本
文
摘
要
1. 动物组织
1.1. 超声破碎法
1. 将冷冻的样品取出,用液氮/干冰研磨成粉末;
2. 取0.05g研磨后的粉末加入300ul SDS裂解液,加入蛋白酶抑制剂(PMSF或Cocktail)使其终浓度为1mM;
3. 冰上超声破碎,功率80W,超声1.0s,关闭1.0s,共2min,重复三次(控制低温);
4. 将溶液在室温下12000rpm离心15min,取上清,并再次离心取上清;
5. 上清液即为组织的总蛋白溶液,采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用。
1.2. 超声破碎+酚抽提法(动物肠道和海洋动物)
1. 将冷冻的样品取出,用液氮/干冰研磨成粉末;
2.取样品粉末加入0.6mL抽提液,加入蛋白酶抑制剂(PMSF或Cocktail)使其终浓度为1mM;
3. 冰上超声破碎,功率80W,超声1.0s,关闭1.0s,共2min(控制低温);
4. 加入等体积的酚-Tris-HCl(7.8)饱和溶液,4℃反应30min,期间每5min摇晃混匀一次;
5. 4℃,7100rpm离心10分钟,收集酚上层;
6. 加入5倍体积的预冷0.1M醋酸铵-甲醇溶液,-20℃过夜沉淀;
7. 4℃,11500rpm离心10分钟,收集沉淀;
8. 加入5倍体积的预冷甲醇以清洗混匀,4℃,11500rpm离心10分钟,收集沉淀,重复一次;
9. 以丙酮代替甲醇4℃,11500rpm离心10分钟,收集沉淀,自然风干(约3-5min);
10. 将干燥后的粉末溶解液于样品裂解液中吹打混匀,室温溶解1小时;
11. 将溶液在室温下12000rpm离心10min,取上清,并再次离心取上清;
12. 上清液即为组织的总蛋白溶液,采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用。
2. 植物组织
2.1. 酚抽提法
1. 将冷冻的样品取出,用液氮/干冰研磨成粉末;
2.取样品粉末补充抽提液至1ml混匀,至少反应10min;
3. 加入等体积的酚-Tris-HCl(7.8)饱和溶液,4℃反应40min,期间每5min摇晃一次;
4. 4℃,7100rpm离心15 min,收集酚上层;
5. 加入5倍体积的预冷0.1M醋酸铵-甲醇溶液,-20℃过夜沉淀;
6. 4℃,11500rpm离心10分钟,收集沉淀;
7. 加入5倍体积的预冷甲醇以清洗混匀,4℃,11500rpm离心10分钟,收集沉淀,重复一次;
8. 以丙酮代替甲醇4℃,11500rpm离心10分钟,收集沉淀,自然风干(约3-5min);
9. 将干燥后的粉末溶解液于样品裂解液中吹打混匀,室温溶解1小时;
10. 将溶液在室温下12000prm离心10min,取上清,并再次离心取上清;
11. 上清液即为组织的总蛋白溶液,采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用。
酚抽提法中抽提液的配置:
10 mL配方:蔗糖 2.4g,NaCl 0.058g,EDTA·2Na 0.146g,DTT 0.02g,0.5M Tris-HCl (pH6.8)2.5mL,0.5M Tris-HCl(pH8.8)2.5mL,然后加ddH2O定容至10mL,充分溶解混匀。
注:酚抽提液需要现配现用。
3. 细胞、菌体
3.1. 细胞和革兰氏阴性菌
1. 取样品约为绿豆大小加入300ul SDS裂解液,加入蛋白酶抑制剂(PMSF或Cocktail)使其终浓度为1mM;
2. 冰上超声破碎,功率80W,超声1.0s,关闭1.0s,共2min,重复两次(控制低温);
3. 将溶液在室温下12000prm离心15min,取上清,并再次离心取上清;
4. (样品本身没有多余液体和提取液澄清)上清液即为组织的总蛋白溶液,采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用;
3.2. 革兰氏阳性菌
1. 冷冻的样品取出约绿豆大小,用液氮/干冰研磨成粉末;
2. 研磨后的样品加入300ul SDS裂解液,加入蛋白酶抑制剂(PMSF或Cocktail)使其终浓度为1mM;
3. 冰上超声破碎,功率80W,超声1.0 S,关闭1.0 S,共2min,重复两次(控制低温);
4. 将溶液在室温下12000prm离心15min,取上清,并再次离心取上清;
5. (样品本身没有多余液体和提取液澄清)上清液即为组织的总蛋白溶液,采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用。
4. 发酵液、胞外分泌蛋白(细胞培养液)、尿液
4.1. 超滤浓缩(样品超过5ml)
1. 将样品在常温水域中复溶;
2. 每次转移10ml至3KD超滤离心管中;
3. 4℃,6400g离心40分钟,收集截留液,重复上一个步骤直到样品全部用完;
4.加200ul色谱水冲洗超滤管,与截留液混合。此步骤重复三遍或三遍以上,收集残留在滤膜上的样品;
5.取出截留液过夜冻干,冻干后加SDS裂解液和蛋白酶抑制剂(PMSF或Cocktail);
6. 将溶液在室温下12000rpm离心10min,取上清,并再次离心取上清;
7. 上清液即为组织的总蛋白溶液,上清液和截留液采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用。
5. 血清、血浆蛋白提取
5.1.血清血浆蛋白提取(去除高丰度蛋白)
1. 取40ul血浆/血清,以结合缓冲液(试剂盒:Binding Buffer)十倍稀释;
2. 除去柱子上的盖子,以纸吸去贮存缓冲液;
3. 除去柱底部的尖咀,放入大小适合的收集管;
4. 加入850ul结合缓冲液,让其靠重力流过柱体;
5. 将柱子放入一个新的大小适合的收集管中;
6. 加入稀释后的样本,让其靠重力流过柱体;
7. 以600ul结合缓冲液清洗柱体;
8. 再次以600ul结合缓冲液清洗柱体收集上三步的洗脱组份,即为去除白蛋白/IgG后的样本真空冷冻干燥后备用;
9. 将冻干的样品加入200ul SDS裂解进行复溶;
10. 将溶液在室温下12000rpm离心10min,取上清,并再次离心取上清;
11. 上清液即为组织的总蛋白溶液,采用BCA法[1]测定提取的蛋白浓度并分装后储存于-80℃备用。
5.2.血清血浆蛋白提取
1.取出柱子平衡至室温。
2.拧开柱子上的盖子,每个样品取10μL血浆(已加入蛋白酶抑制剂)加入到柱中的树脂浆中。
3.盖上柱子上的盖子,上下颠倒直至样品混匀。
4.将柱子放在旋转仪上旋转1h。
5.去掉柱子底端,并将柱子放在2mL的EP管中。
6.拧开柱子上的盖子,在4℃下1000×g离心2min。
7.收集洗脱组分,即为去除血浆中丰度排名前12的蛋白后的样本,真空冷冻干燥后备用。
8.将冻干的样品加入100μL SDS裂解进行复溶。
9.将溶液在室温下12000×g离心10min。
上清液即为样品的总蛋白溶液,进行蛋白浓度测定并分装后储存于-80℃备用。
6. BCA 蛋白浓度测定
6.1. 实验原理
BCA(bicinchonininc acid)与二价铜离子的硫酸铜等其他试剂组成的试剂,混合一起即成为苹果绿,即 BCA 工作试剂。在碱性条件下,BCA 与蛋白质结合时,蛋白质将 Cu2+还原为 Cu+,一个 Cu+螯合二个 BCA 分子,工作试剂由原来的苹果绿形成紫色复合物,该水溶性的复合物在 562nm 处显示最大吸光性,吸光度和蛋白浓度在广泛范围内有良好的线性关系,因此根据吸光值可以推算出蛋白浓度。
6.2. 试剂盒说明
检测浓度下限达到10μg/mL,最小检测蛋白量达到0.2μg,待测样品体积为1-20μL。在20-1000μg/mL浓度范围内有较好的线性关系。
BCA法测定蛋白浓度不受绝大部分样品中的化学物质的影响,可以兼容样品中高达5%的SDS,5%的Triton X-100,5%的Tween 20, 60, 80。但受螯合剂和略高浓度的还原剂的影响,需确保EDTA低于10mM,无EGTA,二硫苏糖醇低于1mM,β-巯基乙醇低于0.01%。这些不适用BCA法的样品,可以使用Bradford蛋白浓度测定法。
6.3. 试剂配制
配制25mg/mL蛋白标准溶液母液:
取1.2mL蛋白标准配制液加入到一管蛋白标准(30mg BSA)中,充分溶解后配制成25mg/mL的蛋白标准溶液。配制后可立即使用,也可以-20℃长期保存。
配制0.5mg/mL蛋白标准溶液:
根据试剂盒里提供的方法。
注:蛋白样品在什么溶液中,标准品也宜用什么溶液稀释。但是为了简便起见,也可以用0.9%NaCl或PBS稀释标准品。
配制BCA工作液按50体积BCA试剂A加1体积BCA试剂B(50:1)配制适量BCA工作液,充分混匀。根据样品数量计算所需BCA工作液体积,每个样品需要400μL(预测200ul+检测200ul)的BCA工作液,再加上标准品所需2mL,例如10个样品,所需体积为0.4 mL×10+2mL =6 mL,取6 mL BCA试剂A,加入120μL BCA试剂B,混匀,配制成6.12mL BCA工作液, BCA工作液室温24小时内稳定。
6.4. 实验过程
1. 提前至少半小时打开紫外分光光度计(酶标仪);
2. 将0.5mg/mL蛋白标准溶液按0, 1, 2, 4, 8, 12, 16, 20μL加到96孔板的标准品孔中,加标准品稀释液补足到20μL:
BSA体积(ul)01248121620PBS体积(ul)20191816128403. 加2ul样品到96孔板的样品孔中,加标准品稀释补充到20μL(三次重复);
注:测量浓度请需要对样品进行稀释,使其的浓度范围在0.5-5 mg/mL 之间,保证样品浓度在线性范围内,一般样品需要稀释5-10倍即可,根据实际蛋白浓度适当调整。
4. 各孔加入200μL BCA工作液,37℃放置30分钟;
5. 使用紫外分光光度计(酶标仪)测定A562吸光度,540-595nm之间的波长也可接受。根据标准曲线计算出样品的蛋白浓度。
6.5. 建标准曲线
测得三次重复实验 BSA 溶液的吸光度如下:
编号吸光度1吸光度2吸光度3平均吸光度浓度(mg/ml)00.0000.0000.0000.0000.00010.0210.0300.0290.0270.02520.0470.0260.0530.0540.05040.1070.1040.1030.1050.10080.2080.2160.2110.2120.200120.2730.2740.2740.2740.300160.3670.3620.3710.3670.400200.4470.4500.4470.4480.500用 Excel 或 orgin 作出吸光度对 BSA 浓度的关系曲线。
图1:标曲注:每次测浓度标准曲线都要重新建立
6.6. 实验结果分析
得到的吸光度对 BSA 浓度的关系曲线R²值大于 0.99 的时数据较好。如果R²值小于0.99,即测得的吸光度与浓度的线性不可靠,需要重新测定。究其原因可能有以下两点:一是移液枪的操作不是很熟练,二是移液枪在移液过程中存在着气泡,使移的液体体积不准确。
注:本方法测定的结果是默认稀释10倍后检测的,所有检测的样品真实浓度均在自己稀释倍数后面乘以10。
样品蛋白浓度结果分析:
7. Bradford 法测蛋白质浓度
7.1. 实验原理
考马斯亮蓝(CBB)测定蛋白质含量属于染料结合法的一种。考马斯亮蓝在游离状态下呈红色,最大光吸收在 488nm;当它与蛋白质结合后变为青色,蛋白质—色素结合物在 595nm 波长下有最大光吸收。其光吸收值与蛋白质含量成正比,因此可用于蛋白质的定量测定。蛋白质与考马斯亮蓝结合在 2min 左右的时间内达到平衡,完成反应十分迅速;其结合物在室温下 1h 内保持稳定。该法试剂配制简单,操作简便快捷,反应非常灵敏,可测定微克级蛋白质含量,测定蛋白质浓度范围为 0~1 000μg/ml,是一种常用的微量蛋白质快速测定方法。
7.2. 试剂配制
(1) 10ml 标准蛋白溶液
浓度: 1mg/ml 牛血清蛋白
配置: 用十万分之一天平称取 0.01g 牛血清蛋白(98%)倒入 10ml 容量瓶中,用 0.15M NaCl 溶液定容至 10ml,室温下充分混合溶解 1 小时,10000rpm 离心半分钟,取上清液。分装成350ul每管-20℃备用。
(2) 500mL 染色剂
浓度: 0.01%(w/v)G250,8.5%磷酸和 4.75%乙醇
配置: 用千分之一天平称取 0.05g G250 于烧杯中,加入 25mL 95%乙醇,使用搅拌子搅拌,再量取 50mL 85%的磷酸溶液,最后去离子水定容至 500mL。配好后用 Whatman1 号滤纸过滤。
保存:在常温条件保存在棕色试剂瓶中三个月,但这段时间可能会出现染料的沉淀,所以每次使用前需混合均匀。
7.3. 实验过程
1. 提前至少半小时打开紫外分光光度计或者酶标仪;
2. 往母液中加入磷酸缓冲溶液(PBS)配制一组浓度分别为 1.0mg/ml ,0.8mg/ml,0.4mg/ml ,0.2mg/ml,0.1mg/ml 的 BSA 溶液 100μL,计算稀释各组需要的 BSA 溶液及 PBS 溶液的体积:
BSA体积(ul)01020406080100PBS体积(ul)10090806040200BSA浓度(mg/ml)00.10.20.40.60.81.03. 将配置好的不同浓度蛋白标准溶液30μL加到1mL Bradford工作液中,轻轻颠倒混匀,静止5min;
4. 将3ul的样品用PBS稀释至30mL,加入1mL Bradford工作液中,轻轻颠倒混匀,静止5min;
注:高浓度的蛋白样品要保证稀释后的样品浓度在3.0-5.0mg/ml,所以测浓度之前可以简单的估计一下浓度范围。
5. 将反应好的溶液300μL加入到96孔板的样品孔中(三次重复);
6. 使用紫外分光光度计或酶标仪测定A595nm吸光度。根据标准曲线计算出样品的蛋白浓度;
7.4. 建标准曲线
编号吸光度1吸光度2吸光度3平均吸光度浓度(mg/ml)10.0000.0000.0000.0000.00020.0450.0510.0460.0470.10030.1770.1880.1840.1830.20040.3580.3620.3390.3530.40050.4710.4910.4780.4800.60060.6490.6390.6040.6310.80070.7500.7480.7420.7471.000用Excel或orgin作出吸光度对BSA浓度的关系曲线
图2:标曲注:每次测浓度标准曲线都要重新建立。
7.5. 实验结果分析
得到的吸光度对 BSA 浓度的关系曲线R²值大于0.99的时数据较好。如果R²值较小,即测得的吸光度与浓度的线性不是很好。究其原因可能有以下两点:一是移液枪的操作不是很熟练,二是移液枪在移液过程中存在着气泡,使移的液体体积不准确。
样品蛋白浓度结果分析:
8. SDS-PAGE实验
8.1. 试剂配制
1.0L SDS电泳缓冲液:
Tris 3.02 g,甘氨酸18.8 g,SDS 1 g,加去离子水至1 L。
10%过硫酸铵溶液(10%APS):
过硫酸铵0.1 g,溶解于1 mL去离子水中,此溶液在使用前现配现用。
10ml 2*SDS-PAGE loading buffer:
5mMTris-HCl(pH=6.8)1.25mL,甘油2 mL,10%SDS4 mL,DTT1g,0.1%溴酚蓝500μL,加ddH2O定容至10 mL。
12%的分离胶配制:
ddH2O 2.2 mL,40%丙烯酰胺1.5 mL,1.5 M Tris-HCl(pH 8.8)1.25 mL,APS 25 μL,TEMED 3 μL。
5%的浓缩胶:
ddH2O 1.3 mL,40%丙烯酰胺0.2 mL,0.5 M Tris-HCl(pH 6.8)0.5 mL,APS 20 μL,TEMED 2 μL。
考马斯亮蓝R-250染色液:
称取考马斯亮蓝R-250 1 g置于1 L的烧杯中,加入异丙醇 250 mL,搅拌溶解,再加入100 mL冰醋酸(磷酸)并搅拌均匀,用去离子水补足至1 L。最后用滤纸除去颗粒物质后于室温保存。
8.2. 实验操作
1. 根据蛋白浓度的测定结果,向1.5 mL EP管中加入至少含5ug蛋白的样品,并与loading buffer混匀,形成20ul体系;
2. 在沸水中水浴5 mim,取出EP管进行短时离心;
3. 取10ul/20ul样品加入12%的分离胶和5%的浓缩胶的泳道中进行电泳;
4. 首先使恒压80 V电泳,待溴酚蓝进入分离胶后改为恒压120 V至电泳结束;
5. 丢弃浓缩胶,收取分离胶去离子水清洗3次;
6. 加入考马斯亮蓝染色液进行过夜染色;
7. 收集染色液,清水清洗3次加入脱色液进行脱色至蛋白条带和背景清洗。
8.3. 凝胶扫描以及图像分析
染色后的凝胶应用全自动数码凝胶图像分析系统进行扫描,扫描模式为全彩模式,光密度值为300dpi。
8.3.1.正常胶图
图3图3说明:各泳道重复性和颜色都一致,体现出蛋白提取和定量正确,可以继续试验。
图4图4说明:前两个为同一物种条带一致,后两个为其他不同物种,总体颜色基本一致,说明定量准确。各泳道条带清晰,故而可以后续实验。
8.3.2.非正常胶图
图5图5说明:虽然条带基本一致,但第二泳道颜色明显比其他颜色稍浅,说明定量不准确,不可继续试验,需要重新定量。
图6图6说明:总体颜色一致,条带重复性不好,如果是相同组织说明蛋白提取效果不好,不可继续试验,需要重新提取蛋白。如果是不同组织则可能是样品本身差异。
图7图7说明:同一组织,总体颜色一致,第4个泳道中间对应其它泳道位置缺少一个明显粗条带,而下面条带明显比其它泳道颜色深,说明在提取时候可能出现了蛋白降解,需要重新提取同时控制低温操作。
9.参考文献
[1].Smith, P.K., et al., Measurement of protein using bicinchoninic acid. Analytical Biochemistry, 1985. 150(1): p. 76-85.
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