❶ 用離子交換法純化蛋白如何選定緩沖液
也可以用AEC,主要以流穿模式做。sspxiaoji(站內聯系TA)用陽離子交換柱,可以考慮pH6.0-7.0的緩沖液,因內為容大部分蛋白質的等電點在這附近,帶電荷少,這樣容易穿透除去其他雜蛋白。而你的目的蛋白PI在11,掛柱應該比較牢固。但是有個問題需要注意,PH離你的目標蛋白PI太遠,有可能導致掛柱後難以洗脫。
❷ 蛋白離子交換柱Q柱和S柱區別
Q柱是強陰交換柱。S、SP都是強陽離子交換柱。
Q柱強陰離子交換柱Q只是凝膠母體聯的一種帶正電的基團所以是強陰離子交換柱。SP強陽離子交換柱SP是只是凝膠母體聯的一種帶負電的基團所以是強陽離子交換柱。
這兩個都是強陰離子交換層析介質,不同的是生產廠家不一樣,其它的並無太大的區別。
❸ 蛋白等電點怎麼知道,比如是13左右,是選強陽離子交換柱嗎
這個等電點挺高的,弱陽就行,太強容易使蛋白變性。
❹ 2. 蛋白質組學樣品前處理(3)
說明:此篇筆記系2016-2017年由克里克學院與康昱盛主辦的蛋白質組學網路大課堂整理而成,侵刪。該課程由復旦大學生物醫學研究院(IBS)的劉曉慧博士所授。
我們通過上一篇筆記里介紹的各種方法把蛋白質提取出來以後,這事兒還沒完,因為我們需要對提取出來的蛋白進行一下質控,以確認是否成功提取出了足夠的蛋白,是否有污染等。
如上圖,質量控制分兩個部分:
含量測定 :檢測是否有充足的蛋白被提取出。注意上圖里提到的不兼容問題,如果你樣品里加過SDS,就不要用Bradford法來測定蛋白濃度,而可以選用BCA方法;反之,如果你樣品里加入了還原劑,就不要用BCA方法來測定蛋白,可以選用Bradford法。
SDS-PAGE :檢測蛋白的提取效率,以及是否有污染。比如我們上了50個樣,能看到的條帶卻很少,說明定量不準確。如果想從幾組樣品中尋找差異蛋白,特別需要做一次SDS-PAGE檢測同類樣品蛋白的提取效率。
以上圖為例,0號樣品中間的條帶不見了,可能是提取蛋白不充分引起的差異,也可能是樣品本身的差異。我們可以重新提取一次,先排除是否是提取造成的差異;如果是樣品本身的差異,建議用label free的方法,每個樣品單獨做定量,而不要用iTRAQ或TMT標記定量,否則會因為中間這個高豐度蛋白的影響,而導致定量不準。
我們再看來幾種常見的問題,以及解決方法,如下圖:
情況1:提取出來的結果差異很大。這種情況需要重新提取,以檢測到底是提取不充分造成的差異,還是樣品本身的差異;
情況2:左邊是分子量marker,右邊是實際樣品,可以看到實際樣品的條帶很少,可能是提取不充分,需要重設提取參數,使用更劇烈的條件,更長的時間,重新提取;
情況3:橫紋、縱紋比較多,很可能是核酸或脂蛋白的影響,這種情況需要進行脫鹽處理,也就是利用脫鹽柱與肽段結合,而與其它物質不結合,從而達到去除污染的目的。
情況4:兩個條帶很類似,但一條明顯比另一條淡。可能造成這種情況的原因有哪些呢?第一種情況,由於這是同樣類型的樣品,比如都是小鼠肌肉組織,一個樣品的蛋白質抽提充分,而另外一個樣品蛋白抽提不充分,就會導致兩條帶不一樣,這種情況下需要重新抽提。還有一種可能,考慮到是等量上樣跑的SDS-PAGE,如果兩個條帶顯示出的蛋白含量差別很大,則可能因為參考的含量測定結果不準確引起的,這時候需要重新定量。
蛋白提取後,還需要做脫鹽處理,我們來看看可以用哪些方法實現。
超濾: 可以截留10kDa及以上的蛋白分子,適用於體積較小的樣品。操作步驟可以是,從100μL超濾濃縮到40μL,再加緩沖液至100μL,再超濾到40μL,反復幾次。事實上,超濾是很難把污染(比如SDS)完全去掉的,最終仍然會有極少量的污染物存在,但當這些污染物的濃度降到一定程度時,則樣品的純凈度我們認為是可以接受的了。
透析 :也是可以截留10kDa及以上的蛋白分子,適用於體積比較大的樣品,比如尿液,可以將鹽透析至外面的透析液里。
丙醇沉澱 :-20℃丙酮(V 樣品 :V 冷丙酮 =1:3以上)沉澱2個小時以上。
C18色譜柱脫鹽法 :Waters公司生產的XBridge C18色譜柱,利用柱子上的填料與蛋白結合,而鹽類物質則流穿過去,從而達到分離的目的。
脫鹽完成以後,接下來我們就要進行相當重要的一步:還原烷基化及酶解。整個流程,大夥兒看下面這張圖:
這裡面有兩件事要先跟大夥兒聊聊。
首先,我們來說說為什麼步驟里要把丙酮沉澱放在烷基化以後。通過之前的學習,我們知道丙酮可以溶解樣品的去污劑、還原劑等,而蛋白是不會在丙酮中溶解的,而是會沉澱下來,這樣就達到了去除雜質的目的。
烷基化以後,球狀蛋白變成鏈狀,再通過丙酮沉澱去掉尿素或SDS等污染物,然後復溶(即重新溶解,以備下一步酶解操作),那麼鏈狀的蛋白比球狀蛋白的復溶效果會更好,可以避免因為復溶不充分而造成的損失。因此,丙酮沉澱要放在烷基化之後再做。
另外,關於酶切這一步,有些抗體如果只用胰酶進行酶切,由於酶切位點太少,導致切出來的肽段太長,不便於質譜檢測。這種情況下可以結合其它酶,比如Lys-C,進行多酶酶切,使肽段變得短一些。經過測試我們發現,用Lys-C+胰酶酶切,比只用胰酶酶切,可以提高10%-20%的鑒定率。
酶解需要在buffer體系下完成,比如25mM碳酸氫銨體系(易揮發,pH 7-8)最為常用,或者也可以使用TEAB( triethyl ammonium bicarbonate,三乙基二乙胺鹽,10-100mM)。
酶的用量可以參考以下的公式:
W(酶):W(底物)=1:20 – 1:50
此外,需要注意的是胰酶酶解的兼容性問題。胰酶只能耐受最多1M的尿素,且不能與SDS同時使用。
前面提過,質譜儀是一種離子飽和性儀器,高豐度蛋白的存在會對低豐度蛋白的信號產生抑制,並且質譜儀反應也需要一定的時間。例如,人的細胞內通常會表達20300種蛋白,它們酶解後,每種蛋白會產生10-20種肽段,那麼就有幾十萬種肽段,質譜很難同時檢測到這么多種肽段。所以對肽段混合物進行分級,可以降低檢測的難度,得到更多的肽段/蛋白鑒定結果。
我們既可以從蛋白水平進行分離,也可以從肽段水平進行分離,還可以將多種分離手段結合起來。從蛋白水平的分離,大家都比較熟悉吧?通常我們用SDS-PAGE或IEF等技術,利用蛋白質的分子量、形狀、等電點等理化性質的不同,將混合在一起的蛋白質分開。
第二種分離方案是在肽段水平上進行,根據肽段的不同性質,使用不同填料進行分離。
SCX(Strong Cation Exchange):是以硅膠為基質的強陽離子交換柱,可以與陽離子結合,並通過buffer進行離子交換,將陽離子分離和洗脫出來,達到與其它不帶陽離子的肽段分離的目的。
SAX(Strong Anion Exchange):硅膠鍵合季銨基團的強陰離子交換柱,可以與陰離子結合,並通過buffer進行離子交換,將陰離子分離和洗脫出來,達到與其它不帶陰離子的肽段分離的目的。
RPLC(Reverse Phase Liquid Chromatography):反相液相色譜柱,與正相柱在表面鍵合極性官能團不同,反相柱的表面鍵合的是非極性的官能團,例如,鍵合十八烷基官能團,稱為C18柱,其它常用的還有C8,C4和C2等。這里我們選用C18柱,根據肽段疏水性的不同,達到分離的目的。
HILIC(Hydrophilic interaction liquid chromatography ):親水色譜柱可以用來分離極性化合物。由於強極性肽段在反相色譜柱中保留情況都比較差,很難將它們分開,而親水色譜柱卻可以用來固定強極性的肽段,並結合高比例有機相與低比例水相組成的流動相,來實現分離的目的,且這樣的流動相組成尤其有利於提高電噴霧離子化質譜(ESI-MS)的靈敏度。
High pH - Low pH RPLC:用pH10的液相條件,結合pH2的RPLC酸性條件,進行分離。
多維分離:例如,先從蛋白水平進行分離,再從肽段水平進行分離,或者多種肽段水平的分級分離結合起來使用。接下來我們重點聊一下各種多維分離的策略和效果。
我們先來看看上面這張圖。左上角的「A圖「展示的是通過High pH - Low pH RPLC將樣品分成了40個餾分,然後進行叉開的合並,合並為20個餾分,這樣的合並可以讓樣品中的肽段分布更加均勻。
右上角的」B圖」展示的是通過SDS-PAGE進行分離,也分成20個餾分,然後用兩種合並方案,分別合並為5個餾分和6個餾分,這樣做的目的也是為了讓樣品的肽段分布更加均勻。
左下角的「C圖」針對同一種樣品,對High/Low pH RPLC和SDS-PAGE兩種分離策略進行了比較,發現經過兩種分離方法後,有5408個蛋白是都可以鑒定到的,另外有1951種蛋白是只在High/Low pH RPLC分離策略中鑒定到的,而用SDS-PAGE分離,則可以鑒定到其它389種蛋白。從這個圖上看,兩種方法有互補性。
右下角的四幅小圖說明,當我們在做分級分離時,分的級別越多,能鑒定到的蛋白也就越多。不過這種增長並不是呈線性關系的,分級的級數達到一定程度時,能鑒定到的蛋白數量的增長就會飽和。所以比較省時省力又能保證效果的做法時,選擇一個合適的分級數即可。
我們來看一下目前發表的文獻里,利用多級分離所能鑒定到的蛋白數量。
就像前面說到的,對蛋白及多肽分離的級數越多,能鑒定到的蛋白也就越多,但常常因為機時的限制,再加上這種變化趨勢到一定程度總會飽和,所以我們通常有個權衡。比如常規的分10個餾分,基本上可以鑒定到5000-8000個蛋白。如果是血清樣品,可以餾分更多一些,尤其是RPLC一維,如果分到40或60個餾分,再合並為10或20個餾分,比直接分成10個或20個餾分能鑒定到的蛋白要多30%左右!
樣品前處理的各個步驟就介紹到這,下篇將繼續分享樣品前處理的最新方法與進展
❺ 用於蛋白質提取分離的離子交換劑有哪些特殊的要求,主要有哪幾類
離子交換層析根抄據帶電強弱分為:強陽離子交換層析、強陰離子交換層析、弱陽離子交換層析、弱陰離子交換層析。填料的孔徑也有分別,詳細可以咨詢各品牌代理商。
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❻ scx是什麼色譜柱
SCX(強陽離子交換)是一類以單分散無孔聚合物微球為基質的高效離子交換色譜柱,它是為快速和高效的分離分析蛋白質和多肽而設計的。
❼ 怎樣利用離子交換柱層析法分離不同的蛋白質
離子交換內的介質一般是樹脂,陽離子交換型的,使用前樹脂先用鹼處理成鈉型,將氨基酸混合液(pH=2-3)上柱,pH=2-3時,氨基酸主要以陽離子形式存在,與樹脂上的鈉離子發生交換而被「掛」在樹脂上,再用洗脫劑洗脫。不同的氨基酸(帶的電荷不同)與樹脂的親和力不同,要將其分離洗脫下來,需要降低它們之間的親和力,方法是逐步提高洗脫劑的pH和鹽濃度,這樣各種氨基酸將以不同的速度被洗脫下來。