀,加入5×蛋白上样缓冲液10ul混匀, 沸水煮5min。 剩余的样品(约95ml)然后12000rpm离心1min,用 灭菌水重悬菌体,用低温超高压细胞破碎仪或超声 破碎仪破碎重悬的菌体,4℃ 12000rpm离心10min , 上清倒入另一管中,沉淀用10ml的灭菌水重悬,然后 分别取40ul,加入5×蛋白上样缓冲液10ul混匀, 沸水煮5min,做SDS-PAGE等分析。
Tips
与超声波破碎仪相比,低温超高压连续流细胞 破碎仪的优点有: 保持细胞活性(4-6℃的环境) 省时
不同菌体的破碎最适压力是不同的。 例如:一般大肠杆菌的破碎压力为1000mpa, 压力过大可能会对蛋白的活性有影响。
选择表达宿主之前,要先对靶基因中的密
码子进行分析。
如果有细菌不常用的密码子,需要考虑更换 表达菌株。例如:不能使用BL21(DE3)进行表达, 可以选择Rosetta系列菌株,如Rosetta 2。这种携 带pRARE2质粒的BL21衍生菌,补充了大肠杆菌 缺乏的七种(AUA, AGG, AGA, CUA, CCC, GGA 及CGG)稀有密码子对应的 tRNA,所以这类菌 株能够明显改善大肠杆菌中由于稀有密码子造成 的表达限制。
记录测定结果。
用灭菌水清洗侦测台5-6次,退出系统,关闭计算机。
存备用。
Tips
透析第一天更换TE buffer次数稍多一些,换5次 左右,后两天的次数可减少,早中晚各一次。 使用前沸水煮5min即可,冷却后装样,加样时要 带手套,防止手上油脂堵塞透析袋的孔,影响透 析效果。用时要检查是否会有液体的漏出,使用 后的透析袋应浸泡在20%的酒精中。 若蛋白浓度太高,在透析的过程中会有蛋白的析 出,建议在加入透析袋之前做等量体积的稀释。 透析之后的蛋白分装到EP管中,既避免浪费,又 可避免蛋白因反复冻融而影响自身的活性。
• 加入1 mL GST Elution Buffer,轻摇10 min。 • 2000 rpm离心5 min,收集上清。 • 重复上述两步骤至少两次。
• SDS-PAGE电泳检测蛋白纯度,微量紫外分光光
度计检测蛋白浓度。 • 将蛋白分装置于-80℃保存。
Tips
各种缓冲液中不能有强螯合剂,如EDTA,EGTA等。 各种缓冲液里不能有高浓度的强还原剂,如DTT,
在进行SDS可能是: • 由于静电荷的原因相差10kDa左右 • 由于稀有密码子的问题也会造成表达产物 的截短(特殊情况)
蛋白质的提取与纯化
实验原理
亲和层析就是通过将
具有亲和力的两个分子中一 个固定在不溶性基质上,利 用分子间亲和力的特异性和 可逆性,对另一个分子进行 分离纯化。被固定在基质上 的分子称为配体,配体和基 质是共价结合的,构成亲和 层析的固定相,称为亲和吸 附剂。
• 4℃ 12000rpm离心20min,取上清 。 • 加20% PEG4000 至终浓度为0.2%,50mM (0.03g/mL)的氧化型谷胱甘肽至终浓度为1mM,
100mM(0.03g/mL)的还原型谷胱甘肽至终浓度为
2mM,静置2小时。 • 以1×TE(pH8.0)透析72小时,取出分装后-80℃保
蛋白浓度测定
特点
检测只需1微升的样本,适用于极 微量样本的检测。
直接使用加样器将待检测样本加在
检测的表面上,无需使用比色皿和 毛细管。 不浪费样本,节省消耗品费用。 样本无需进行稀释,即可进行快 速、简便的检测,检测范围宽。
操作步骤
在主画面点选“Protein A280”,计算机与仪器自动完成 联机。 先用灭菌水清洗侦测台5-6次,最后一次点“OK”确定。 依照Pro所溶于之液体准备该溶液取出2ul点在侦测台 上,放下上臂后再按“Blank”。 将样品混匀,取出2ul点在侦测台上,放下上臂后再按 “Measure”。
GST标签蛋白的纯化
• 诱导200mL菌体,4℃ 12000rpm 离心1min集菌,然后用 PBS洗涤诱导后的菌体2-3次,Buffer A(一般用1/10体 积)重悬菌体,超声波破碎至清亮 ,12000rpm离心 20min取上清,在上清中加入适量经处理过的50%的 Glutathione Sepharose 4B,室温摇床轻轻晃动作用1h,使 蛋白充分吸附。 • 2000 rpm离心5min,弃上清。 • 加入至少10倍体积PBS,轻摇至Glutathione Sepharose 4B 悬浮于溶液中,2000rpm离心5min弃上清。 • 重复上步两次。
原核表达
实验原理
大肠杆菌是重要的原核表达体系,在重组 基因转化入大肠杆菌菌株以后,通过温度 的控制,诱导其在宿主菌内表达目的蛋白 质,然后将表达样品进行SDS-PAGE以检测 表达的蛋白质。 实验室常采用IPTG诱导外源基因表达,不 同的表达质粒表达方法并不完全相同,由 于启动子不同,诱导表达要根据具体情况 而定。
不溶性包涵体的提取
• 诱导200mL菌体,4℃ 12000rpm离心1min集菌,PBS洗涤 菌体2-3次,然后用Buffer A(一般用1/10体积)重悬菌体, 超声破碎至清亮。 • 4℃ 12000rpm离心20min,弃上清。
• 用PBS洗涤沉淀2-3次。
• 往沉淀中加19.7ml Buffer A以及19.7ul的DTT(终浓度为 0.5mM/L)及0.3ml 20%的SKL贮存液,剧烈搅动,使其缓 慢溶解,4℃静置过夜。