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蛋白纯化-实验设计 | MedChemExpress

发布时间:2021/12/3 17:41:34 阅读人数:721

 
小 M 不怕纯化“难”,IP、WB 只等闲。泡了两年实验室的小 M,理论与实操经验共有,且看我如何闯过蛋白纯化的几道“关”。

 

 
 
 
 
关 产品选择
 
 
 

小 M 敲黑板:此关*基础也*重要,谨防“一步错,步步错”。

 

亲和层析作为经典、效率高的纯化方法,利用目的分子与填料配基之间特异且可逆的相互作用,可以从细胞裂解液或其他生物样品中,一步纯化得到较高纯度目的分子。选择一款合适的亲和纯化琼脂糖,可以便捷、可靠地从生物样品中分离蛋白、抗体。如何选择才叫“合适”?且听我慢慢道来:

 

抗体基础知识篇,“知己知彼百战百胜”

抗体 (Antibody),又名免疫球蛋白 (Immunoglobulin,Ig),是一种由 B 细胞产生的大型 Y 形糖蛋白。抗体以一个或多个 Y 形单体存在,每个 Y 形单体由 4 条多肽链组成:两条相同的重链 (Heavy Chain) 和两条相同的轻链 (Light Chain) (图 1)。

 

抗体重链 Fc 区域的特异性序列决定了 Ig 的类型,如 α-IgA、δ-IgD、ε-IgE、γ-IgG、μ-IgM。轻链则有两种类型,分别为 λ 型和 κ 型。

 

图 1. 抗体结构

 

抗体——配体要相配!

心心念念纯化人源 IgG3,一通操作后,目的条带位置空空如也。之后发现,当初选择了 Protein A 当亲和配体。人源 IgG3 和 Protein A,不相配!λ 轻链和 Protein L,不相配!蛋白纯化也讲究门当户对。
 
抗体的亲和纯化配体包括 Protein A、Protein G、Protein L 等。对于多数哺乳动物,Protein G 比 Protein A 对 IgG 有更高的亲和力,如人 IgG3、小鼠 IgG1 和大鼠 IgG2a,但 Protein G 不能和人的 IgM、IgD、IgA 等结合。
 
与 Protein A、Protein G 相比,Protein L 具有更广谱的 Ig 结合能力,几乎可结合所有含有 kappa 轻链的 Ig (IgG、IgM、IgA、IgE 和 IgD) 及单链可变片段 (scFv) 和 Fab 片段。记根据抗体类型,选择合适的亲和纯化配体 (图 2)。

 

图 2. 人源抗体与 Protein A、Protein G、Protein L 结合能力对照表

 

 
 
 
第二关 使用方法选择
 
 
 
 
MCE Protein AProtein GProtein L 琼脂糖,可从血清、细胞培养上清液或腹水中一步分离抗体;Anti-Flag 亲和凝胶 可通过 IP 等方法捕获目的蛋白;链霉亲和素琼脂糖 则可和生物素化样本结合。
 
抗体纯化“大”实验,IP、Pull Down“小”操作,重力柱“大”而离心管“小”焉。杀鸡焉能用宰牛刀,产品详细使用方法奉上 (如下方案仅供参考,详见各产品使用说明)。
 
■ 重力过柱法,适合从血清等生物样本中分离、纯化抗体。一次实验获得大量抗体,妙!
1)装填:根据样品量取适量的琼脂糖填料加入亲和层析柱,让储存液靠重力流出;
2)平衡:随后用平衡 Buffer 对柱子进行平衡;
3)上样、洗杂:将样品上到平衡好的柱子上后,继续用平衡 Buffer 进行杂质的清洗和去除。
4)洗脱:然后用洗脱 Buffer 将目的样品洗脱。

 

图 3. 重力过柱,纯化抗体
 

■ 离心法,适合通过 IP 捕获蛋白或研究蛋白-蛋白间相互作用。精细化操作,稳!

将 Anti-Flag 亲和凝胶吸入离心管,使用离心法操作。离心的方式同样经平衡 → 上样 → 洗杂 → 洗脱四个步骤,前三个步骤 Buffer 的置换通过离心弃掉上清来实现,之后洗脱时离心收集上清。

 

图 4. Anti-Flag Affinity Gel 的使用步骤

 
 
 
第三关 目的蛋白结合、洗脱
 
 
Input 明明有目的蛋白,目的蛋白明明已结合,但洗脱液中却没有目的条带。
巧设对照,巧留样,蛋白洗脱,我在行。
 
巧妇难为无米之炊,想让我“无中生有”?No Way!
检测结果无条带,也许是以下原因。
 

 

PS:设置 Input 对照,确定目的蛋白已表达;保留上样后的流出液/离心后上清液,确定样本已结合。每步操作“留一手”,复盘 (分析实验失败原因) 有帮助。

 
 “变性”?“非变性”?下游实验应用来决定
1)变性洗脱法      此方法洗脱的蛋白样品后续可直接做 SDS-PAGE 检测,简便。
2)非变性洗脱法   此方法洗脱的蛋白样品保持原有的生物活性,可用于后期功能分析。常用的有酸性洗脱法,低 pH 水平可以解离大多数抗体-抗原相互作用。
 
洗脱后杂带多、纯度低
面对这个棘手的问题,我们首先需要分析杂蛋白的来源:是来自于目的蛋白的降解产物?与填料的吸附?还是与目的蛋白的互作?
 
1)蛋白部分降解:使用恰当的蛋白酶抑制剂;如对于低 pH 环境很敏感,需在洗脱前的接收管中提前加入中和液。
2)蛋白非特异性结合在抗体、凝胶或离心管壁上,建议对裂解液进行预处理,去除非特异性蛋白;在洗涤前,将样品转移到新的离心管中操作;洗涤效果不佳,建议增加洗涤时间及次数,增加洗涤 Buffer 中 NaCl 或去垢剂的浓度等。

 

 
 
第四关 WB
 
 
 

这里来抄个作业,3、2、1,上链接我就不信这个邪!打破 Western Blot 玄学操作

 
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原创作者:MedChemExpress

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