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用常溫或者高溫預(yù)熱過(預(yù)熱更有利于阻止蛋白水解或者磷酸酶去磷酸化,但容易遺忘,LB久煮某些性質(zhì)會(huì)改變)的1*SDSLB(或者略高1.5*)直接加到細(xì)胞或者組織上并煮樣。通常6孔板細(xì)胞80%以上密度,需200ul,其他按平板面積比類推。通常條件下,SDSLB都是過量的(因此不一定要嚴(yán)格參考SDS LB稀釋比);如果SDSLB不夠,樣品核酸、蛋白濃度過高時(shí),煮樣后會(huì)發(fā)現(xiàn)tip吸不上來,非常粘、一砣一砣的,很容易堵住tip。這時(shí)候常規(guī)做法有兩種,1.再煮5min。常規(guī)煮樣時(shí)間3-5min,樣品過濃時(shí)就煮10min;2.如果10min煮樣后,仍然吸不起來,才適當(dāng)增加SDSLB,繼續(xù)煮;也可以對(duì)樣品進(jìn)行超聲。煮樣時(shí)間若過長(zhǎng),蛋白會(huì)凝固,此時(shí)以失去繼續(xù)WB的意義,請(qǐng)丟棄(判斷標(biāo)準(zhǔn):出現(xiàn)明顯的蛋白沉淀和水分層)
此方法的缺點(diǎn),SDS LB煮過的樣品如果用來做IP,需要特殊方法,因此,這種制備方法制備的樣品有使用局限。
非變性裂解法(不討論諸如核抽提、亞細(xì)胞器分離等等了,其實(shí)類似)
裂解細(xì)胞請(qǐng)盡量冰上操作,減緩酶解作用。
俺前boss nature文章上的裂解液配方是:20mM Tris/HCl, pH7.6, 100mM NaCl, 20mM KCl,1.5mM MgCl2, 0.5% NP-40 and protease inhibitors (20μg/ml leupeptin,10μg/ml pepstatin A and 10 μg/mlaprotinin)(此裂解液可用于抽提核蛋白),其中蛋白酶抑制劑很復(fù)雜也很貴,其實(shí)用0.5mMPMSF替代這三種就好了;如果還要做磷酸化蛋白,加1mM Na3VO4(現(xiàn)加現(xiàn)用),10 mM NaF, 1 mM Na3VO4, 50 mMbeta-GP。
此方法的優(yōu)點(diǎn):NaCl濃度略低于生理狀態(tài),保證裂解細(xì)胞的方式較為溫和,便于隨后的IP等試驗(yàn)。其他Na鹽濃度的細(xì)胞裂解液也很常見,諸如0.15M(生理鹽濃度)、0.3M、0.6M(高鹽系列,裂解細(xì)胞時(shí)染色體會(huì)析出,細(xì)胞碎片和沉淀非常粘稠)及0.8-1.2M;0.3M及以下適合IP試驗(yàn),0.6M及以上適合純化蛋白,尤其相互作用較強(qiáng)的復(fù)合體,要得到純化的一些復(fù)合體的組成蛋白一般采用的高鹽裂解細(xì)胞。
用于核蛋白的裂解的原因是0.5% NP-40,用于破壞核膜結(jié)構(gòu);可用到1%,但此時(shí)染色體會(huì)析出,沉淀粘稠。
組織塊裂解:
組織塊較大用勻漿的方法zui合適,現(xiàn)在有不少轉(zhuǎn)頭很小的勻漿器。
當(dāng)組織超微量的時(shí)候,比如50mg新鮮癌組織,我采用的方法是
1. 低溫(剪)攪碎,成肉糜狀。
2. 錫箔紙包裹好,放入少量液氮,快速敲擊(控制力量,盡量避免弄破錫箔紙),進(jìn)一步破碎;反復(fù)多次。
3. 用上述細(xì)胞裂解液回收。
分泌型蛋白富集:
用無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,收集上清液用于WB檢測(cè);如果含量過低,需要用TCA沉淀富集。
理論上,從普通培養(yǎng)基中收集分泌蛋白,此時(shí)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)條件的影響zui小,是*的實(shí)驗(yàn)條件;但是這存在隱憂。因?yàn)楹宓呐囵B(yǎng)基中含有非常豐富的BSA(牛血清白蛋白)之類的蛋白質(zhì),除非你進(jìn)一步分離純化,否則直接用這種樣品去WB會(huì)有非常大的麻煩,尤其當(dāng)你的蛋白在60-46kDa之間的時(shí)候;用“任何”抗體去檢測(cè)這一區(qū)間的蛋白,會(huì)有一片非常強(qiáng)的信號(hào)。因?yàn)榇藚^(qū)間蛋白(主要是BSA)濃度過于富集,會(huì)非特異性粘附“任意”抗體,從而zui終被識(shí)別。同理,采用SDS LB裂解細(xì)胞制備樣品前,通常要用PBS洗滌,其目的之一是去除培養(yǎng)基中的BSA。
采用無血清培養(yǎng)基收集細(xì)胞上清除了改變細(xì)胞的生理狀態(tài)外(可能激活未知信號(hào)途徑,諸如AKT等),還會(huì)出現(xiàn)的問題是:
1. 即使采用了無血清收集上清,仍然有大量雜蛋白,但相對(duì)好很多。
2. 選用了上清,由于蛋白濃度太稀,通常要采用TCA沉淀富集,再重新溶解。
a. TCA沉淀對(duì)半定量操作要求非常高,因?yàn)楹苋菀壮恋聿怀浞只蛘唠x心操作丟失,尤其在離心過程,離心管的擺放非常講究,要180度翻轉(zhuǎn)離心兩次。
b。重新溶解時(shí),由于蛋白需要在一定的鹽離子條件下才能重新溶解,你要摸索充分溶解的條件,相對(duì)麻煩。
實(shí)際上,如果你不是非常強(qiáng)調(diào)蛋白的分泌有什么生理功能,一般不建議檢測(cè)上清,尤其半定量的WB實(shí)驗(yàn)檢測(cè)不同樣品間的差異。這里面有實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)的麻煩——經(jīng)驗(yàn)之談,我曾經(jīng)參與的cancer cell文章所研究的蛋白就是分泌型蛋白,但90%的數(shù)據(jù)是celllysis;偶爾用到上清,也只是作為富集純化該蛋白的原料,為進(jìn)一步分析做準(zhǔn)備。
樣品制備完,應(yīng)立即低溫保存(-20度短期(幾天);-80度長(zhǎng)期;例外,IP用樣品應(yīng)直接進(jìn)行IP,避免凍融破壞蛋白質(zhì)間弱的相互作用)。SDSLB煮沸過的樣品凍融會(huì)存在另一個(gè)問題,SDS沉淀;SDS 4度就會(huì)沉淀,何況-80度。上樣前應(yīng)加熱充分溶解,否則從加樣口向下拖帶(SDSLB不夠,樣品未充分溶解也會(huì)出現(xiàn)類似拖尾;上樣過大也會(huì))。
在樣品制備過程中,另一個(gè)需要注意的問題是,從樣品制備的起始階段就要注意定量問題;WB本身系統(tǒng)誤差有20%,太細(xì)微的差別經(jīng)常忽略不計(jì)。細(xì)胞樣品可以先計(jì)數(shù)再接種,短時(shí)間內(nèi)即使細(xì)胞生長(zhǎng)有差異也不會(huì)對(duì)WB結(jié)果影響太多。組織樣品,從腫瘤組織的大?。ǚQ重)開始,裂解液的體積都是定量的,操作過程也盡量避免蛋白損失。有人會(huì)說可以電泳前蛋白定量,我將下一節(jié)討論蛋白定量的不科學(xué)性,以及裂解液成分對(duì)定量的干擾。
蛋白電泳:
電泳膠的制備、配方、緩沖液配方,請(qǐng)參考分子克隆。經(jīng)驗(yàn)之談,8%膠zui底邊約36KDa,10%zui底邊約25KDa,12%zui底部約12KDa。8%膠可以跑300KDa-36KDa之間的任意蛋白,轉(zhuǎn)膜效率對(duì)WB結(jié)果的的影響都問題不大。12%,180KDa左右,轉(zhuǎn)膜效率對(duì)WB結(jié)果的影響都問題不大(300KDa蛋白如何,沒有嘗試過)。
電泳一般采用恒流,45mA-55mA(應(yīng)根據(jù)電泳儀器適當(dāng)調(diào)整,要注意儀器zui高限壓;此條件適合gibco modelV16型,膠寬20cm)。采用恒流的優(yōu)點(diǎn),保證zui快速度完成電泳(電壓會(huì)逐漸增大),省時(shí)且減少擴(kuò)散;但是由于電泳速度過快時(shí)會(huì)發(fā)熱而溶膠,所以你必須想辦法散熱。散熱不好,條帶出現(xiàn)波浪狀。
注意事項(xiàng):
1.聚丙烯酰胺的30%母液會(huì)降解,要4度避光保存。
2.APS會(huì)失效,10%APS一般保質(zhì)期才一個(gè)月左右。-20度分裝長(zhǎng)期保存。
3.注意Tris buff的PH值,以及平時(shí)所用的水的PH值。PH值改變會(huì)使帶型非常怪異,所有蛋白和溴酚藍(lán)壓成一條細(xì)線(即便在分離膠中),如果溴酚藍(lán)前有紅色染料,那么此染料彗星式拖尾從溴酚藍(lán)一直延伸到膠底部(溴酚藍(lán)此時(shí)涌動(dòng)極緩慢,位于膠中上部)
4.上下層式電泳裝置若漏液,哪邊漏液,電泳條帶往哪邊傾斜。內(nèi)外式電泳裝置漏液,則裝置處于短路狀態(tài),液體會(huì)過熱。SDS-PAGE膠可能局部自溶,條帶扭曲、變形。
5.配膠用玻璃板和邊條應(yīng)及時(shí)洗凈。玻板未洗凈的壞處很多。盡管玻璃看似平滑,但是一些細(xì)微的凹陷處會(huì)凝結(jié)肉眼無法分辨的膠顆粒(摸上去疙疙瘩瘩),其壞處是,在該部位極易導(dǎo)致不均勻的膠塊,樣品經(jīng)過該處或電泳散熱不好,條帶變形。如果是RNA的超薄膠,膠板的顆粒會(huì)導(dǎo)致局部巨大氣泡,非常難于清除;蛋白膠也會(huì)導(dǎo)致一些小氣泡的產(chǎn)生。玻板沒洗凈的另一個(gè)壞處是,由中學(xué)物理知識(shí)可知,玻璃表面越光滑粘附越牢,未洗凈的玻板會(huì)削弱和膠體間的粘附力,拔梳子或邊條時(shí)會(huì)產(chǎn)生微小的錯(cuò)動(dòng),膠體下部出現(xiàn)大量氣泡(夾在玻板和膠之間,這個(gè)關(guān)系不大);嚴(yán)重的錯(cuò)動(dòng)會(huì)使上樣時(shí),樣品從膠和玻璃之間的間隙漏光,或者甚至膠和玻板分開。為避免拔梳子時(shí)的錯(cuò)動(dòng),可在電泳緩沖液中拔梳子(比水更好,有SDS潤(rùn)滑)。
判斷玻板是否洗干凈,用手摸一下有沒有疙疙瘩瘩的;用洗潔精之類,洗衣粉、肥皂都不好用。
6.上樣時(shí),不要把tip深入膠孔過深(或者采用細(xì)的拉長(zhǎng)的上樣槍頭),可能會(huì)錯(cuò)開膠和玻板,樣品會(huì)泄露。
7.未加樣的孔應(yīng)添加高濃度SDS LB平衡,否則zui外側(cè)條帶會(huì)拉寬變形。通常20ul樣品(含5ul 4*SDS LB),可用8-8.5ul4*SDSLB平衡。同理,點(diǎn)marker的lane也要加入同樣體積的LB。LB若在室溫放置太久和新鮮的在比重上會(huì)有差異,在新舊LB靠近的地方,條帶會(huì)拉寬或擠壓變形。因此,同一塊膠上,煮樣及填空白所用LB應(yīng)一致。LB應(yīng)-20度保存。
8.增加上樣量不一定會(huì)提高熒光信號(hào)強(qiáng)度。增加上樣量的后果通常只能是讓你的內(nèi)參粘連,所有的蛋白條帶都扭曲變形。因?yàn)樵黾由蠘恿縵ui多只能提高幾倍,而WB靈敏度是以10的幾次冪量級(jí)的,所有目的蛋白信號(hào)的*方案就是IP富集(可特異提高目的蛋白濃度數(shù)百數(shù)千倍,并去除其它雜蛋白干擾)。增加上樣量的另一個(gè)壞處是,本來高表達(dá)的蛋白,諸如內(nèi)參,在同樣WB條件下,可能出現(xiàn)熒光灼燒式粹滅(一晃而滅)或者條帶中空。
仍以6孔板80%以上匯合度為例,細(xì)胞裂解液和SDSLB通常都是投入200ul(zui少80ul,這樣面積的培養(yǎng)板如果裂解液投入太少,回收時(shí)的損失就太大,上樣就很難做到一致),而這種濃度條件下制備的樣品,電泳時(shí)上樣量要控制在5-6ul,zui少2.5ul,zui多10ul,10ul時(shí)內(nèi)參基本已經(jīng)開始粘連成一條線,帶型出現(xiàn)波浪紋;當(dāng)然并非不可以多上樣,再多對(duì)WB結(jié)果影響不大(沒有的仍然沒有),且條帶都很丑。
9.不同樣品上樣時(shí),可考慮將樣品體積調(diào)成一致或類似。如果一組IP樣品和一組細(xì)胞裂解液樣品,前者通常洗脫體積為15ul,剛好+5ul 4*SDSLB達(dá)到常規(guī)20ul上樣體積;后者第8點(diǎn)提到只上5ul,同樣+5ul SDS LB(比重同,不會(huì)互相擠壓),補(bǔ)加10ulDDW使總體積一致。通常這樣不同條件獲得的樣品,中間用“空白”泳道隔開(空白僅指無蛋白,仍應(yīng)加入8-8.5ul 4*SDSLB),這樣才能確保每條帶都很美觀。
10. SDSPAGE膠配好暫時(shí)不用時(shí),需用電泳緩沖液灌滿空間(拔去梳子和底邊邊條后的間隙),用保鮮膜包裹防止液體蒸發(fā),短期室溫或稍長(zhǎng)期4度保存。個(gè)人習(xí)慣為,灌好分離膠用飽和的正丁醇灌滿上層,保鮮膜包裹,次日再灌堆積膠。兩種方案都可以。所以如果預(yù)計(jì)次日工作量較大,可以提前灌好SDS PAGE。
樣品是否一定需要定量再上樣?——不是的,這是浪費(fèi)時(shí)間的一個(gè)操作。
我們首先來討論一下蛋白定量的科學(xué)性。
蛋白定量首先需要一個(gè)參照系(標(biāo)準(zhǔn)蛋白),參照蛋白通常選擇BSA,也就是說你所謂的定量是對(duì)應(yīng)于BSA的濃度的一個(gè)參照值。這里面存在一個(gè)問題,即忽略了蛋白折疊和空間構(gòu)象對(duì)光吸收、折射的影響;不同的蛋白折疊和構(gòu)象還會(huì)影響顏料分子的嵌入。因此你其實(shí)默認(rèn)將所有的蛋白等同于BSA在溶液中的折疊狀態(tài)、光吸收情況下,然后做出的一個(gè)相對(duì)判斷,這就存在一個(gè)“系統(tǒng)誤差”——還不算上測(cè)量誤差等等,就已經(jīng)很不準(zhǔn)確了。
其次,裂解組織或細(xì)胞的時(shí)候,那些裂解液中,某些溶劑本身會(huì)使CoomassieG250或者Bradford法(實(shí)際也是Coomassie染色)顯色,尤其是去污劑之類;例如NP40,就會(huì)使Coomassie顯藍(lán)色,可以*覆蓋掉蛋白與Coomassie作用產(chǎn)生的藍(lán)色。因此,如果你的裂解液里面含有這類物質(zhì),所謂的蛋白定量實(shí)際是NP40顏色和蛋白染色的疊加,根本不會(huì)符合標(biāo)準(zhǔn)蛋白曲線的線性規(guī)律,自然定不準(zhǔn)。【需要說明:我目前只知道NP40會(huì)這樣,因?yàn)槲覀儚膩聿蝗ザ浚瑳]有做過更深入的研究?!?/span>
實(shí)際上保證你的內(nèi)參一致,是從樣品制備開始的,上節(jié)末尾有提到,不贅述。如果你從制備樣品時(shí)就注意過定量問題,實(shí)際上通常內(nèi)參差別不會(huì)太大。如果真的有差別,通常我們會(huì)先跑少量的樣品,目的是讓Actin或tubulin更清晰、不會(huì)粘連、不會(huì)過曝光。從而在第二輪跑正式結(jié)果前,根據(jù)*輪的內(nèi)參的熒光信號(hào)做微調(diào),大致能做到相當(dāng);zui多可能需要第三輪。以上的試驗(yàn)可以到0.1ul差異(我很多體外生化試驗(yàn)之前的調(diào)整酶量就是這樣進(jìn)行,此時(shí)根本不可能有足夠的蛋白讓你去定量)。當(dāng)然憑曝光強(qiáng)弱調(diào)整上樣量的前提是,你的WB技術(shù)很穩(wěn)定,很可靠,這是需要相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)積累,如果你一時(shí)掌握不了,可以讓經(jīng)驗(yàn)更豐富的師兄師姐或者導(dǎo)師幫忙。
順便提到,有人問過用Quantity One等定量軟件對(duì)光密度定量后計(jì)算差別從而調(diào)整上樣體積是否可以?——不可以。因?yàn)閃B結(jié)果經(jīng)過多重放大,計(jì)量只代表相對(duì)于對(duì)照組的相對(duì)比值,與實(shí)際比值還是有誤差,所以按計(jì)算值更改上樣量仍會(huì)出現(xiàn)偏差。
如果非要做定量的話,要注意你的裂解液配方,把每種溶劑都先加入到顯色液中嘗試一下,避免那些本身會(huì)顯色的物質(zhì)出現(xiàn)在你的裂解液中;當(dāng)然,某些物質(zhì)的去除可能影響對(duì)組織蛋白的提取。所以這是一個(gè)兩難的問題。
轉(zhuǎn)印——轉(zhuǎn)印效率對(duì)WB結(jié)果的影響并不如書本和網(wǎng)絡(luò)上宣揚(yáng)的那么大!
首先必須澄清的是,很多時(shí)候新手會(huì)把WB結(jié)果無信號(hào)歸咎于轉(zhuǎn)膜不夠充分,實(shí)際上轉(zhuǎn)膜效率對(duì)zui終結(jié)果的影響所占比重并不高,真正取決定性因素的是抗體識(shí)別能力的強(qiáng)弱,以及如何正確使用抗體,這個(gè)問題下節(jié)討論。
有一個(gè)簡(jiǎn)單的例證,Biorad提供的3mm厚濾紙初次使用時(shí),通常轉(zhuǎn)膜效果不理想(從預(yù)染的marker深淺可知),但對(duì)多數(shù)一般豐度的蛋白的檢測(cè)沒有任何影響(建議少用這種新濾紙做那種含量特別或者轉(zhuǎn)膜非常困難的蛋白)。沒有很好的策略可以解決這個(gè)新濾紙的問題;嘗試過浸泡(會(huì)泡爛的)、預(yù)電泳(會(huì)稍微好點(diǎn))等等,效果均不理想。通常,zui初一兩次的使用就是用于轉(zhuǎn)一般蛋白。每次用完后清水稍微沖洗一下表面鹽分(要控制水流;水流太大,紙張會(huì)爛掉的),晾干再用;只要沒沖爛可以一直反復(fù)使用。
其次,盡管轉(zhuǎn)膜效率不起決定性作用,但由于WB的流程相對(duì)較長(zhǎng),所以每個(gè)步驟的疊加作用會(huì)被級(jí)數(shù)放大,因此在試驗(yàn)的每個(gè)步驟我們?nèi)詴?huì)力求更好,因此以下仍會(huì)深入探討如何提高轉(zhuǎn)膜效率。
針對(duì)提高轉(zhuǎn)膜的效率,個(gè)人認(rèn)為zui先應(yīng)該考慮到的是儀器的選用。
這里不是歧視“made inChina”,國(guó)內(nèi)的廠家很少注重不斷提高自己產(chǎn)品的品質(zhì),走低端策略,對(duì)于電泳儀這種技術(shù)含量不高的儀器倒可以湊合;但說到轉(zhuǎn)膜儀,能把一個(gè)簡(jiǎn)單的勻場(chǎng)電極做好的還真不多(就我道聽途說的,國(guó)外廠家為了使電極之間場(chǎng)強(qiáng)更加均勻,那種大塊金屬板表面是鍍過極薄的白金層);因此轉(zhuǎn)膜效率和均勻方面孰優(yōu)孰劣不言而喻。目前,個(gè)人使用過的國(guó)產(chǎn)電轉(zhuǎn)槽(濕轉(zhuǎn))唯Tanon仿Biorad的還可以(算替它們免費(fèi)打個(gè)廣告吧,Tanon仿bioradmini3型電泳儀,在某些方面(主要是操作)上還優(yōu)于Biorad原裝;目前我認(rèn)為“中國(guó)制造”的靈魂就是仿造并超越前者);半干轉(zhuǎn)儀一律進(jìn)口,用過Biorad、amersham和英國(guó)公司的scie-plas。
PS:批評(píng)一下Biorad。Biorad的半干轉(zhuǎn)儀,其硬質(zhì)塑料外殼會(huì)莫名其妙的碎裂(絕非摔裂、磕碰,因?yàn)榈酌嬉话惴旁谧郎虾蟪ㄆ谛枰逑慈コ龤埩酐}漬,基本不會(huì)移動(dòng);即便如此它自然就會(huì)碎裂),以致于其核心組件未壞的情況下,因外殼碎裂不得不報(bào)廢該儀器(其外殼里包裹電源線,外殼碎裂,電源則無法接通,導(dǎo)致儀器報(bào)廢——我們先后買過3臺(tái)都是這樣的毛病,其間間隔了3年,不能肯定近來Biorad有沒有改進(jìn)這個(gè)問題;如果沒有,我想市場(chǎng)遲早會(huì)被其他公司所取代)
對(duì)這三款產(chǎn)品,Biorad的外殼有明顯的質(zhì)量缺陷,容易過早報(bào)廢;amersham*的蜂窩式設(shè)計(jì)確實(shí)對(duì)轉(zhuǎn)膜效率有所提高,但蜂窩式使得與“三明治”的接觸面減少,電轉(zhuǎn)時(shí)散熱不太好,做大蛋白(半干轉(zhuǎn)儀也可以做大蛋白轉(zhuǎn)膜,效率確實(shí)不如濕轉(zhuǎn),但抗體好、蛋白豐度一般時(shí)仍可采用)長(zhǎng)時(shí)程(3hrs)轉(zhuǎn)膜需要在4度冰柜或cold room進(jìn)行;英國(guó)的產(chǎn)品,價(jià)格較高,公司不太出名國(guó)內(nèi)不一定有代理,但質(zhì)量和散熱都非常好。
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