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方案12 应用分子扫描器进行蛋白质组分析实验

相关实验:质谱在蛋白质组学中的应用实验

最新修订时间:

原理

材料与仪器

乙腈 α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA) α-甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯(TAME) 氨基黑 封端(capping)试剂 考马斯亮蓝 R250 HCl 石蜡油 PBS-Tween Tris-Cl 胰酶 凝胶电泳试剂
电转膜仪 电泳系统 IAV膜 MALDI 样品板 质谱仪 PVDF 膜 旋转杂交仪 UV 可见分光光度计 水浴锅

步骤

一、IAV-胰酶膜的制备

① 将 一 张 IOcm X 12c m I A V 膜 浸 泡 于 2m g /m l 胰 酶 溶 液 ( 溶 于 20m m o l / L N a H 2P O 4, p H 7. 8 ) 中,室温条件下在杂交仪上孵育3h 。 ② 将膜置于IOml PBS^T w e e n 溶液,晃动,快速涮洗三次,以去除未结合的胰酶。 ③ 然后将膜置于IOm l的封端试剂中, 4°C 条件下放置3h ,以封闭剩余的自由羧基。 ④ 将膜置于IOml P B S -T w e e n 溶液,快速涮洗三次,除去封端试剂。 ⑤ 用 IOml P B S -Tweeri轻洗两次,每次30m i n 。 4°C 条件下,该膜可以保存2〜3 年。保存液为46m m 〇 l/L T r i s - H C l 、 l m m o l /L C a C k 、 0.01 % N a N 3 , p H .8. 1.。

二、固定化胰酶活性的检测

⑥ 加 入 I c m2 I A V -胰酶膜至下列溶液的混合液中: 2. 6ml 60m m o l / L Tris-HCl ( p H 8. 1),含 I.5m m o l / L C a C U 0. 3ml l O m m o l / L T A M E 0. Iml l m m o l / L H C l . ⑦ 摇 动 40s,用紫外可见分光光度计测定溶液在247n m 的吸收值。 ⑧ 持续摇动3m i n 后 ,再测吸收值。 A A 247/m i n 可以用来计算单位面积的胰酶活 性’( H u m m e l , 1959)。

三、凝胶电泳分离蛋白质


e. 用镊子从水化槽中取出水化好的I P G 胶条,用水润洗后,置于电泳 仪上,并使胶面朝下,依照制造商提供的操作程序进行电泳。 f. 线性增加电压,在 IOmin内 从 300V 升 至 3500V ,然 后 3500V 恒压 电 泳 lh。 g. 每个水化槽用3m l 的 2D 平 衡 液平衡胶条 12m i n。 除去平衡液,加 人 3m l 的巯基封闭液,放 置 5min。 h. 平衡后将胶条切至合适的大小。 i. 加 人 7〇 °C 的覆盖液,以覆盖第二向凝胶。 j. 迅 速 将 I P G 胶条加到覆盖液中。 k. 12°C 、 200V 恒压条件下,在微型胶系统上电泳3〇 min。 •高分辨率2D 电泳 a. 根 据 第 4 章 方 案 5 (方 法 A ) 的步骤,通 过 等 电聚焦电泳( IEF) 分 离 蛋 白 质 ( 即第一向)。 具体如下述: ④ 选 用 的 I P G 胶 条 为 3m m X 18c m 。 ⑤ 水化液水化未上样胶条,蛋白质样品则用加样杯上样。 © 4m g蛋白样品需与60W 的一维上样缓冲液混合。 @用 线 性 梯 度 电 压 分 离 蛋 白 质 ,电 泳 3h 以上,使 电 压 从 300V 升至 3500V ,随 后 3500V 电 泳 3h ,最后电压升至5000V 。电泳过夜,整个蛋白 质分离过程需要100000V • h 。 b. 根 据 第 4 章 方 案 7 , 准备第二向S D S - P A G E 凝胶。具体如下述: @ 凝胶尺寸为 160m m X 200m m X l .5m m ^ ⑤ 采 用 9 % 〜1 6 % T/2. 6 % C 的丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺凝胶。 © 加 人 硫 代 硫 酸 钠 (5mmol/L) 至丙烯酰胺/亚甲基双丙烯酰胺中, 以启动、催化聚合反应。 @从 上 灌 胶 至 距 离 玻 璃 板 上 端 0.7cm 处 ,用正丁醇覆盖胶面。 ® 聚 合 2h 。 ① 移 去 丁 醇 ,用水覆盖凝胶,放置过夜。 c•根据第4 章 方 案 8 的步骤,准备蛋白质样品,以 备 第 二 向 的 S D S - P A G E 分离。具体如下述: ④ 用 IOOml的 2D 平衡液平衡胶条i 2min。 ⑥ 用 IO O m l巯基封闭液封闭所有巯基5min。 d. 切 下 I P G 胶 条 ,使 其 与 S D S _P A G E 胶 的 尺 寸 相 适 应 。正极相距 6m m ,负极相距14m m 。 e. 以 70°C 的覆盖液覆盖S D S 凝胶。 f•按照第4 章 方 案 9 的步骤,迅 速 将 I P G 胶条加到S D S 凝胶上。 g. 利用大型电泳系统,在 8〜12°C 条 件 下 恒 流 (40m A /胶)电 泳

四、胶的染色

 用 lg /L 考马斯亮蓝R250染液染色30min 以上。 ⑪ 以脱色液重复冲洗脱色

五、蛋白质双平行消化

 用水浸泡凝胶5m i n 。 ⑬ 再重复步骤⑫ 二次。 ⑭ 用 5 0 % 的乙腈浸泡凝胶20m i n ,然后用8 0 % 的乙腈浸泡l O m i n。 ⑮ 全部湿胶风干,或挑选一片凝胶放置在室温条件下干燥。 ⑯ 然后置于 〇.〇5m g / m l 的 胰 酶 ( 溶于 10m m o l /L T r i s -Cl, p H 8 . 2 ) 中, 35/C 条 件下放置30m i n 。 胰酶的体积应为湿胶体积的3〜5 倍 ,本步操作包括胶的溶胀和蛋白质的酶解。 ⑰ 30m i n 后除去胰酶溶液。 ⑱ 转膜前,用转膜缓冲液分别平衡IAV-胰酶膜和P V D F 膜 ( 分离容器中),持续5min。 ⑲ 用半干转膜仪在室温条件下电转移过夜(12〜18h ),双 层 I A V -胰酶膜应夹在 凝胶和P V D F 膜中间。 期间可以通过施加交变的方形电压来增加蛋白质通过胰酶膜的时间: + 12. 5V , 125m s ; 然后一5V , 125m s 。 ⑳ 用水冲洗 P V D F 膜 5m i n。

六、膜结合蛋白的染色(本步骤为选做)

将 PVDF 膜用 0.5% 的氨基黑染色 1 mm,然后用水脱色。

七、PMF 数据的采集

㉓ 用水清洗P V D F 膜 ,晾干。 ⑬ 用 l O m g / m l C H C A 溶液喷洒P V D F 膜表面至完全湿润,晾干。 ⑭ 用尽可能少的高真空油脂将4 X 4c m 2 的 P V D F 膜粘到改进的M A L D I 样品板 上。须确保油脂没有渗透过膜。 ⑮ 确定膜的绝对位置,建立可准确代表质谱采样点位置的网格。 对于特定的实验,每个质谱采样点之间盼恒定距离应设在〇.2〜 0.5m m 之间,精确的距离应依据经验而定。 ㉕ 将 M A L D I 样品板插入质谱仪中,依据制造商提供的操作指导设置质谱采集条件。 我们所用的质谱为 Voyager D E - S T R M A L D I - T O F 质 谱 仪 (Applied Biosystems), 配备有 337n m 的 U V 氮激光器、 延迟提取装置 ,采集频率为 20H z 。 采 集条件:加速电压为 20k V , 延迟提取 时 间 150ns。质量范围一般在850〜 4000D a ,低质量门( low-mass gate) 固定在750D a 。激光能量设在阈值之上约 2 0 % 。每个位置的谱图采集数量(50〜100)取决于所分析的肽段的多少。

八、蛋白质的鉴定

1.使用质谱仪的采集软件,设置质量峰的检测阈值,该值是针对一组校准过的图谱而优化获得的(相应标准参见表 8.9 和表 8.10)。然后将 MALDI 板上的位置转换成相应的表观分子量(Mr) 和等电点(pI)。

已经开发出了使鉴定过程自动化的工具(Gras,et al,1999;Perkins,et al,1999)。

2.整合 PMF 及计算出的表观分子量、等电点等数据,并设置相应的肽质量误差 711 围和化学修饰参数,然后将整合的所有数据自动提交到 SmartIdent(http://ch.expasy.org./tools/)。

鉴定过程必须考虑到弱表达的蛋白质及重叠的蛋白质斑点,因此 PMF 搜索的最小肽段匹配数应该尽可能少(即 3 个肽段)。未酶切位点设为 1。在任何情况下,那些带有未酶切位点的肽段或有人工修饰(如丙酰胺半胱氨基,proionamidecysteine) 的肽段,对最终得分的贡献都少于那些没有未酶切位点和未修饰的肽段。众所周知,MALDI 样品板上的质谱采集位点影响质量的准确性(Egelhofer,etal,2000)。此外,粘到 MALDI 板上的膜的微弱翘曲也会导致误差。所以,预期的质量误差会高达〇.6Da,通常这不至于影响蛋白质的鉴定,因为 SmartIdent 工具通常能够对校对误差给予补偿。

3.将质量峰列表和鉴定结果转换成 text 文件。

九、建立真实图像

按照 Bienvenut 等(2001) 介绍的程序分析归类所鉴定的蛋白质。以下一些标准可用于从鉴定结果中找出、排除错误结果:

(1)同一种蛋白质的鉴定结果应该集中在 2D 凝胶上的某一点的区域范围内,因此,如果鉴定结果分数在膜的一个比较大的区域,则应该予以排除。

(2)鉴定结果需要基质峰或污染峰相匹配的,则其结果应予排除;同样,弱表达的蛋白质鉴定时,如果匹配的是高丰度蛋白质的肽段,则也应排除。

(3)平均得分低的鉴定结果必须舍弃

来源:丁香实验

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