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这个时候最好利用C端或者N端的标签进行Western Blot,看是否由于蛋白被蛋白酶降解而导致多条目的条带或者比预期小很多的条带出现。如果排除以上因素仍是无法找出为何与预期大小相差很远,你只能苦命地重头再来。如果蛋白酶过高可以换个缺陷菌株试试。
Q2:蛋白不可溶,怎么办?
许多外源蛋白在大肠杆菌中表达后都是以包涵体形式存在,包涵体是一种致密、不可溶的颗粒。一般情况下,形成包涵体表达产率都很高,并且容易分离,得到比较纯的包含体。包涵体致密的结构有助于防止蛋白酶对它的降解作用,如果毒性较强的蛋白形成包涵体也就不会对细胞产生太大的损伤。如果你表达蛋白的目的是为了作为抗原制备抗体,那么出现包涵体也不算太坏,可以用PBS将包涵体悬浮,使用佐剂将溶液乳化后注射进入动物体内进行免疫。
包含体的形成据分析原因之一在于表达量过高,表达产物来不及折叠为活性形式——多数以高表达见长的表达系统都会得到包含体产物。如果融合表达含有标签,常用的做法是将包涵体用尿素溶解后在变性的情况下进行纯化,然后复性。复性是表达下游最折磨人的步骤,生物通以后会逐步介绍。但是,在那之前你应该还要确定一下,你的蛋白真的是不可溶吗?细胞裂解是否完全呢?利用相差显微镜或者染色后对细胞裂解物进行观察。是否仍可以看到完整的细胞?裂解后的沉淀是否和之前收集细胞沉淀大小相似?裂解后溶液是否看起来澄清?以上任何一种情况出现都可能意味着细胞没有被彻底裂解而导致裂解上清检测不到产物。如果形成了包涵体,在比较高倍的(>400×)光镜下可以观察到大肠杆菌中有致密的结构。因为包涵体可能会占据细胞一半体积。
Q3:必须要可溶的蛋白,你可以怎么做?
如果你希望得到能行使功能的蛋白,那么就最好还是想办法使蛋白以可溶形式表达,包涵体复性也是一条十分曲折的道路。避免包涵体形成的方法很多,比如:选用表达量不高的表达系统,选择有助于可溶性表达的融合表达系统比如pThio,pMal等等,对于T7系统来说降低或者减少诱导条件(例如降低ITPG浓度减少T7聚合酶)从而降低表达速度,使用基本培养基等也有助于可溶性表达。另外一个容易忽视的问题是大肠杆菌内还原性过高会导致二硫键不能正确形成,同样容易导致表达产物不溶,更换菌株例如Novagen的Origami系列也有助于解决这个问题。生物通将在随后专门介绍几种特殊的用途的大肠杆菌菌株,不妨留意。
一般包涵体可以先使用温和变性剂(如:低浓度的尿素)和去污剂(如:Triton-X 100)将包涵体初步洗涤,之后用8M尿素将包涵体溶解。可以通过透析复性、或者是在过柱的时候复性。复性条件每个蛋白都是不一样的,所以是一条需要摸索前进的道路。
有人尝试当蛋白挂在柱子上的时候,在还原和氧化的谷胱甘肽存在的情况下用浓度从6M到0M的盐酸胍过柱,促使蛋白的折叠。在蛋白重新折叠后用咪唑洗脱。
Q4:切除标签时引入的蛋白酶是否一定要切除?
很多时候我们要用蛋白酶除去加入的标签(除了NEB出有内含肽自动断裂这种模式就不需要蛋白酶了),在蛋白酶切除标签后是否一定要去除呢?有人认为蛋白酶与目的蛋白加入的比例是1:500甚至更低,蛋白酶是不会影响到下一步操作的,在一些粗放的生化实验不用去处蛋白酶。严谨的后继实验需要将蛋白酶除去。很多公司已经开发出带有标签的蛋白酶,使得仅通过过亲和柱就可以方便的去除蛋白酶和融合标签,令实验越来越方便了。
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