原理
材料与仪器
荧光墨水/染料 碳酸氢铵 2-巯基乙醇 SDS 载体蛋白(溶于去离子水中) 三氯乙酸(TCA) 乙醇 过氧化氢 甲酸 TPCK-处理的胰蛋白酶(溶于去离子水/ HCl ) 电泳缓冲液 绿色标记染料 层析缓冲液
单边剃刀刀片/手术刀片 闪烁计数器 1.7 ml 微量离心管 一次性的组织研磨件 摇床 台式离心机 纤维素薄层色谱板 小体积可调移液器 由韧性塑料制成的一次性长吸头 带滤器的空气管 HTLE 7000 电泳装置 聚乙烯膜 电泳芯子 层析缸 风扇 65℃ 烘箱
步骤
实验试剂仪器的具体要求和准备见「其他」。
1. 用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离含有 32P 标记的蛋白质样品。
2. 电泳后,干胶,四周边缘用荧光墨水标记,对 X 射线胶片曝光(放射自显影)。
3. 通过与胶片上的凝胶四周荧光标记的位置的比对确定蛋白质的位置。将胶片与干胶钉在一起,胶片朝下放入一个光盒里。在胶的背面用软铅笔或圆珠笔(不要用标签笔)标记出 32P 标记蛋白质条带的位置。
4. 将干胶与胶片分离开,用单边剃刀刀片从胶上割下蛋白质条带。从割下的胶条上剥去纸片并用刀片轻轻刮去残留的纸屑。尽量不要削掉凝胶,因为这会减少蛋白质的回收。将胶条放到 1.7 ml 带螺旋盖的微量离心管中,用闪烁计数器进行契仑科夫计数以测定放射量。
5. 将干的胶条重新浸入 500 μl 50 mmol/L 碳酸氢铵,pH 7.3~7.6 中,于室温下放置 5 min。用 Kontes 组织研磨杵捣碎胶条,直至管子对着光看不到胶块时为止。加入 500 μl 50 mmol/L 碳酸氢铵,pH 7.3~7.6,10 μl 2-巯基乙醇和 10~20% SDS,煮 2~3 min。
6. 在摇床上于室温下摇荡 4 h 或于 37℃ 至少摇荡至少 90 min 以提取蛋白质。
7. 用带吊桶式转子的台式离心机于室温下 500 g 离心 5 min 收集管底的凝胶浆。上清移至新的 1.5 ml 微量离心管中。
8. 在开始第二次洗脱前,测量第一次洗脱液的体积并计算出第二次洗脱的液体量,以使两次洗脱液合并在一起的总量约为 1300 μl。第二次洗涤时,按计算出的量加入 50 mmol/L 碳酸氢铵,内含 0.1% SDS 和 1.0% 2-巯基乙醇。涡旋振荡,煮 2~3 min,然后在摇床上孵育至少 90 min 进行再次提取。
9. 按照步骤 7 的方法离心分离凝胶和洗脱液,将上清液转移到装有初次洗脱液的管子中。
10. 为了除尽合并的洗脱液中的凝胶浆,全速离心 5~10 min,将上清液转移到新的管子中。在丢弃凝胶碎片前,用契仑科夫计数法进行检测以确保有 60%~90% 的 32P 标记蛋白被回收。
11. 将洗脱液放置在冰上冷却。加入 20 μg 载体蛋白(10 μl 2 mg/ml 的储液),充分混匀,加入 250 μl 冰冷的 100% TCA,充分混匀,冰上孵育 1 h。
12. 于 4℃ 全速离心 5~10 min 收集蛋白质沉淀。弃上清液,再次于 4℃ 离心 3 min,去除残留的 TCA。
13. 加入 500 μl 冰冷的 96% 乙醇颠倒管子几次洗涤 TCA 沉淀,于 4℃ 全速离心 5 min,弃上清液,再次于 4℃ 离心 3 min,去除残留液体。晾干蛋白质沉淀(不要冻干)。
14. 用契仑科夫计数法对沉淀进行检测以确保大部分的 32P 标记蛋白被回收。
此时样品的 cpm 值应当与洗脱液(见步骤 10)的 cpm 值相同或稍微高一些,因为洗脱液的液体会碎灭减少计数。
15. 制备过甲酸:将 9 份甲酸与 1 份 30% 过氧化氢混合,于室温下孵育 60 min。将过甲酸放置于冰上冷却。
16. 将 TCA 沉淀的蛋白质重悬于 50 μl 冰冷的过甲酸中,冰上孵育 60 min。
17. 加入 400 μl 去离子水,混匀,放置于干冰上冷冻。在 SpeedVac 蒸发器中真空蒸发掉过甲酸。
18. 将蛋白质沉淀重溶于 50 μl 50 mmol/L 碳酸氢铵,pH 8.0, 加入 10 μg 胰蛋白酶(10 μl 1 mg/ml 的储液), 37℃ 消化 3~4 h 或过夜。
19. 再加入 10 μg 胰蛋白酶,再次于 37℃ 消化 3~4 h 或过夜。
20. 加入 400 μl 去离子水,在 SpeedVac 蒸发器中冻干。将干粉重溶于 400 μl 去离子水中并再次冻干。如此重复,至少要冻干 4 次。
21. 将胰蛋白酶消化的产物重溶于 400 ul 电泳缓冲液或去离子水中。
22. 全速离心 5~10 min 去除肽混合溶液中的颗粒物质,将上清液转移到一个新的微量离心管中,冻干。用契仑科夫计数法测量最终样品的 32P 放射量。
23. 用至少 5 μl 的 pH 1.9 的电泳缓冲液、pH 4.72 的电泳缓冲液或去离子水,重新溶解消化产物,全速离心 2~5 min 收集管底的样品溶液。
24. 用超软的钝头铅笔在 TLC 平板的纤维素侧划小叉标记出样品和染料起始点(图 17.9.1),注意不要扰动纤维素层(或者也可以选择在反面用记号笔做标记)。
25. 用装有长而柔韧吸头(圆的,凝胶上样吸头很好用)的小体积可调移液器,将各个样品(1000 cpm)点到相应的起始点上。每滴点 0.2 ~0.5 μl,吹干后再点下一滴,可以用带滤器(滤掉浮质及颗粒物质)的气管和 1 ml 注射器或巴斯德吸管吹干所点的样品。
26. 在板的顶端的染料起始点上滴加 0.5 μl 绿色标记液(图 17.9.1 和图 17.9.2)。
27. 如下准备 HTLE 7000 装置,参见图 17.9.3。
27.1 将电泳缓冲液倒入缓冲液缸中,约 5 cm 深。在 Teflon 盖子上放一张聚乙烯膜以保护并隔绝底座,膜的两端折下塞入底座和缓冲液缸之间,将膜固定。
27.2 在电泳缓冲液中浸湿电泳芯子,将芯子的一边塞入缓冲液缸中,折起另一边放在底座上的聚乙烯膜上。再取一张聚乙烯膜放于底座、电泳芯子和部分缓冲液缸上。
27.3 在顶上放第二张 Teflon 膜和氯丁橡胶垫,封闭装置,用两个销子固定盖子。将气压调至 10 psi 使气袋膨胀以从电泳芯子中挤出多余的缓冲液。保持气压直到开始电泳为止。
27.4 当样品点到 TLC 平板(步骤 25 和 26)并准备开始电泳时,关闭气压并打开装置。除去氯丁橡胶垫和顶端的 Teflon 膜及聚乙烯膜,折回电泳芯子。用绵纸擦干两张聚乙烯膜。
27.5 按照图 17.9.2 浸湿含有样品的 TLC 平板并将之放于覆盖底座的聚乙烯膜上。将两侧的电泳芯子分别盖在平板的边上约 1 cm 宽,然后按照上述操作小心地重新搭好装置。聚乙烯膜与 TLC 板接触后,要避免其侧移。用销子固定盖子,使气袋膨胀至 10 psi , 打开冷却水流,开始电泳。
27.6 以 1.0 kV 电压电泳 20~30 min,在一维方向上分离肽(图 17.9.2)。
28. 电泳完成后,拆除装置,用风扇吹干 TLC 平板,至少吹 30 min。
29. 在平板的左手边或右手边的边缘与样品起始点齐平的位置点上一滴(约 0.5 ml) 绿色标记染料,避免滴加到被电泳芯子接触挤压过的区域(图 17.9.4)。将干的平板近乎竖直地放置到装有合适的层析缓冲液的层析缸中,盖上盖子。在层析进行时切勿扰动层析缸或打开盖子。使缓冲液跑到距离平板顶端 1~2 cm 处。
30. 打开层析缸,将 TLC 平板从层析缸中取出。使平板在通风橱中干燥 1 h 或在 65℃ 烘箱中干燥 15 min。
31. 用荧光墨水在平板四周做标记,这些参照标记有助于以后的放射自显影图片与TLC 平板的比对。在增感屏的辅助下将平板对 X 射线胶片或磷屏曝光以进行放射自显影。如果需要回收肽以备进一步的分析的话,参见辅助方案。
注意事项
1. 特别注意:管子的品牌非常重要。应当选用不会产生副作用或在最后转移一步中吸附太多 cpm 的管子。作者使用的是 Myriad Industries 的微量离心管。
2. 步骤 17 中,非常重要的一点是稀释并冷冻后再进行蒸发,否则,SpeedVac 蒸发器中温度的升高会使样品酸水解。
这时可以取一份样品(5%~10% 的消化物,至少 200 cpm)进行磷酸氨基酸分析。进行冻干和后续操作。
3. 步骤 22 中,非常重要的一点是最终的样品溶液中不能有颗粒物质存在,为了确保这一点可以重复几次这一步的离心操作。
4. 步骤 26,标记染料呈绿色,但在电泳时能分离出蓝色(二甲苯蓝 FF)和黄色(edinitrophenyllysine)的成分(图 17.9.2D)。
5. 在步骤 27.5,作者利用起始点周围带孔的吸水纸来使电泳缓冲液浸湿 TLC 平板以尽量使样品集中(图 17.9.1 和图 17.9.2)。吸水纸是由两层 Whatman 3 MM 滤纸沿着边缘缝合在一起做成的。用锋利的软木塞打孔器在围绕起始点的位置(图17.9.1)打出 1.5 cm 的孔。最好每种 缓冲液分别用各自的吸水纸。
6. 缓冲液必须以相近的速度,从周围移向起始点。如果缓冲液需较长时间才浸润到点样点,或不均衡地经过点样点,那样品点不可避免地会形成条纹状。
7. 步骤 30 中,如果还需要将肽从平板中提取出来以备进一步分析之用的话,不要使用烘箱进行干燥。
常见问题
试剂:
荧光墨水或染料(可以从大部分工艺美术商店购得)
50 mmol/L 碳酸氢铵,pH 7.3~7.6 (新鲜配制的缓冲液 pH 大致为 7.5),和 pH 8.0 (放过夜后 pH 会变为约 8.0,这对步骤 18 中的胰蛋白酶消化或胰凝乳蛋白酶消化比较理想)
2-巯基乙醇
20%(m/V)SDS
50 mmol/L 碳酸氢铵,pH 7.3~7.6,含 0.1% (m/V) SDS 和 1.0%(V/V)2-巯基乙醇
2 mg/ml 载体蛋白(RNase A,BSA 或免疫球蛋白)溶于去离子水中(分成等份储存于 -20℃ 或 -70℃)
100% (m/V) 三氯乙酸(TCA)
96% 冰冷乙醇
30% (m/V) 过氧化氢
98% (m/V) 甲酸
1 mg/ml TPCK-处理的胰蛋白酶(如 Worthington) 溶于去离子水或 0.1 mmol/L HCl (分成等份储存于 -70℃ 或液氮中)
电泳缓冲液:pH 1.9、35、4.72、6.5 和 8.9
绿色标记染料
层析缓冲液
仪器:
单边剃刀刀片或手术刀片
适用于契仑科夫计数法(Cerenkov counting)的闪烁计数器
1.7 ml 带螺旋盖的微量离心管(Sarstedt)
一次性的组织研磨件(Kontes)
摇床
具有吊桶式转子的台式离心机
20 cm × 20 cm ×100 μm 纤维素薄层色谱板(EM Sciences)
小体积可调移液器,由韧性塑料制成的一次性长吸头,如凝胶上样吸头
带滤器的空气管,能滤掉气溶胶和颗粒物质
HTLE 7000 电泳装置(CBS Scientific)
聚乙烯膜 (35 cm × 25 cm; CBS Scientific)
电泳芯子(20 cm × 28 cm Whatman 3MM 滤纸,对折成双层厚度的 20 cm × 14 cm的纸片)
层析缸(CBS Scientific)
风扇,用于吹干 TLC 平板
65℃ 烘箱
来源:丁香实验