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全部话题 - 话题: 纯化
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n**t
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1
【 以下文字转载自 Biology 讨论区,原文如下 】
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(十一)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Mon May 16 14:19:57 2005) WWW-POST
本文献给YL
(十一)核抽提物
上回谈到纯化AP-1转录因子的大致流程。其实在过柱子之前的核抽提物的准备
也是十分关键的。从天然产物中纯化蛋白,如果大概知道蛋白在什么细胞器官,把
细胞器先分离出来作为纯化的起始原料,可以省好多事情。因为细胞器官的分离的
方法已经很成熟了。
核抽提物是怎么准备的呢?首先,融解Hela细胞。我们在这个模块用的细胞都不
是自己长的,而是直接从一个公司Biovest 买来的。据说这个公司有NIH的补贴,
所以价钱不贵。一升media的Hela细胞才要17刀。冻存在-80度的hela泡在有
glycerol的buffer里面,第一件事情就是要用有镁离子的PBS来冲洗几遍。然后用
一种低渗buffer来重悬细胞。这种低渗buffer盐浓度很低,
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【 以下文字转载自 Biology 讨论区,原文如下 】
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(一)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Thu Apr 28 14:37:18 2005) WWW-POST
本文献给YL
引子
2000年5月6日,我一个人在合肥三孝口书店闲诳,希望买点参考书带出国去。我注意到有一本翻译过来的书,
书名叫做《蛋白质纯化与鉴定实验指南》。这本书很奇怪,里面列出了很多具体实验的步骤和解释。我很快意
识到,这本书实际上是冷泉港实验室开设的一门《蛋白质纯化与鉴定》实验课的教材。这本书深深的吸引了我,
因为里面记录的实验十分经典,涵盖了蛋白质纯化中可能用到的大部分手段,并且对实验细节有十分详尽的解释。
我对这本书爱不释手,于是就买了下来, 而且当时就动了上这门课的念头。这是一个很模糊的想法,没有想到
的是,五年以后这个想法竟然实现了。
这一系列文章是我对这次上课经历的全面总结,一部分是八卦,一部分是流水账般的记叙,还有一些是从
这课程学到的tricks, 最
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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(四)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Thu Apr 28 17:50:21 2005) WWW-POST
本文献给YL
(四)Hydrostatic pressure和跑小柱子的trick
Dr. Burgess 假定我们对蛋白质纯化一无所知,所以讲得很细致。比如他特别提到了disposable
column的用法。这种小柱子很简单,把beads倒进去,冲洗一下就可以用来纯化蛋白了,很方便。
唯一的问题是,由于是依靠重力跑,速度有时候会十分慢。液体流经柱子速度由hydrostatic pressure
(静流体压力)来决定。而hydrostatic pressure又是由实际柱高(即液体经过的长度)来决定。如果你
嫌液体流得太慢(尤其是洗柱子的时候),可以在柱子下端出口连一个长的塑胶管子或者针管,这样速
度会快很多。这是很简单的小trick, 但我觉得对初做蛋白质纯化的人还是很有帮助的。
r****o
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4
本文献给YL
引子
2000年5月6日,我一个人在合肥三孝口书店闲诳,希望买点参考书带出国去。我注意到有一本翻译过来的书,
书名叫做《蛋白质纯化与鉴定实验指南》。这本书很奇怪,里面列出了很多具体实验的步骤和解释。我很快意
识到,这本书实际上是冷泉港实验室开设的一门《蛋白质纯化与鉴定》实验课的教材。这本书深深的吸引了我,
因为里面记录的实验十分经典,涵盖了蛋白质纯化中可能用到的大部分手段,并且对实验细节有十分详尽的解释。
我对这本书爱不释手,于是就买了下来, 而且当时就动了上这门课的念头。这是一个很模糊的想法,没有想到
的是,五年以后这个想法竟然实现了。
这一系列文章是我对这次上课经历的全面总结,一部分是八卦,一部分是流水账般的记叙,还有一些是从
这课程学到的tricks, 最后也掺杂着自己过去做蛋白质纯化的心得。想到哪说到哪,文字挺松散的,见笑了。
我来解释一下标题。课程结束之后,每一个学员都有一份证书,印着Per Pura Ad Astra 几个大字。
这是拉丁语,直译就是”从纯化到星辰“ 。原始的谚语是,Per Aspera Ad Astra, 意思是through
r****o
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(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
r****o
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(十) 永远的转录因子
第一个模块的实验结束以后,我们进入第二个模块的实验。这个实验的指导教授叫Al Courey。
这个模块的实验主要是要从Hela细胞里纯化AP-1。AP-1是一种很重要的sequence specific转录因
子,在很多生理过程里都有作用。AP-1其实不是一种均一的蛋白质,实际上一种二聚体结构,要么
是Jun-Jun 或者是Jun-Fos dimer。Jun和Fos都是alpha helix的结构。Helix的一边有很多Leu,和
另一个helix形成Leucine Zipper的结构,而helix另一边就是碱性的氨基酸居多,所以可以和DNA
结合。这个转录因子看起来就象一双筷子夹着DNA。
sequence specific转录因子是极其重要的一类蛋白质,真核生物的基因有5~10%是用来编码
这种蛋白的。这个模块涉及的一些实验是最经典的一些分离转录因子的方法,所以很有用。
怎么才能分离纯化呢?首先要确定要纯化什么因子,换句话说就是要决定纯化跟什么特异DNA
序列相结合的转录因子。决定了这个,才能有一个活性检测系
r****o
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7
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(十七)何去何从
 上一章提到从大鼠肝脏提取质膜的方法。质膜准备好了,下一步就得考虑
怎么溶解质膜。最主要的问题是:用什么去垢剂呢?Dr.Lin在这一步试验里面
要求每一组中的四个人各选一种去垢剂来溶解质膜,纯化完之后再比较不同去
垢剂的蛋白质纯化效率,看看哪一种去垢剂最有效。选择去垢剂很简单,无非
是想让膜蛋白能被充分的溶解解离下来,同时又不使蛋白变性。事实上,纯化
膜蛋白时去垢剂的选择是没有规律可循,除了一些显而易见的不适和做纯化的
去垢剂(比如SDS)外,很难讲什么去垢剂好什么去垢剂不好。所以,只能具体
问题具体分析,一个一个去尝试。我们这一组人选的四种去垢剂分别是:
Triton X-100, Sodium Cholate, Chaps, 和Octyl glucoside。我选的是
Octyl Glucoside。
好了,我先来讲讲去垢剂的小常识。去垢剂其实是很大一门学问,我几年
前就花过好多力气来学习其中的一些知识,但到现在为止还是只懂了一些皮毛。
这里就权当抛砖引玉了。首先,什么是去垢剂(detergent)呢?就是同时具有
疏水和亲水两种基团
r****o
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8
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(二十)钙调蛋白
 纯化胰岛素受体的模块结束之后,我们这一组人进入到最后一个模块,
做钙调蛋白的纯化和分析。钙调蛋白(Calmodulin)十分重要,几乎在所有
真核细胞里面都能找到。这个蛋白只有148个氨基酸,大概16KD,比较
小。有Ca2+结合的情况下,钙调蛋白的构象可以发生较大的改变,从而激
活一系列酶的活性,比如cyclic nucleotide phosphodiesterase, 一些
protein kinases, phosphatases 和ATPase等等。这一个模块的实验中,
我们是从鸡胗里面提取和纯化钙调蛋白,然后再做一些分析。
这一个模块的纯化设计,可以说是最大限度的利用了钙调蛋白的特殊
性质,我觉得设计的很精彩。不过我对这个模块的实验经历并不是很满意。
教员的实验助手只有一个人,而且非常不称职,对实验本身似乎不太了解,
也不是很helpful,感觉比前几个模块的实验助手差多了。教员叫Constantin,
是一个俄罗斯人,在rutgers当教授。我起初对他印象不佳,后来发现这个人
其实很nice,非常和蔼。
c********o
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事情是这样的 国内的生物公司招聘 希望找一个懂发酵又纯化做得好的人
不过,发酵是上游的,纯化是下游的。一般做纯化的很少做上游的发酵。
有什么实验室又做大点规模的发酵,同时也做蛋白的纯化呢?
实验室的劳苦大众们应该会从发酵一直做到纯化,有什么实验室做这个呢?
有没有认识这样的人的呢?求推荐?
i***s
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牙膏管尾不同颜色条纹红圈处只与包装有关。
近日,一则关于“牙膏管颜色条代表成分”的消息在网上传得沸沸扬扬,称牙膏底部的颜色条暗藏天然与化学成分信息,尤其是黑色的颜色条,暗示牙膏为纯化学制品。这一传闻引发网友们关注,并疯狂转发。中国口腔清洁护理用品工业协会近日出来辟谣,表示这些颜色条用于牙膏灌装时的定位与识别,与成分没有任何关系。
传言:牙膏管颜色条暗示成分?
“立刻检查一下你家里的牙膏管底部,如果是黑色条马上扔掉!晕死!不要盲目相信所谓品牌,买牙膏时注意牙膏管反面底部的颜色条,共分4种:绿、蓝、红、黑。绿色:纯天然;蓝色:天然+药物;红色:天然+化学成分;黑色:纯化学。尽量选择绿色和蓝色的吧!居然儿童牙膏大多都是化学的,太过分了!”
近段时间,这段关于牙膏管底部颜色条的微博在网上疯传,引发不少人的担忧。网友纷纷拿出自己家里的牙膏验证,“平时都没注意过,原来牙膏管底部还真有不同的颜色!”不少网友反映,自己买的牙膏管底部颜色条为黑色或蓝色,“纯化学”牙膏让网友气愤。
辟谣:光标用于包装灌封时定位识别
记者昨日走访超市,随机查看了各种品牌牙膏,发现虽然功效各有侧重,但软管底部的色条大多是黑色... 阅读全帖
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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(二)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Thu Apr 28 14:44:32 2005) WWW-POST
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(二)同学和老师
冷泉港的《蛋白质纯化与鉴定》培训班历史相当悠久,从1989年开始每年都开课,到今年是第十六次。每
年都是四月初开始,持续两个星期。值得一提的是,冷泉港有相当多的培训班和会议,是一个科学家交流和
学习的中心。这是冷泉港享有盛名的最主要原因。
2004年底, 我下定决心上这门课,于是递交了申请。二月份的时候的到消息,我被录取了,并且还有
1000刀的tuition waiver。可我还是高兴不起来,因为还得解决1600刀(学费一共2600刀)。老板人很nice,
但是他实在没钱了,所以我只好咬咬牙自己套腰包解决了,去年的退税就这样全搭进去了, 欲哭无泪啊。
四月五号下午我赶到冷泉港,办完登记手续后被告知晚上七点全体开会,与教员和同学见面。老师一共有四
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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(七)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Thu Apr 28 18:15:35 2005) WWW-POST
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(七)古怪的CDC6
 这里再给大家讲一个在大肠杆菌中表达蛋白质的例子,一个很夸张的例子,但是很有启发性。
Bruce Stillman 是冷泉港的现任主管,是一个绝对的牛人。不但科学做得很好,而且还很爱
国。他是澳洲人,在美国待了N年,却从没有加入美国国籍,所以他只是外籍院士。我们的晚间报
告有一个是他作的。他主要研究真核生物的DNA复制。这是一个到现在为止都没有完全弄明白的领
域。在报告里面,他特别提到了表达纯化CDC6蛋白的经历,我觉得十分有意思。这个蛋白, 用他
的话说,是"a pain in the ass"。
 CDC6是干什么的呢?这要从ORC说起。真核生物的DNA有多个复制起始位点(replication
origin),ORC(Origin R
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标 题: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(九)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Sun May 1 22:44:00 2005) WWW-POST
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(九) 沉淀,沉淀,沉淀
上一部分我匆匆提到了用硫酸氨沉淀来去掉PEI(Polyethyleneimine)的步骤。
不常做生化的同学可能对硫酸氨沉淀的方法不熟悉。但其实这种沉淀是蛋白质纯化中
及其重要的一种方法。说实话我过去也很少接触,但是在这个课里面,四组实验中有
三个都用到了这个方法,可见其重要性。
硫酸氨沉淀是怎么做的呢?其实很简单,把磨细了的硫酸氨粉末往样品溶液里
倒就行了,蛋白就会相继沉淀下来。由于不同的蛋白,在不同的硫酸氨浓度下被分
别沉淀下来,这种方法把蛋白质样品粗粗的分离一下。这种方法对大量样品尤其好
用,因为比较方便快捷便宜。硫酸氨沉淀的优点是什么呢?最大的优点是这东西虽
然能让蛋白质沉淀下来,但是不会让蛋白质变性,所以沉淀下来的蛋白
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标 题: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(十)
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Wed May 11 20:43:26 2005) WWW-POST
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(十) 永远的转录因子
第一个模块的实验结束以后,我们进入第二个模块的实验。这个实验的指导教授叫Al Courey。
这个模块的实验主要是要从Hela细胞里纯化AP-1。AP-1是一种很重要的sequence specific转录因
子,在很多生理过程里都有作用。AP-1其实不是一种均一的蛋白质,实际上一种二聚体结构,要么
是Jun-Jun 或者是Jun-Fos dimer。Jun和Fos都是alpha helix的结构。Helix的一边有很多Leu,和
另一个helix形成Leucine Zipper的结构,而helix另一边就是碱性的氨基酸居多,所以可以和DNA
结合。这个转录因子看起来就象一双筷子夹着DNA。
sequence spec
r****o
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(四)Hydrostatic pressure和跑小柱子的trick
Dr. Burgess 假定我们对蛋白质纯化一无所知,所以讲得很细致。比如他特别提到了disposable
column的用法。这种小柱子很简单,把beads倒进去,冲洗一下就可以用来纯化蛋白了,很方便。
唯一的问题是,由于是依靠重力跑,速度有时候会十分慢。液体流经柱子速度由hydrostatic pressure
(静流体压力)来决定。而hydrostatic pressure又是由实际柱高(即液体经过的长度)来决定。如果你
嫌液体流得太慢(尤其是洗柱子的时候),可以在柱子下端出口连一个长的塑胶管子或者针管,这样速
度会快很多。这是很简单的小trick, 但我觉得对初做蛋白质纯化的人还是很有帮助的。
我知道一个例子。我原来很喜欢女生A, 有一天晚上主动等在她实验室等她做完实验,就开车送她回家。
这一等不得了,从晚上七点等到了凌晨一点。这个过程中,她好像没什么事情,但是每隔20分钟,她就会去
一次cold room。作完实验了之后,我好奇的问她,到底是什么试验花了这么长时间,结果她说她在用一个dispo
r****o
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(十一)核抽提物
上回谈到纯化AP-1转录因子的大致流程。其实在过柱子之前的核抽提物的准备
也是十分关键的。从天然产物中纯化蛋白,如果大概知道蛋白在什么细胞器官,把
细胞器先分离出来作为纯化的起始原料,可以省好多事情。因为细胞器官的分离的
方法已经很成熟了。
核抽提物是怎么准备的呢?首先,融解Hela细胞。我们在这个模块用的细胞都不
是自己长的,而是直接从一个公司Biovest 买来的。据说这个公司有NIH的补贴,
所以价钱不贵。一升media的Hela细胞才要17刀。冻存在-80度的hela泡在有
glycerol的buffer里面,第一件事情就是要用有镁离子的PBS来冲洗几遍。然后用
一种低渗buffer来重悬细胞。这种低渗buffer盐浓度很低,所以由于渗透压的影响,
hela细胞膜会变得比较脆弱。这个时候呢,把重悬的细胞用Dounce 匀浆器处理一
下,把细胞膜弄破。低渗buffer里头虽然盐浓度很低,但也不是没有盐在里面。主要
有两种成分,一个是10mM KCl ,另一个是 1.5mM MgCl2。KCl没有什么好说的,
可以换成NaCl。MgC
r****o
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(十八)凝集素层析
  我们用去垢剂溶解了膜蛋白之后,紧跟着的一步就是用Wheat Germ
Aglutinin(WGA) agarose来部分纯化insulin receptor。WGA是凝集素
(Lectin)中的一种,而Lectin指的是可以与糖基结合的蛋白质。现在常用
来做蛋白质纯化的凝集素绝大部分是从植物中提取出来的。绝大部分膜蛋
白的extracellular domain和分泌蛋白都有N-linked glycan 的糖基修饰。
根据这个性质,用固定有适当的凝集素的beads,比如WGA agarose或
者ConA agarose可以部分提纯膜蛋白。注意,只能是部分提纯,凝集素
层析并不能一步登天,让蛋白质比活力一下子提高上千倍,至多几十倍就
已经很不错了。但尽管如此,凝集素层析是一种很好的办法,因为buffer
条件非常温和,洗脱液是加了糖的buffer,透析什么的也方便,非常非常
适合于和其他层析方法偶连起来用。
纯化膜蛋白用的最主要的两种凝集素是WGA和ConA。谈到这里,
我先向大家介绍一下N-linked glycans。N
r****o
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(二十一)离子交换层析
 做完硫酸铵沉淀以及等电点沉淀之后,下一步就是做离子交换层析
(ion-exchange chromatography)。离子交换层析原理很简单,利用蛋
白质表面的带电基团和resin上带相反电荷的ion exchanger group相互结
合来纯化蛋白。离子交换柱和affinity chromatography一样,属于
absorption/desorption型的层析方法,与gel filtration完全不一样,其中
一个最大的优点是,样品体积可以很大,最后的洗脱样品的体积可以小很
多,这样实际起到了一个浓缩样品的作用。还有一个优点是,离子交换层
析其实不需要柱子,可以用batch 的方法(在离心管里面混合beads和样
品)。当然如果beads量多情况下,batch方法平衡得不是很好,导致
resolution不是很好。这一点我们做实验的时候深有体会,以后的一篇中我
会提到。我们纯化钙调蛋白用了柱子做纯化,原因是因为所用的beads 相
当于Sephadex G-50再加上阴离子交换基团,所以实际上可以看成是
r****o
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(二十三)正相与反相
我们纯化出钙调蛋白之后,就开始进行一些蛋白质化学的分析。主要是蛋
白酶消化,反相HPLC分析,MALDI-TOF质谱之类的分析。我觉得在这个课程
里面加一个质谱分析并不是那么有用,因为基本上只是演示实验,只是讲了讲
皮毛而已。相比之下反相HPLC在蛋白质纯化中要重要得多。
HPLC的全称是High Performance Liquid Chromatography (高效液
相色谱),这个名称听起来好像很尖端的样子,其实HPLC组成部件非常简单,
主要是三部分,泵,柱子,和UV monitor。反相HPLC跟一般的色谱的一个显
著不同是压力。为了保证纯化蛋白的分辨能力,反相HPLC柱的matrix材料颗
粒非常精细,所以必须施加很大的压力才能跑得动柱子。相比之下,反相HPLC
所需压力比一般gel filration柱子压力大十倍都不止。反相HPLC的分辨度十分
惊人,远远超过其他色谱方法。分辨度高到什么地步呢,我举一个自己的例
子。我原来在E.Coli里面表达EGF repeat,大概有7到8KD的样子,然后用体
外反应加上一个fuc
e********r
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我们用最常用His tag + Ni-NTA(未加detergent)纯化到了一个可溶的细菌膜蛋白(
pET30a, 两个跨膜区)。虽然量很少,但有活性。Western blot和MS都鉴定该蛋白是正
确的。我们用这个蛋白做了论文里所有的实验。诱导条件是12度,24小时,0.5 mM
IPTG。
论文审稿后问题不大,但有个审稿意见让我们说明一下是“怎么纯化得到膜蛋白的”。
我猜专家是做蛋白结构的所以觉得很意外,但我怎么回答他比较合适呢?总不能说“我
纯化到了,所以我纯化到了吧”,这样审稿人会发怒滴,呵呵。请各位给个合理的建议
,谢谢。
e********r
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我们用最常用His tag + Ni-NTA(未加detergent)纯化到了一个可溶的细菌膜蛋白(
pET30a, 两个跨膜区)。虽然量很少,但有活性。Western blot和MS都鉴定该蛋白是正
确的。我们用这个蛋白做了论文里所有的实验。诱导条件是12度,24小时,0.5 mM
IPTG。
论文审稿后问题不大,但有个审稿意见让我们说明一下是“怎么纯化得到膜蛋白的”。
我猜专家是做蛋白结构的所以觉得很意外,但我怎么回答他比较合适呢?总不能说“我
纯化到了,所以我纯化到了吧”,这样审稿人会发怒滴,呵呵。请各位给个合理的建议
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我们用最常用His tag + Ni-NTA(未加detergent)纯化到了一个可溶的细菌膜蛋白(
pET30a, 两个跨膜区)。虽然量很少,但有活性。Western blot和MS都鉴定该蛋白是正
确的。我们用这个蛋白做了论文里所有的实验。诱导条件是12度,24小时,0.5 mM
IPTG。
论文审稿后问题不大,但有个审稿意见让我们说明一下是“怎么纯化得到膜蛋白的”。
我猜专家是做蛋白结构的所以觉得很意外,但我怎么回答他比较合适呢?总不能说“我
纯化到了,所以我纯化到了吧”,这样审稿人会发怒滴,呵呵。请各位给个合理的建议
,谢谢。
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(三) 不溶的sigma32
四月六号早上,我们开始了第一模块的实验,Burgess教授负责。这老兄研究了一辈子E.Coli的RNA polymerase。E.Coli RNA polymerase 核心酶是一个蛋白质复合体,只有合成RNA的活性,却没有
识别DNA的能力。Sigma系列因子能够识别启动子, 并且与核心酶结合,从而实现转录。我们这个实验
的核心主角就是其中一个因子,叫sigma32。Sigma32可以识别heat shock genes的启动子。Sigma 32
过表达在大肠杆菌里面的时候,绝大部分形成了不溶的包涵体(inclusion body),我们的任务就是要用变性
剂溶解变性不溶的蛋白,然后做重折叠。
所有的buffer几乎都已经配好了
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(五)"万金油"buffer
Dr. Burgess 这人特有意思,喜欢吹嘘他发现的小trick。比如,他得意说他是全美国最早用
coomassie blue染蛋白胶的人。据他说,六几年的时候他看到一个澳洲的老兄的一片文章,讲述
一种新奇的染料叫考马市亮蓝, 比当时流行的染料amido black灵敏十倍以上。所以他就写了一
封信要了一些,结果效果奇好。我们听得都目瞪口呆。
不过Burgess最自豪的,还是他的“万金油”buffer。他告诉我们说,他几十年了,总喜欢用这
个buffer的配方,什么蛋白都喜欢这种buffer, 可以说到了包治百病的神奇地步。尽管他吹得神
乎其神,配方却十分简单。这个buffer叫TGE,就是Tris, glycerol 和 EDTA。配方
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(六)兴风作浪的乳糖(lactose)
晚上每天都有人做报告,我觉得让我收获最大的是Bill Studier的报告。本来这个报告是后来才听到的,
但是由于Burgess的模块是唯一的涉及大肠杆菌钟表达蛋白的,我把这一段提前来说说。Studier这老哥是
Brookhaven National Laboratory的,一生研究T7 噬菌体,也是T7 RNA polymerase induction
system(pET 系列质粒)的发明者。
T7 系统在大肠杆菌表达蛋白的应用实在太广泛了,但凡表达蛋白的兄弟姐妹们的不可能不知道这个
系统。长话短说,pET系列的质粒都用T7 promoter来控制基因的表达。T7 promoter只能被T7 RNA
pol
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标 题: 从纯化到星辰---CSH蛋白质纯化课侧记(八)
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(八)”液体DEAE“
 绕了这么大一圈,现在再回到第一个模块的实验来。前面提到Dr.Burgess要我们
试Gudn HCl溶解sigma32之后的重折叠,结果很糟糕。我们接着试了用sarkosyl做
变性剂的蛋白重折叠。步骤和前一个类似,只是这一次是突然稀释至25倍体积。效果
好了很多,至少没有浑浊现象了。接着我们用Poros HS 50,一种阳离子交换柱,
来把可溶的sigma 分离了出来。为什么这一次用Poros HS 50 而不是前面用的阴离
子交换柱呢?因为sarkosyl带负电,会与阴离子交换柱结合得很好。再加上sigma32
很奇怪,既有负电的表面,又有带正电的表面,所以可以用阳离子交换柱。值得一提
的是绝大部分蛋白质都是偏酸性,所以阴离子交换柱用
r****o
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(十四)anfinsen的疑虑
跑完sephacryl柱子,组分就可以过DNA affinity column。DNA affinity column虽然很重
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核
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高出一
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是一
个诺贝尔奖获得者,可以说是蛋白质折叠研究的老祖宗。他主要贡献是通过研究ribonuclease 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生一
个project是从葡萄球菌里面提取大量核酸酶,然后研究enzyme-inhibitor interaction。这个纯
化可是很麻烦的事情,用gel filtration, ion-exchange, hydrophobic interaction, 效率都很
低。有人可能会问,怎么不在E.Coli
r****o
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28
本文献给YL
(十九)MDA-BF-1的启示
凝集素层析实际操作起来很简单,跟过简单的Ni柱子一样。拿到洗脱
的蛋白之后,我们就着手开始测活,分析纯化的效率和倍数。胰岛素受体
不是酶,所以测活是利用胰岛素与受体的特异结合。具体的测活步骤非常
简单,就是把I-125标记的胰岛素和纯化的组分混合然后孵育一段时间。然
后加PEG(Poly ethylene Glycol ) 6000沉淀胰岛素受体,而游离的胰岛
素不会被沉淀下来。说到PEG沉淀,Dr.Lin讲了她自己闹的一个笑话。是
这样的,她实验室发现了一个蛋白质因子 MDA-BF-1。这个因子对Osteoblast
(成骨细胞)的增长有促进作用。然后呢,她就想把这个因子的受体给找
出来。首先一步呢,就是得有一个测活方法。所以她就比照insulin
receptor的测活方法而设计了一个方法, 其中连PEG沉淀都是一样的。
结果呢,这个测活试验完全失败了。问题出在PEG沉淀这一步。PEG作
为一种多元醇,可以想像为一种“分子海绵”,可以吸附水分子。这样样
品中蛋白的有效浓度实际变大了好多,容易出现聚集然后沉淀的现象
r****o
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(二十二)失败中的启示
  离子交换层析之后是最后一步纯化,疏水作用层析(hydrophobic
Interaction Chromatography, HIC)。HIC和硫酸铵沉淀是同一个原理。
蛋白质表面有一些疏水区域,如果在蛋白质样品溶液里面加足够的盐,
就会与这些疏水区域争夺水分子。没有了足够的分子,这些疏水区域倾向
于与其他疏水区域结合。HIC的beads上衍生有非极性基团,可以与蛋白
质的疏水区域结合,这样蛋白质就能bind到柱子上。要想把蛋白质洗脱
下来,则要用低盐缓冲液冲洗,盐浓度下降之后蛋白质与柱子的疏水相互
作用也被削弱,所以能被冲洗下来。由于HIC要求样品的起始盐浓度很高,
所以特别适于作为硫酸铵沉淀或者离子交换层析后续步骤。因为硫酸铵沉
淀(无论是上清还是沉淀)和离子交换层析的产物,盐浓度都非常高,如
果直接再跑HIC,不但省了透析脱盐的一步,还进一步纯化了蛋白。现在
常用的HIC resin上的疏水基团有两种,一种是Phenyl 另一种是Octyl。比
较而言,Octyl group更加疏水一些。我们这一次的实验中用的是Phenyl
se
r****o
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30

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(二十四)尾声
蛋白质纯化第十三天,也就是最后一天的时候,大家基本上都松弛了
下来,开始准备狂欢。先是每人发了一件纪念T shirt,然后在CSHL的酒
吧里面开酒会,再接着就是龙虾宴。不过气氛最热烈的还是龙虾宴之后
的诗会。诗会我还是第一次碰到,要求每人写一首跟蛋白质纯化有关的
诗,并且当众朗读,场面十分热闹和搞笑。我好不容易写了一首,是这
样的:
My protein
My protein used to be wild,
Like a naughty child,
He likes to play seek and hide,
which makes me feel really tired,
But now I can find him no matter it is day or night,
Because from Dick, Al, Sue-hwa and Constantin,
I have learned how to Purify!
诗会之后,绝大部分同学和老师都在活动室打乒乓球
l*********g
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31
我这个蛋白大概60多kd,在pet29a上表达还可以。现在我在大概22-23aa那里突变出了
个bamhi位点,然后呢插进去一个15aa的avi-tag,策序什么的都正确,可是表达和纯化
出了问题。
在BLR(DE3)里面表达,只有一次纯化到了我的蛋白,后来就是重复不出来,至少有四
五次了,我检查诱导前后的带,也没有发现明显的表达带,但是即使在我纯化到了蛋白
那次也没有看到明显表达带。我怀疑质粒丢失,但是在overnight培养后也提到了
plasmid,现在真的找不到什么原因了。 以前大概相似蛋白在同样载体上,随便一表达
,至少可以看到一条表达的带,但是现在什么也没有了。我在想即使蛋白折叠不好,但
是至少肽链在那里,电泳也应该看到的,除非它被彻底讲解了,真是郁闷啊。请高手指
点!!
a*****3
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想请教纯化蛋白的专家几个问题
1,用Ni-NTA亲和层析柱纯化蛋白,收集到的样品是带有完整的6xhis序列的蛋白
还是洗的时候被洗脱了。
2,有没有人碰到过纯化蛋白没有活性的情况?听说还是很有可能的。
3,如果有可能失活,哪类蛋白比较容易过柱后失去活性呢?
先谢谢了
m********r
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来自主题: Biology版 - 一个未知蛋白的的纯化疑问
版上牛人多,上次的菌落PCR感谢各位已经解决,现在有个新蛋白纯化的问题,快半年
了始终没解决,特上来求救:
是一个粘菌中的小蛋白13KD左右,遗传学认为在信号通路里起抑制作用。表达用His-
GB1-tag大约50%可溶。GST差不多的样子。GB1的表达量大很多。可是纯化总是有问题,
在100%的buffer B (300mM咪唑)下来,总是还有很多别的杂蛋白,这些杂蛋白似乎洗
不干净。过个Gel filtration 也分不开。
这个蛋白确实知道的很少,BLAST就出来10个左右,第三个e-value已经是1.5了。我怀
疑是降解得问题,因为去预测结构的时候,只有后面的70个氨基酸给了预测的结果,前
面都没结果,而且这段结构也是loop居多。而且纯化过程是分子量比它小的杂蛋白。但
是我加了蛋白酶抑制剂,没啥作用。
在黏菌的基因组中,它是跟另一个蛋白在一块的,我可以尝试共表达他们两个,但问题
是,我们的目的是验证这两个蛋白的相互作用,如果这样,我得到了稳定的蛋白
complex,再怎么分开他们呢?
确实很头大,眼看着这个蛋白拿不到,(另一个蛋白早就拿到了,HSQC也有了)想做的
蛋白相... 阅读全帖
C*******e
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来自主题: Biology版 - 一个未知蛋白的的纯化疑问
你把这个蛋白跟另外一个共表达,一个有tag,一个没有
如果出来complex,(native gel, SEC),不是也是一个他们相互作用的证据么?
另外你his-tag纯化的时候wash buffer里面离子浓度多少?
还有如果实在不行,可以denature条件下纯化这个蛋白
13 kDa这么小,重折叠不是什么大问题
另外既然怀疑这个蛋白二级结构也不多,不如试试你的GST-tag的那个
虽然一开始表达的少
但大不了多摇点菌
GST应该可以帮助稳定这个蛋白
前70aa没有什么可以预测的二级结构的话正好可以在GST-protein里面当linker
纯化好了蛋白再把GST切掉(我假设你的fusion protein是有特异性蛋白水解酶酶切位
点给你切GST的)
l*****5
发帖数: 197
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大家好,现在遇到一个问题不知道怎么解决,希望在此得到帮助,不甚感激!
我用recombinent protein 做一个in vitro assay,最终希望得到一个比较纯,浓度比
较高的dimer,所以一个是His tag,另外一个是GST tag,计划用两次纯化得到最终产
物,其间涉及到另外三种enzyme,实验室以前别人做的,都是His tag。
按理说,整个反应的过程没有多大难度,有一些文章也有receipe,但因为我需要的是
最终的产物,然后再接着往下做别的,所以希望能做的多一些,也需要浓度大一些。但
我已经试了3、4次了,基本上每次做都会缓慢的出现絮状的沉淀,就好像蛋白变性的那
种感觉,会不会是我用的反应浓度比paper上的浓?但我需要的量比较大啊。。。lab以
前的师兄做过,效果还可以,我的浓度是他的5倍,而且总体的量也多很多,他以前做
的量都比较少,也不需要纯化之类的,师兄毕业走人了,而且他一直就用比较稀的浓度。
还有,我试着将离心后的上清过Thermo Pierce的glutathione agarose beads,可以看
到蛋白有吸附(有YFP tag),但我最后... 阅读全帖
s********n
发帖数: 2939
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不知道LZ的制备级是指多大量?其实一般3-5ml的柱子就能解决大部分需求了。
我以前一直是GE的忠实用户,整天在ATKA上折腾。现在我全面转向Pierce的柱子了,他
家有0.2, 1 and 3 ml的centrifuged columns,nickle和cobalt都有,都很方便。最大
的优点是可以同时纯化多个蛋白。3 ml的Ni柱子理论可以纯化到>100 mg,Co柱子能到
30 mg.Co柱子非常好,我已经用它一步纯化超过5个蛋白做结晶,全部成功。
m***c
发帖数: 177
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Tag的作用是用来提纯。对于产量低、纯化困难的旦白是有效的。但是对于production
level来说,还要考虑单位产量的问题,除纯度外。有Tag的就需要増加纯化部骤,因此
就会增加纯化过程中的损耗。
h*******u
发帖数: 126
38
请教各位大牛,我们用CRISPR/CAS9腺病毒敲除基因,在纯化之前的检测PCR和T7EN1有
效果,而用腺病毒纯化试剂盒纯化以后,就不能够切割DNA了?试了两种不同的试剂盒
都是这样,着急死了,怎么回事呢? 谢谢各位!
e*****i
发帖数: 149
39
我其实是搞生物 的,要用到很多小分子化合物做药理实验
sigma卖得贵死
其他卖的也不便宜
据说sigma都是 买国内的便宜货,然后自己有一个很好的纯化系统,过一下纯化系统就
ok了。然后就 卖得死贵。
是这样的吗?
h******g
发帖数: 600
40
【 以下文字转载自 Chemistry 讨论区 】
发信人: hawkping (鹰平), 信区: Chemistry
标 题: 请问:低分子量的PEG如何纯化。谢谢了。
发信站: BBS 未名空间站 (Tue May 13 23:36:47 2014, 美东)
通过EDC coupling合成了一个双功能化的PEG,PEG分子量很低,只有900左右,反应
后用沉淀法纯化,用冷冻乙醚作溶剂,每次沉淀出来的都是油状物,沉淀了五次。打核
磁,还是一堆杂峰。请问这种低分子量的PEG衍生物有什么好的方法纯化吗?谢谢了。
g*****1
发帖数: 666
41
几点猜测
1.FDA不喜欢带tag的最终产品
2.切掉tag需要工业上生产GM Plevel的蛋白酶,成本和QC难度指数增长
3.现有的process足以应付untag的蛋白药物。
4.工业纯化要大量,快速,低成本,易操作,纯化的步骤简洁,产量高。和实验室里迅
速得到一个蛋白的思路完全不一样。工业纯化中象sizing column是不会或极少出现的
g*****1
发帖数: 666
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几点猜测
1.FDA不喜欢带tag的最终产品
2.切掉tag需要工业上生产GM Plevel的蛋白酶,成本和QC难度指数增长
3.现有的process足以应付untag的蛋白药物。
4.工业纯化要大量,快速,低成本,易操作,纯化的步骤简洁,产量高。和实验室里迅
速得到一个蛋白的思路完全不一样。工业纯化中象sizing column是不会或极少出现的
l****n
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43
来自主题: Piebridge版 - 《爱情的结构与纯化》
《爱情的结构与纯化》
南大出来的穷小子们,大都染上了两个病:理性和理想主义,甚至执拗地把她们带到了
很不适合的领域-爱情。一篇风花雪月的文章也会不由自主的变成了论文的格式,看客
们自当谅解。
晶体生长里有一个方法叫‘区溶发’,是利用温度梯度将杂质去除的方法。其中的关键
在于晶体有趋于完美的热动力学基础,晶格的结构使得杂质被变得不受欢迎,吉布斯自
由能总是趋小。
爱情的自由能极难用公式表达,理论上讲也跟结构有关。我们也可以假定好的结构是取
得高纯度爱情必要条件。
首先是合理的价键结构合理,由于爱情势能的特殊性,我们通常只考虑双原子结构。主
要方面有:
1. 性的和谐和完美。一百年前敢于把这个因素归于第一的人早已经成名了,其
中包括D.H.劳伦斯【1】。最近的研究发现,好的感情这一因素反而占少,而许多失败
的感情都由此而起。严格的相关统计分析,还有待进一步研究。
2. 思想上的沟通与理解。鸡同鸭讲或者talk to a rock是使原子游离的重要原
因。其范畴包括情感,生活,事业上的理解,包容,支持。越能从彼此的交流当中获得
认同,取得动力,更深层次的认识问题,创造... 阅读全帖
a*******c
发帖数: 39
44
ft 这些 trick 也太简单了,蒙外行的,哈哈

国最早用
章,讲述
就写了一
总喜欢用这
他吹得神
样的:
很多蛋
他的
实验室里干,主要是纯化细菌RNA
放冰

活性还

们做。
分成两部
孔10微升,
我们有一
试了所有这
glycerol,这四种
以实时监控折
涂,没有
是hampton
果都很好。
还学到的一
h*d
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【 以下文字转载自 CampusInfo 讨论区 】
发信人: wingzero (wingzero), 信区: CampusInfo
标 题: [12.10晚]纯化信仰,结晶未来——与施一公面对面
发信站: 水木社区 (Fri Dec 4 01:23:17 2009), 站内
纯化信仰,结晶未来
——与施一公面对面
从醉心科研到躬身桃李,圆教书育人梦;
自普林斯顿到水木清华,怀朴素爱国情。
他是焦点,是期盼,是浩瀚学海绽放的夺目光芒。
他有担当,有胸怀,是纯正信仰凝成的闪耀结晶。
昨日寒窗学子,今日学界精英,他一路游刃奋勇,建树生物,深探结构,硕果累累。
任教普林斯顿,投身祖国科研,他放弃优厚条件,不问得失,毅归清华,另辟天地。
心系天下大任,悉心树德树人,他研究执教并重,践行爱国,传播信念,培育精神。
连他的名字,都包含着“施德育人,一心为公”的深切寓意。
他,就是施一公。
施一公教授是世界著名结构生物学家,海外华人生命科学界的领军人物。清华大学
生物学与技术系1985级校友,1995年获美国约翰霍普金斯大学医学院生物物理专业博士
学位。他是普林斯顿大学分子生物学系历史
r****o
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46
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(二)同学和老师
冷泉港的《蛋白质纯化与鉴定》培训班历史相当悠久,从1989年开始每年都开课,到今年是第十六次。每
年都是四月初开始,持续两个星期。值得一提的是,冷泉港有相当多的培训班和会议,是一个科学家交流和
学习的中心。这是冷泉港享有盛名的最主要原因。
2004年底, 我下定决心上这门课,于是递交了申请。二月份的时候的到消息,我被录取了,并且还有
1000刀的tuition waiver。可我还是高兴不起来,因为还得解决1600刀(学费一共2600刀)。老板人很nice,
但是他实在没钱了,所以我只好咬咬牙自己套腰包解决了,去年的退税就这样全搭进去了, 欲哭无泪啊。
四月五号下午我赶到冷泉港,办完登记手续后被告知晚上七点全体开会,与教员和同学见面。老师一共有四
个,每人负责一个模块的实验,持续三天时间, 每个老师都有一两个助手帮忙。学生则一共有16个,分成四
组,轮转式的做完四个模块。我这一组其他三个人是:来自colorado Boulder 的chad,做有丝分裂的;来自
Princeton的Adam,做海洋生物学的。Chad和Adam都是博士后。第三个是来自丹
r****o
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本文献给YL
(七)古怪的CDC6
 这里再给大家讲一个在大肠杆菌中表达蛋白质的例子,一个很夸张的例子,但是很有启发性。
Bruce Stillman 是冷泉港的现任主管,是一个绝对的牛人。不但科学做得很好,而且还很爱
国。他是澳洲人,在美国待了N年,却从没有加入美国国籍,所以他只是外籍院士。我们的晚间报
告有一个是他作的。他主要研究真核生物的DNA复制。这是一个到现在为止都没有完全弄明白的领
域。在报告里面,他特别提到了表达纯化CDC6蛋白的经历,我觉得十分有意思。这个蛋白, 用他
的话说,是"a pain in the ass"。
 CDC6是干什么的呢?这要从ORC说起。真核生物的DNA有多个复制起始位点(replication
origin),ORC(Origin Replication Complex)是一个很大的蛋白复合体,可以识别这些复制起始位
点。ORC在整个细胞周期里面都是与DNA结合的。在G1期里面,CDC6这个蛋白会与ORC结合,同
时让MCM(DNA解旋酶)也装载到ORC上,形成一个pre-replication protein complex。这个co
r****o
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48
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(九) 沉淀,沉淀,沉淀
上一部分我匆匆提到了用硫酸氨沉淀来去掉PEI(Polyethyleneimine)的步骤。
不常做生化的同学可能对硫酸氨沉淀的方法不熟悉。但其实这种沉淀是蛋白质纯化中
及其重要的一种方法。说实话我过去也很少接触,但是在这个课里面,四组实验中有
三个都用到了这个方法,可见其重要性。
硫酸氨沉淀是怎么做的呢?其实很简单,把磨细了的硫酸氨粉末往样品溶液里
倒就行了,蛋白就会相继沉淀下来。由于不同的蛋白,在不同的硫酸氨浓度下被分
别沉淀下来,这种方法把蛋白质样品粗粗的分离一下。这种方法对大量样品尤其好
用,因为比较方便快捷便宜。硫酸氨沉淀的优点是什么呢?最大的优点是这东西虽
然能让蛋白质沉淀下来,但是不会让蛋白质变性,所以沉淀下来的蛋白质一般可以
重新溶解。
其实沉淀蛋白质的方法有很多种,但是对于娇贵的蛋白质来说,很多常用方法
都太harsh了。我举两个例子把:TCA沉淀大家都熟悉的。TCA是个强酸,施放出
来的质子中和了蛋白质的负电荷,只留下正电荷与TCA形成不溶物,从而变性。
丙酮沉淀,通过改变介电常数来降低蛋白质的溶解度,从而沉淀,
r****o
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(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
p*****n
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来自主题: Biology版 - [合集] 请问纯化蛋白质系统
☆─────────────────────────────────────☆
elity (elity) 于 (Sun Feb 4 12:10:55 2007) 提到:
实验室要新添一台纯化蛋白质的仪器,不知道大家觉得什么样的较好。现在在考虑的有
: ActaPrime, BioRad 的 BioLogic DuoFlow, 以及ISCO的Foxy。不知道大家有什么建
议。 谢谢。
☆─────────────────────────────────────☆
anoia (阿诺) 于 (Sun Feb 4 12:16:28 2007) 提到:
FPLC?

☆─────────────────────────────────────☆
goodpop (姚期智老师对我说不要自满) 于 (Sun Feb 4 15:09:47 2007) 提到:
蛋白纯化系统还是akta系列最好
有钱就买purify,甚至explorer
钱不够就FPLC
prime这种破烂货就别要了
你要是买了prime,大部分prepacked columns就别想用了
只要钱
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