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SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测外源蛋白的表达

最新修订时间:

原理

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)是蛋白分析中最经常使用的一种方法。它是将蛋白样品同离子型去垢剂十二烷基硫酸钠(SDS)以及巯基乙醇一起加热,使蛋白变性,多肽链内部的和肽链之间的二硫键被还原,肽链被打开。打开的肽链靠疏水作用与SDS结合而带负电荷,电泳时在电场作用下,肽链在凝胶中向正极迁移。不同的大小的肽链由于在迁移时受到的阻力不同,在迁移过程中逐渐分开,其相对迁移率与分子量的对数间成线形关系。

材料与仪器

pGLO表达质粒转化的大肠杆菌的培养物
Tris-HCl SDS Ap 电极缓冲液 样品缓冲液 双蒸水溶解 考马斯亮蓝
垂直板电泳槽 电泳仪 干式恒温培养器 微波炉

步骤

一、试剂配制


1.1.5mo1/L  Tris-HCl pH 8.8  (已加SDS )


2.0.5mo1/L  Tris-HCl pH 6.8  (已加SDS)


3.10%SDS


4.30%Acr/Bis  29.2g Acr + 0.8gBis,用双蒸水定容至100mL,过滤备用,4℃存放。


5.10%Ap (-20℃存放)


6.2x样品缓冲液


0.5mo1/L Tris-HCl pH6.8       2mL


甘油                           2mL


20%SDS                       2mL


0.1%溴酚蓝                    0.5mL


2—β—巯基乙醇                 l.0mL


双蒸水                         2.5mL


7.5x电极缓冲液


Tris      7.5g


G1y     36 g


SDS      2.5g


双蒸水溶解,定容至500mL,使用时稀释5倍使用


8.染色液:0.2g考马斯亮蓝R250 + 84mL 95%乙醇 + 20mL冰醋酸,定容至200mL,过滤备用。


9.脱色液: 酒精:冰醋酸:水=7.5:7.5:85


二、实验步骤


1.装配做胶用的玻璃板"三明治":做1.0mm厚的胶。选择两侧的玻璃夹条为1mm的玻璃板,将其夹条面朝上平放在桌面上,把灰色的U形硅胶夹条在上面摆好,然后把带两个“耳朵”的凹玻璃放在上面,使U形硅胶夹条平整、服帖地夹在两块玻璃板之间。小心地把这玻璃板“三明治”放到“提篮架子”上,用塑料的“楔子”夹紧,注意底部的U形硅胶夹条在夹紧的过程中依然保持平整、服帖。在玻璃板“三明治”的夹缝加满蒸馏水,检验是否漏,如果漏水必须重装。


2.配制浓度为12%的分离胶 (凝胶浓度应根据被分离蛋白的分子量进行选择),配方如下:


双蒸水                           3.3 mL


1.5mo1/L Tris-HCl (pH 8.8)       2.5 mL


Acr/Big(30%)                   4.0 mL


10% SDS                        100 μL


TEMED                           10 μL


10%AP                          100 μL


总体积                           10 mL (刚好灌制两块胶)


混匀后加入两玻璃夹缝中,并小心在胶面上加入1cm蒸馏水(在胶面上加蒸馏水称水封,目的是保持胶面平整,并防止胶与空气接触,影响胶的聚合),室温放置,等胶自然凝聚后(此时在胶面与水封之间可见清晰的界限),将水封倾去。这时可以开始配制4%的浓缩胶,配方如下:


双蒸水                         1.8 mL


0.5mo1/L Tris-HCl pH 6.8       0.75mL


Acr/Bis (30%)                  0.4 mL


10% SDS                        30 μL


TEMED                           5μL


10%Ap                           30μL


总体积                         3.0 mL (够做两块板的浓缩胶)


混匀后加入到"三明治"玻璃板的夹缝中,然后在把1mm的梳子插进浓缩胶中,注意在梳子和浓缩胶之间不要留有气泡。如果发现有较大的气泡,一定要想法去掉(可以插拔梳子或指弹气泡处的玻璃等),否则会影响电泳结果。待浓缩胶凝固后,小心拔出梳子。如果发现拔出梳子后形成的加样孔之间的间隔发生扭曲,用注射器的针头小心加以整理,使之齐整。


3.细菌培养物SDS-PAGE样品的制作:同时做L-阿拉伯糖诱导的和未加L-阿拉伯糖的两个大肠杆菌样。取细菌培养物1.5mL加到1.5mL小离心管中,12000r/m离心3分钟,去上清。在离心沉淀中加约等体积的蒸馏水,用枪头小心地吹打,使细菌充分悬浮,直到没有明显的小团块,然后加入等体积的2×样品缓冲液,在100℃沸水浴(或干式培养器)中保温5min。此时如用枪头吸取样品,会发现非常粘稠,呈鼻涕状,这是因为有样品中含有大量DNA的结果。要用胰岛素注射器将样品从极细的针头中打出,反复多次才能将DNA分子打断,使样品变得不再粘稠为止。将样品14000r/m离心5分钟,使不溶物沉淀下来,小心吸取上清加样。电泳样品的处理直接关系到电泳结果的好坏,一定要认真做样,否则跑不出好胶来。


4.琼脂封底:做好胶后,把玻璃板“三明治”从架子中取出,将两玻璃板之间的硅胶夹条去掉。去掉夹条后在凝胶的底部会留下一空隙,此空隙要用2%融化的琼脂填满,否则在玻璃板浸到电极缓冲液后空隙中的空气将很难彻底排除掉,电泳时会明显影响导电,严重时会使整个电泳失败。琼脂封底时注意不要产生气泡。


5.电泳槽组装:封底后将玻璃板“三明治”凹玻璃面向内重新装到“提篮架子”上,固定好后,将整个部件放到电泳槽的外壳中,然后加电极缓冲液。加液时要使内外槽中的液面基本等高,内槽液的液面要高出玻璃板“三明治”的凹玻璃至少5mm,以保证能够导电,且电场均匀。


6.加样:按事先设计好的顺序与加样量依次加样。在样品的浓度未知的情况下,同一样品可加一梯度,即每一泳道的加样量依次减半。这样,在做第二次电泳时可以其作为参考,正确加样。蛋白分子量标准可以加在靠中间的加样孔中,也可加在离边的第2道处(最靠边的一道样品往往会明显跑斜)。


7.电泳:将电泳槽的盖子盖上,把电泳槽的两个电极接到电泳仪上(注意电极不要接错),然后接通电源。先将电压调到80V,当样品进入分离胶时,调节电压使恒定在150V。当溴酚蓝移动到离底部约0.5cm时,关掉电源,停止电泳。将玻璃板从电泳槽中取出,小心地用旧的电话卡撬开两玻璃板,暴露出胶面。将浓缩胶部分去掉不要,分离胶放到塑料盒中染色。


8.染色和脱色:凝胶在考马斯亮蓝染色液中染色20分钟(摇床上缓慢振荡),然后倾去染色液(染色液回收,可反复用数十次),用自来水洗几下,去掉凝胶上和塑料盒中的染色残液,加脱色液脱色(摇床上缓慢振荡),1小时后换一次脱色液,振荡脱色过夜。彻底脱色后的凝胶蛋白条带清晰,背景透明干净。这时可以将凝胶拍照或用扫描仪进行扫描,作为永久记录。


注意事项

1. 样品处理


上样缓冲液的作用:形成SDS-蛋白复合物,使其带负电:SDS和巯基乙醇使蛋白质解离,综上两点为了在电泳中,只根据分子量来分离。


SDS作用:去蛋白质电荷、解离蛋白质之间的氢键、取消蛋白分子内的疏水作用、去多肽折叠,还有助溶剂的作用。


2. SDS-PAGE电泳凝胶


浓缩与分离胶凝固的好坏直接关系到电泳成功与否,与促凝剂及环境密切相关。


3. 提高SDS-PAGE电泳分辨率的途径


待凝胶在室温凝固后,可在室温下放置一段时间使用。忌即配即用或4度冰箱放置,前者易导致凝固不充分,后者可导致SDS结晶。一般凝胶可在室温下保存4天,SDS可水解聚丙烯酰胺。


4. “微笑”(两边翘起中间凹下)形成原因


主要是由于凝胶的中间部分凝固不均匀所致,多出现于较厚的凝胶中。


处理办法:待其充分凝固再做后续实验。


5. “皱眉”(两边向下中间鼓起)形成原因、


主要出现在蛋白质垂直电泳槽中,一般是两板之间的底部间隙气泡未排除干净。


处理办法:可在两板间加入适量缓冲液,以排除气泡。


6. 条带出现拖尾现象


主要是样品溶解效果不佳或分离胶浓度过大引起的。


处理办法:加样前离心;选择适当的样品缓冲液,加适量样品促溶剂;电泳缓冲液时间过长,重新配制;降低凝胶浓度。


7. 条带出现纹理现象


主要是样品不溶性颗粒引起的。


处理办法:加样前离心;加适量样品促溶剂。


8. 溴酚蓝不能起到指示作用


实验中常会遇到溴酚蓝已跑出板底,但蛋白质却还未跑下来的现象。主要与缓冲液和分离胶的浓度有关。


处理办法:更换正确pH值的Buffer;降低分离胶的浓度。


9. 电泳的条带


电泳中条带很粗是常见的事,主要是未浓缩好的原因。


处理办法:适当增加浓缩胶的长度;保证浓缩胶贮液的pH正确(6.7);适当降低电压。


10. 电泳电压很高而电流却很低


比如电压50V以上,可电流却在5mA以下。主要由于电泳槽没有正确装配,电流未形成通路。包括:a.内外槽装反;b. 外槽液过少;c.电泳槽底部的绝缘体未去掉(比如倒胶用的橡胶皮)。


11. 浓缩胶与分离胶断裂、板间有气泡对电泳影响


一般对电泳不会有太大的影响。前者主要原因是拔梳子用力不均匀或过猛所致;后者是由于在解除制胶的夹子后,板未压紧而致空气进入引起的。


12. 凝胶时间不对,或慢或块


通常胶在30min内凝。如果凝的太慢,可能是TEMED,APS剂量不够或者失效。APS应该现配现用,TEMED不稳定,易被氧化成黄色。如果凝的太快,可能是APS和TEMED用量过多,此时胶太硬易裂,电泳时易烧胶。


13. 电泳时间比正常要长


可能由于凝胶缓冲系统和电极缓冲系统的pH选择错误,即缓冲系统的pH和被分离物质的等电点差别太小,或缓冲系统的离子强度太高。


14. 分离胶加上后为什么要立即加水


加入分离胶后,立即覆一层双蒸水,一是为了使分离胶界面保持水平,用水就可以把它压平,使蛋白质分子跑时在同一水平线上;二是阻止空气中的氧气对凝胶聚合的抑制作用。

来源:丁香实验

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