蛋白表達(dá)的測(cè)定是分子生物學(xué)研究中的重要環(huán)節(jié),其使用步驟會(huì)因所選方法的不同而有所差異。
1.樣品制備
-取樣與均質(zhì)化:根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選取合適的生物樣本(如細(xì)胞、組織或培養(yǎng)液上清),通過(guò)離心、研磨等方式獲得均勻的裂解物。若涉及分泌型蛋白,需分離上清以避免胞內(nèi)雜質(zhì)干擾。
-定量標(biāo)準(zhǔn)化:使用BCA法或其他蛋白定量試劑盒確定總蛋白濃度,確保后續(xù)實(shí)驗(yàn)加樣量的一致性。
2.電泳分離(以SDS-PAGE為例)
-凝膠配制:根據(jù)目標(biāo)蛋白分子量選擇合適濃度的聚丙烯酰胺凝膠,加入SDS使蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷并展開(kāi)為線性結(jié)構(gòu)。
-上樣與跑膠:將處理好的樣品加載至凝膠孔中,在恒定電流下進(jìn)行電泳,實(shí)現(xiàn)按分子量大小的區(qū)帶分離。
-轉(zhuǎn)膜:采用濕轉(zhuǎn)或半干轉(zhuǎn)法將凝膠中的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF/NC膜上,便于后續(xù)檢測(cè)。
3.免疫檢測(cè)(Western Blot流程)
-封閉:用脫脂奶粉或牛血清白蛋白溶液封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn),減少背景噪音;
-抗體孵育:依次加入一抗(針對(duì)目標(biāo)蛋白)、HRP標(biāo)記的二抗,通過(guò)抗原-抗體特異性結(jié)合實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大;
-顯色成像:使用ECL化學(xué)發(fā)光底物曝光X光片或直接用成像系統(tǒng)采集條帶信息。
4.數(shù)據(jù)分析
-定量分析:通過(guò)灰度掃描軟件對(duì)目的條帶與內(nèi)參(如β-actin)進(jìn)行光密度比值計(jì)算,評(píng)估相對(duì)表達(dá)水平;
-質(zhì)譜驗(yàn)證:對(duì)于復(fù)雜混合物,可切割膠條進(jìn)行質(zhì)譜鑒定以確認(rèn)蛋白身份。
蛋白表達(dá)的作用原理:
1.基因克隆與載體構(gòu)建:將目標(biāo)蛋白對(duì)應(yīng)的基因序列插入到特定的表達(dá)載體中,這個(gè)載體通常包含啟動(dòng)子、終止子等調(diào)控元件以及篩選標(biāo)記。然后,把重組后的質(zhì)粒或其他形式的載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞內(nèi)。常見(jiàn)的宿主包括細(xì)菌(如大腸桿菌)、酵母、昆蟲(chóng)細(xì)胞和哺乳動(dòng)物細(xì)胞等。
2.轉(zhuǎn)錄過(guò)程:一旦載體進(jìn)入宿主細(xì)胞,目標(biāo)基因會(huì)在啟動(dòng)子的作用下被轉(zhuǎn)錄成mRNA。原核生物中,由于沒(méi)有細(xì)胞核結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)錄和翻譯幾乎是同時(shí)進(jìn)行的;而在真核生物中,轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi),之后mRNA才會(huì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行翻譯。
3.翻譯過(guò)程:在核糖體的作用下,以mRNA為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,將遺傳密碼轉(zhuǎn)換為氨基酸序列,逐步合成多肽鏈,形成具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。
4.后處理與修飾:某些表達(dá)系統(tǒng)還能對(duì)新生的蛋白質(zhì)進(jìn)行翻譯后的修飾,比如糖基化、磷酸化等,這些修飾對(duì)于維持蛋白質(zhì)的功能性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。例如,哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)能夠進(jìn)行復(fù)雜的糖基化和其他類(lèi)似的修飾,使得到的蛋白更接近天然狀態(tài)。