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标题:【转帖】从纯化到星辰---冷泉港(CSHL)蛋白质纯化...

小荷尖尖[使用道具]
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唉,真是及时雨啊,我曾经装凝胶柱,那么大一根,装了拆拆了装,只是用丙酮测柱效,没有用蓝色葡聚糖测,从而不知道外水体积,但是可以知道内水体积,知道最小的峰大概在什么时候出来而已;不过我是用的蠕动泵装柱的,测柱效时比较过从底端进样和从顶端进样,但发现从顶端进样比从低端进样高2000多个理论踏板数,不知为什么我的柱子跟你的不同:);我自己添的柱子可以区分14,21,32,43,66,94kd分子量的蛋白,,:)94和66kd的蛋白基线分离,其他的好似五个手指头峰,,我自己还是比较满意的,,shying,,,但是,觉得凝胶一个最大的坏处就是稀释样品,而且不加盐确实分离度不好,最大的好处就是可以大概知道分子量的位置,在没有标准品的时候找到目的峰更有针对性,,呵呵,各位大侠跟前卖弄了
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QUOTE:
原帖由 小荷尖尖 于 2013-10-26 19:58 发表 bbcodeurl('http://bbs.antpedia.com/images/common/back.gif', '%s')

唉,真是及时雨啊,我曾经装凝胶柱,那么大一根,装了拆拆了装,只是用丙酮测柱效,没有用蓝色葡聚糖测,从而不知道外水体积,但是可以知道内水体积,知道最小的峰大概在什么时候出来而已;不过我是用的蠕动泵装柱的,测柱效时比较过从底 ...

有人认为gelfitration不好用,那是因为他自己的柱子装的不好,或者没有试过长的预装柱,或者象这位冷泉港的老兄一样,装分子筛柱子不用装柱器。

你装的柱子柱效已经非常棒了,比有些预装柱还好,上次法玛西亚的工程师来给我们装了一根16/100的s200柱子,柱效才8000,效果很一般。我觉得你完全可以取代那位工程师了。

不知道你装柱的条件是什么,能详细说说吗?比如什么填料?多大柱子,蠕动泵装柱是怎么操作的,有没有用那种漏斗状的装柱器?请多指教。

你说的样品稀释,现在超滤管很方便,样品浓缩一两个小时就完成了。buffer不加盐肯定不行,加盐抑制填料的吸附作用当然地球人都知道。你一般加多少?
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QUOTE:
原帖由 yychen 于 2013-10-26 20:02 发表 bbcodeurl('http://bbs.antpedia.com/images/common/back.gif', '%s')


有人认为gelfitration不好用,那是因为他自己的柱子装的不好,或者没有试过长的预装柱,或者象这位冷泉港的老兄一样,装分子筛柱子不用装柱器。

你装的柱子柱效已经非常棒了,比有些预装柱还好,上次法玛西亚的工程师来给我们 ...

多谢您的夸奖,我是新人,蛋白质纯化这一块还得向前辈们学习,毕竟好多经验都是在长期试验中积累的。我装过16/40、16/60、16/100的superdex75的柱子,都使用了装柱器,用丙酮测柱效在10000以上,特别是16/100的柱子不好装,因为找不到法玛西亚关于这么长柱子的装柱资料,只能自己摸索着来了,,我觉得倒胶什么的就是按照说明书操作就行了,,关键是倒完胶后以低流速等待胶沉降完全一定不能心急,说明书上对于16/60的柱子说2-3个小时至胶面不再下降,我一般都是低流速沉降过夜,另外高流速进一步压实柱面我也用了比说明书高的流速,主要是看压力不超过柱子的耐受就行了,压的时间也比说明书上的长,具体时间根据装完柱以后的As值来判断。。还有就是我在柱子两端用了HR柱子上用的滤片,就是那种白色的小圆片,工程师说垫上这个对柱效没用,却会增大压力,我却发现用处挺大的,加了垫片柱效才上到1万的,我猜它可能可以使样品更均匀地分布到柱头,,可是当初却是害怕漏胶才垫上的,我在两端都加了滤片,压力真的并没有因此增大。

大家有什么经验和感触真希望能象arlbor一样不辞劳苦地贴出来,他人的成功或失败都可以使我们少走弯路,对吗?
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QUOTE:
原帖由 小荷尖尖 于 2013-10-26 20:02 发表 bbcodeurl('http://bbs.antpedia.com/images/common/back.gif', '%s')


多谢您的夸奖,我是新人,蛋白质纯化这一块还得向前辈们学习,毕竟好多经验都是在长期试验中积累的。我装过16/40、16/60、16/100的superdex75的柱子,都使用了装柱器,用丙酮测柱效在10000以上,特别是16/100的柱子不好装,因为 ...

听君一席言,启发很大啊。
你用单独的泵还是fplc上的泵?如果是单独的泵怎么看压力?fplc的话,我不敢让fplc没人看着跑过夜。
滤片是个好办法,我想试试。不过我用的国产的上海锦华的柱子,没有带滤片,这种滤片法码西亚有卖吗?

成功的经验当然越多越好啊,不过有问题还是要指出来,不然误导新同学了就不好了。
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我们的机器是AKTA purifier100,泵的型号是p-900,稳定性非常好,我的柱子最大到16/100走1ml/min的流速压力都是0MPa,所以我才敢低流速过夜的,在高流速压实柱面的时候因为我用了比说明书更高的压力,所以是寸步不敢离开,紧盯着泵上的压力数,呵呵,也挺担心。选择这么高的压力主要是因为As值总是提示高流速压实柱面时,压力不够,因此峰的对称性不好,提高这个时段的压力,As值就好多了。如果柱子装的不均匀,那么冲的时间越长压力才越高,我在机器上设了个压力高限,就可以放心睡觉去了。
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还有,那个滤片法玛西亚有卖的,叫做filter kit,是一个小塑料袋装了好多个白色的滤片,你可以看看产品手册选择和柱子内径大小一致的滤片,价格不清楚
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发信人: royluo ( 罗马情结), 信区: Biology
标 题: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(十四)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Fri May 27 18:25:41 2005) WWW-POST


 本文献给YL

 (十四)anfinsen的疑虑
 
  跑完sephacryl柱子,组分就可以过DNA affinity column。DNA affinity column虽然汉苤?
要,但是这一步技术上来说要求很低。买来CNBR活化好的agarose,然后让特定序列的寡聚?
苷酸固定上去就行了,柱子也是最简单便宜的一次性柱子。
  亲合层析是目前最常用也最强大的一种蛋白质纯化技术, 纯化效率比别的层析方法可以父 出一 两个数量级。这种方法诞生是六十年代的事情。当时是在NIH的Anfinsen实验室。Anfinsen适且?
个 当 尔奖获得者,可以说是蛋白质?叠研究的老祖宗。他主要 毕资 通过研究ribonucleaase 的 变性和重折叠证明氨基酸序列就可以决定蛋白质最后的三维结构。他实验室那时侯有一个学学生?
个project是从葡萄球菌里面提取大量 酸酶,然后研究enzyme-inhibitor interaction。?

个纯 化可是很麻烦的事情,用gel filtration, ion-exchange, hydrophobic interaction, 效
识己?
低。有人可能会问,怎么不在E.Coli表达his-tag重组蛋白,然后用Ni-beads纯化啊?答案?

单,那个时候根本没有molecular cloning 这些技术,也没有Ni-beads这些东西,Ni-beads
?
是亲合层析的一种,是好多年以后才发明的。这个学生有一天突发奇想,既然inhibitor可?

enzyme结合,为什么不能把inhibitor 固定在beads上面,然后用来纯化蛋白呢?后来他试?

一把,结果非常成功。搞笑的是,anfinsen自己很怀疑这个技术是否能work, 勉强答应把自
好?
字署在在那个学生的文章,还强调如果没有别人能重复,自己心就是悬着的。呵呵。从此以
螅?
各种各样的亲合层析层出不穷,成为生物实验室蛋白质纯化的最主要工具。
 “素 完历史,现在介绍一下亲?层析的种类。通用的亲?层析包括IMAC(Immobilized
Metal Affinity Chromatography)和IAC(Immunological Affinity Chromatography)。这些
??
大家应该都熟,类似于Ni-beads, proteinA beads之类的东西,几乎所有人都会用到。需要
??
脑筋的是一些利用特定蛋白质特定性质的亲合层析。比如我们实验室研究的糖基转移酶把,
两个
反应底物,一个是nucleotide-sugar,另一个是一个小蛋白质 EGF-repeats。由于这个酶与?
个底
物都有结合,所以可以把这两种底物分别结合在beads上,然后跑两次亲合层析。AP-1的纯?
呢,
则是利用了转录因子与DNA序列的特异结合。所以呢,在做亲合层析之前,一定要根据蛋白?

身的特点来选择相应的ligand。决定了ligand之后呢,就得考虑怎么把ligand偶连在beads?
了。
CNBr活化是最常用的一个方法。原理很简单,CNBr的碳对beads上的羟基发起亲电进攻
产生
一种叫cyclic imido carbonate的中间产物, 蛋白质或者核酸的伯胺基团(primary amine ,
-NH2)
与其发生反应,形成共价键联在beads上。蛋白质的primary amine主要来自于lysine, 如果
偶连
的蛋白没有lysine用这种偶连方法就不好。DNA的primary amine来自于AGC三种碱基。DNA是
?
链互补的结构,碱基上的primary amine都要形成氢键。所以呢,要想把DNA oligo固定好,
匦?
得有不配对的overhang才行。这是一个小窍门,但是给我们的一个启示是,要做好affinity
resin,

了解一些基本的偶连方法的化学原理是很有用的。  
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发信人: royluo ( 罗马情结), 信区: Biology
标 题: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(十五)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Mon May 30 01:10:07 2005) WWW-POST


 本文献给YL

(十五)AP1的活性测定

   第二个模块的实验,DNA affinity chromatography之后我们又跑了一个更精细的
Gel filtration,用的是Amersham卖的Superose 6预装柱子。纯化步骤就只有这么多了。
剩下的就是一些活性测定。无论是sephacryl分出来的组分还是DNA affinity column分出
来的组分,我们都测试了AP-1的活性。方法呢就只有两种,一种是凝胶迁移率变动分析
(EMSA),另一种是DNA水解酶I 足迹分析 (DNase I footprinting assay),都可以用来分析
蛋白与特定DNA的结合能力。我过去没做过这两种实验,所以感觉很新奇,做的也格外卖
力,结果也还不错。
   Gel Mobility-shift assay 原理很简单,把蛋白质样品和P32标记的寡聚核苷酸探针
一起孵育十几分钟, 然后拿去跑一个低浓度acrylamide胶。如果探针结合上蛋白了,速度
会变慢很多,就会停滞在胶的上段;如果没有结合上,探针就会自由的跑到胶的下段去。
然后把胶拿去做放射自显影就行了。跑胶的装置块头挺大的,是用来跑DNA测序胶的装
置。把两大块玻璃板和两片spacer夹起来之后, instructor先做一个gel plug,就是配少
量gel溶液,然后加过量的TEMED,然后迅速加到玻璃板中间,这些胶还没漏完就会凝
固,所以会封住底端。这是一个小窍门,据instructor 讲,这个方法虽然很粗糙,但是比
其他任何封底的办法都管用。还有一个小窍门。是这样的,由于胶的浓度低,比较脆弱,
另外尺寸比较大。跑完如果把一块玻璃板从胶上拿开的话,胶的某些部分会分别粘在两个
玻璃板上,这样取胶的时候就很容易把整个胶弄破。我们做胶的时候,指导老师要我们把
一块玻璃板的贴着胶的一面硅化(用sigmacote, 成分是氯化有机硅氧烷) 一下,使得这一
面比较疏水,就不会与胶粘在一起了。这样打开胶夹层的时候,胶只会紧紧贴在一面玻璃上
面,把胶和这整块玻璃拿去放射自显影就行了。生物实验要想令人心服口服,没有对照是
不行的。EMSA也不例外。阳性对照很简单,是看看系统能不能work。关键是阴性对照,
来看蛋白质与探针的结合是否特异。EMSA的阴性对照有两种,一种呢,是用来看和探针
的结合的蛋白是不是特异的某一种蛋白。做法很简单,就是蛋白质和探针孵育的同时加入
抗那种蛋白的抗体,抗体识别蛋白质之后会形成更大的protein complex, 在胶看起来就
是探针的迁移率进一步降低了。这叫"supershift"。另一种对照呢,是看蛋白质与探针的结
合是不是与探针序列有关,因为如果是非特异性的结合,纯化就没有意义了。这种对照也
很简单,在蛋白质与探针孵育的同时,加入没有同位素标记的探针来竞争。如果加入完全
同序列的竞争DNA可以削弱protein-DNA interaction,一两个nucleotide不一样就无法
削弱的话,说明看到的探针与蛋白质的结合是跟探针序列紧密相关的。我们在实验中用了
第二种control, 效果挺惊人,仅仅是两个nucleotide和探针不一样,竞争DNA探针就没
法work了。
Gel Mobility-shift assay虽然能够证明一段Oligos是否能和蛋白质结合,却?
是不 能告诉我们该蛋白质到底与哪一小段的序列直接接触。DNAase I footprinting assay 正是 用来解决这个问题的。DNase I 可以随机的分解DNA,正常情况下,一段DNA探针各处被 酶切的可能性大致相当,如果跑胶再做放射自显影的话,看到的会是DNA ladder一样的东西。但是,如果有蛋白与特定区域相结合,DNase I无法酶切那一部分,我们看到的
ladder 就会空缺一部分。这样我们可以知道那一部分没有被切到。这个实验步骤其实不复
杂,但是有些tricky,实验的关键是DNase I 的用量和酶切时间。首先是做同位素标记探针
的stock solution。stock solution里面除了探针以外,还加了非特异DNA,类似于poly(dI-
C) poly(dA-dT)之类的东西。有一种成分引起了我的注意,聚乙烯醇(poly-vinyl alcohol)。
这东东比较粘稠,为什么要加它呢?大家想想看,用来做DNAase I footprinting assay 的
样品都是通过跑柱子的fractions,转录因子必定是被稀释得很厉害的。足迹实验最关键的
就是要保证样品蛋白和探针有充分的结合。聚乙烯醇性质就象一个"分子海绵",占溶液体积
不说,还跟蛋白质抢夺水分子,所以加入这个东东之后呢,蛋白质和探针的有效浓度都增大
了,这样有利于蛋白质和探针的相互结合。聚乙烯醇的作用原理跟PEG很相似,第三个模
块的实验里面会用到PEG沉淀。探针stock solution配好之后,就是加我们纯化出来的组
分,孵育十几分钟。之后呢就是做DNAse I 酶切。我们这一组里,我和丹麦女生负责做酶
切,这个酶切可是把我们忙坏了。为什么呢?酶切一共有三步,间隔时间很短。第一步是
加Ca2+和Mg2+孵育一分钟, 第二步是加DNase I 孵育一分钟, 第三步是加反应中止液。
我们是三个三个一做, 每20秒加一个样品, 这样三分钟三个样品都完成了。丹麦女孩计时,
然后我加样品。可能是太紧张了把,我们连犯了两次错误,漏加了Ca/Mg,只得重做几个
样品。最后看结果的时候,我还特紧张,因为这是很重要的一份试验数据,最后结果很不
错,还受了老师表扬,呵呵。
  好了,第二模块的实验,到这里就差不多了。这个培训课两星期的课程也进行了一
半。全体成员放假一天休息,而放假前一天晚上也没有报告。我学校离CSH很近,索性晚
上就溜回去了,顺便还把好友YL硬拉出来听我汇报学习心得,呵呵。
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发信人: royluo ( 罗马情结), 信区: Biology
标 题: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(十六)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Mon May 30 22:27:57 2005) WWW-POST


  本文献给YL

(十六)浮起来的细胞膜

  休息了一整天,晚上全体学员和老师去一家sushi店饱餐了一顿生鱼片。第二天
早上,第三个模块的实验开始了。老师是Sue-Hwa Lin,这一个模块是从大鼠肝脏里
面提取胰岛素受体并且做一些鉴定。四个模块的实验之中,我最喜欢这个模块。主要
是因为这是唯一一个设计膜蛋白纯化的实验,而膜蛋白纯化是所有蛋白质纯化中最麻
烦的一类。受体蛋白纯化尤其麻烦,往往可能找不到又快又准确的测活办法。胰岛素
受体即使溶解在去垢剂里面也能与胰岛素接合,所以用简单的binding assay就可以
测活了。相比之下有些受体就不那么好伺侯了,比如我研究的Notch受体,配体也是
膜蛋白,Notch和配体必须都簇集在细胞表面或者固体表面才能有接合,溶液中的游
离状态下根本没法相互作用。
  Sue-Hwa Lin是一个好老师,喜欢在做实验之前详细给我们讲解背景知识,这一
点上她比其他三位老师都做得好。另外她的助手是一位台湾的中年妇女,在Sue-Hwa
实验室做research assistant professor。这位助手特别nice,给我帮助很大。
  好了,现在聊一聊纯化的实验步骤。首先是把大鼠肝脏的质膜部分分离出来,然
后呢用去垢剂溶解一下,用凝集素层析来粗分一下组分,然后做受体测活与鉴定。大
家可能注意到,最后纯化出来的受体只是粗产品。事实上,手册上这个实验里面还得
做一步insulin affinity chromatography来精制一下的。但是最近好多年,很多学员
更希望做一些重组蛋白纯化的实验,所以就把原来的实验给切短了。我觉得这种做法
很不明智,因为重组蛋白纯化的实验实在不需要花几千刀来冷泉港学的。
  细胞膜结构的分离是一门大学问,著名的Methods in Enzymology有专门的一辑
整本都是讲这个的。细胞膜结构主要有核膜,质膜,线粒体,内质网,高尔基体,溶
酶体等等。其中核膜是最容易的,因为细胞核很重,稍微离心一下,就沉淀下来了。
其它的膜结构中呢,线粒体是最重的,质膜由于有胆固醇成分,所以是最轻的。这两
种膜结构也是很好分开的。剩下的膜结构比重比较相似,所以不好分。
  膜结构分离的方法呢,有很多种,但是变来变去,无非都是两种基本方法的组合:
差速离心+蔗糖梯度离心。差速离心(differential centrifugation)是粗分膜结构的
一种常用方法。其实很简单,就是用不同的速度离心三次。首先用等渗缓冲夜来做组织
的匀浆,然后就开始离心。第一次是低速离心,只用600g,这么小的离心力下,只有
未破的细胞和细胞核才会沉淀下来。细胞主要的膜结构以及细胞质都还在上清里面。
拿上清再做第二次离心,这回离心力大了一个数量级,到了8000g。由于线粒体比其
它膜结构要重一些,所以线粒体沉淀下来,而其它膜结构还在上清里面。去上清进行
第三次离心,这回离心力比前一次又要大一个数量级到了十万g。所有的膜结构都会在
此时沉淀下来,所以也包括质膜。需要强调的是,差速离心的分离是非常粗糙的,并不
是十分干净。下一步的蔗糖梯度离心就要精细得多。但不管是什么分离方法,本质上
都不完美,千万不要指望从某篇文章找到一个方法就能套用。最好的办法是利用细胞
膜结构特征性的一些标记物(比如plasma membrane, 测5' nucleotidase 的活性)

来分析分离方法的好坏,并加以改进。
  我们分离质膜用的方法稍微特殊一点,省掉了差速离心这一步。这种方法对于分离
大鼠肝脏质膜比较管用,对别的组织就不一定好用了。我们一组四个人,每人都分了一
个新 时? 的大鼠肝脏(解冻后很难闻),然后就是拿刀片剁啊剁。弄碎了之后就加一
种低渗缓冲液,再把碎的肝脏和缓冲液倒到Dounce匀浆器里面做匀浆。匀浆用的缓冲
液里面加有Ca2+,比较重要。钙离子能够促进质膜碎片的聚集,这样在1500g这样小
的离心力下,质膜也能被沉淀下来。我们把匀浆用两层cheese cloth过滤,去掉了很多
结缔组织。然后就是用1500g离心了。拿出离心管一看,果然有一个很松的pellet,包括
了质膜,细胞核之类的东西。然后再把pellet转移到Dounce匀浆器再弄均匀了。下面
就开始准备蔗糖梯度离心(sucrose gradient)。蔗糖梯度离心是十分古老的一种方法,
但直到现在还有很广泛的应用。我们首先往pellet 匀浆里面加69%的 侨芤海?恢钡?
终浓度变为44%为止。蔗糖的浓度十分的重要,如果不准的话,根本就没法分开。我们
有一个折射仪,可以很快的测出溶液的折射率以及对应的蔗糖浓度。这个折射仪看起来
很粗糙,但是却十分好用。下一步呢,就是把加了蔗糖的匀浆转移到超速离心管里,然
后在上层铺一层42.3%的 侨芤海?幼啪褪浅?倮胄牧叫∈ (九万g)。前面提到过,
质膜相比其他膜结构而言是比较轻的,所以呢,在离心的过程中就会浮到上层来。我们
吃罢午饭,就回来看离心管,果然看到一层棕色的东西浮在最上面。这层质膜看起来有
点像果冻,可以用小勺舀出来。到这里质膜的分离就算完成了。     
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标 题: Re: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(十六)
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Sorry, please be patient. I am still writing more. It is really a laborious
work!

我托朋友和royluo网友联系过,他已经答应我转载到dxy上,由于royluo仍在继续撰写这个系列,我会适时地给大家转载过来,但由于我本身对蛋白纯化不在行,期间可能会由于乱码的原因出现错误还请大家指正出来
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