(莆田學(xué)院醫(yī)學(xué)院,福建莆田351100)

藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)探討

吳志鵬,林麗彬,柯益彬,李春來

(莆田學(xué)院醫(yī)學(xué)院,福建莆田351100)

探討藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的必要性和可行性,通過理論和實(shí)踐證明,一種自制膠條的雙向電泳實(shí)驗(yàn)技術(shù)適合在藥學(xué)本科生中進(jìn)行推廣。

藥學(xué)本科生;自制膠條;雙向電泳;必要性;可行性

目前國內(nèi)高校藥學(xué)本科階段尚無開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的報(bào)告。主要是因?yàn)槌Ｒ?guī)的雙向電泳所需的儀器和試劑價(jià)格不菲,對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員也有較高要求。這些客觀的條件限制了雙向電泳實(shí)驗(yàn)在藥學(xué)本科階段的普及。然而雙向電泳技術(shù)對(duì)于從事藥學(xué)專業(yè)特別是本科及以上的人員具有重要意義。本文就藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的必要性和可行性進(jìn)行初步探討。

1 藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的必要性

1.1 單向電泳技術(shù)難以鑒定藥用蛋白或藥物靶蛋白

單向電泳技術(shù)往往只利用蛋白質(zhì)的某一性質(zhì)進(jìn)行電泳分離。這種技術(shù)分辨能力很有限。如聚丙烯酰胺凝膠電泳在最多也只能分辨幾十個(gè)不同的條帶。對(duì)于分子量相近,等電點(diǎn)不同的蛋白質(zhì),單用電泳是無法把它們分離開來。同樣,單用等電聚焦電泳對(duì)于等電點(diǎn)相近,分子量不同的蛋白質(zhì),也無法把它們分離開來。

1.2 雙向電泳技術(shù)

雙向電泳技術(shù)是1975年由O’Farrel等建成,他將等電聚焦電泳和SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳聯(lián)合組成雙向電泳,分別利用蛋白質(zhì)等電點(diǎn)和分子量不同進(jìn)行分離。O’Farrel用這一技術(shù)對(duì)E.coli的蛋白抽提物分析,分離得到了1100蛋白斑點(diǎn),遠(yuǎn)優(yōu)于單向凝膠電泳[1]。目前雙向電泳已成為蛋白質(zhì)首選的分離技術(shù)。

1.3 雙向電泳技術(shù)能夠較好地發(fā)現(xiàn)藥用蛋白或藥物靶蛋白

我們知道蛋白質(zhì)作為機(jī)體功能的直接執(zhí)行者,無疑是與疾病或抗病相關(guān)的主要分子。通過比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的蛋白質(zhì)的雙向電泳圖譜,可找到尋找一些疾病相關(guān)標(biāo)志蛋白質(zhì)、藥用蛋白或藥物靶蛋白。已有的研究證實(shí)這種方法是可行的,如練惠輝等[2]對(duì)比分析了膽管癌病人和正常健康對(duì)照組血清蛋白的雙向電泳圖譜,找到了8種差異蛋白與膽管癌密切相關(guān)。馮鉅濤等[3]采用雙向電泳-質(zhì)譜技術(shù)從血清樣品中篩選出7種蛋白與肝癌相關(guān)。對(duì)于一個(gè)藥學(xué)本科生來說,掌握雙向電泳實(shí)驗(yàn)技術(shù),不僅鍛煉實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,同時(shí)將更好理解雙向電泳技術(shù)在藥學(xué)上的運(yùn)用價(jià)值。目前,以雙向電泳為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到藥學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,如蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與藥物作用新靶點(diǎn)研究[4],蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在藥物肝毒性研究中的應(yīng)用[5]。雙向電泳技術(shù)篩選乙肝患者血清中標(biāo)志蛋白[6]等。因此,能否比較系統(tǒng)掌握雙向電泳實(shí)驗(yàn)技術(shù)無疑對(duì)一個(gè)藥學(xué)本科專業(yè)的學(xué)生具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

2 藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的可行性

2.1 藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的目的

由于雙向電泳存在實(shí)驗(yàn)周期較長,所需的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑價(jià)格不菲的問題,大大地限制了雙向電泳實(shí)驗(yàn)在本科階段的開展。藥學(xué)本科生開展雙向電泳的目的主要是希望學(xué)生通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),初步掌握雙向電泳原理和技術(shù)路線,理解雙向電泳技術(shù)在藥學(xué)上的巨大運(yùn)用價(jià)值,為他們將來就業(yè)或進(jìn)一步深造打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。因此對(duì)藥學(xué)本科生開展雙向電泳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分辨率和重復(fù)性不需要達(dá)到科研的水平。

2.2 藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)的方法

目前用于科研項(xiàng)目的多數(shù)雙向電泳中,第一向等電聚焦電泳都是去購買商品化的IPG干膠條來進(jìn)行樣品分離,雖然其分辨率和重復(fù)性比較好,但價(jià)格不菲,同時(shí)配套的儀器設(shè)備較昂貴,對(duì)試劑要求也很嚴(yán)格。一般實(shí)驗(yàn)室難以承受,限制了雙向電泳技術(shù)的普及。考慮到藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c科研項(xiàng)目不同,我們可以通過自制膠條用于第一向等電聚焦電泳,并對(duì)雙向電泳后的凝膠采用考馬斯亮藍(lán)R-250進(jìn)行染色。通過自制膠條和考馬斯亮藍(lán)R-250染色,可以使整個(gè)雙向電泳實(shí)驗(yàn)成本大為降低,實(shí)驗(yàn)儀器和試劑得到簡化。自制膠條的雙向電泳實(shí)驗(yàn)技術(shù)關(guān)鍵是第一向 IEF管的制作?？蛇x擇干凈的2mL移液管來自制IEF管。利用自制膠條的雙向電泳對(duì)人血清蛋白質(zhì)初步分離表明,自制膠條的雙向電泳技術(shù)也能得到比較高的分辨率,至少比單向凝膠電泳分辨率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。同時(shí),自制膠條成本低廉,靈活性好,可根據(jù)需要制備不同長度不同pH范圍的膠條,所需的設(shè)備和試劑比較簡單,適合藥學(xué)本科生使用。下圖是利用自制膠條的雙向電泳技術(shù)對(duì)人血清蛋白質(zhì)的分離圖譜。

圖1 人血清自制膠條的雙向電泳圖譜

3 結(jié)論

通過上面論證,藥學(xué)本科生開展雙向電泳實(shí)驗(yàn)是有較強(qiáng)的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義,通過自制膠條的雙向電泳實(shí)驗(yàn),不僅大大降低了實(shí)驗(yàn)的成本和難度,而且使學(xué)生動(dòng)手能力得到充分鍛煉,較好掌握雙向電泳原理和技術(shù)路線,以及雙向電泳技術(shù)在藥學(xué)上的運(yùn)用價(jià)值,為他們將來就業(yè)或深造打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]O’Farrell PH.High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins[J].J BiolChem,1975,250(10):4007-4021

[2]練惠輝,韓鵬,邱乒乒,等.膽管癌患者與健康志愿者血清樣品蛋白質(zhì)表達(dá)差異分析[J].中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào),2009,25(4):352-357

[3]馮鉅濤,劉銀坤,Mohamad Radwan Almofti,等.雙向電泳-質(zhì)譜技術(shù)篩選肝癌血清標(biāo)記物[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2005,32(7):673-677

[4]黃春洪,孔毅,段濤,等.蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與藥物作用新靶點(diǎn)研究[J].中國藥學(xué)雜志,2005,40(8):564-567

[5]王瑩,王全軍,廖明陽.蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在藥物肝毒性研究中的應(yīng)用[J].中國新藥雜志,2008,17(4):348-351

[6]吳志鵬,謝志勇,林麗彬,等.雙向電泳技術(shù)篩選乙肝患者血清中標(biāo)志蛋白[I].黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2012,35(1):20-22

R331

A

1008-0104(2012)02-0095-01

2011-11-28)

蒲田學(xué)院科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目,編號(hào)2006Q 014。

吳志鵬(1976～)男,福建莆田人,講師,碩士,主要從事蛋白質(zhì)組學(xué)和免疫研究。