王琳 楊曉勤 陳云
[摘 要] 為了改進(jìn)水稻葉片蛋白的雙向電泳分離方法,采用雙向電泳法分離水稻葉片蛋白,比較和分析了兩種上樣量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。改進(jìn)的上樣量靈敏度高,分離條帶多且清晰,表明改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法可以得到更為靈敏、清晰的圖譜,能更好地適應(yīng)和促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。
[關(guān)鍵詞] 實(shí)驗(yàn)教學(xué);改進(jìn);雙向電泳;葉片
[中圖分類號(hào)] Q503? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324(2020)41-0383-02? ? [收稿日期] 2020-04-02
目前,雙向電泳技術(shù)是研究蛋白組學(xué)十分重要的技術(shù)手段,特別是以固相pH梯度等電聚焦為第一向的雙向電泳技術(shù)是當(dāng)前分辨率最高,信息量最大的電泳技術(shù)。它具有結(jié)果直觀,分辨率較高,信息量大,技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn),因此,此實(shí)驗(yàn)也成為本科生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。
在雙向電泳中,上樣量大小取決于樣品中蛋白質(zhì)的種類、數(shù)目、檢測(cè)方法的靈敏度及膠條的pH梯度范圍和長(zhǎng)度。不同樣品中蛋白的種類、數(shù)目有一定差異,所以在檢測(cè)方法相同,一向IPG膠條pH梯度范圍和長(zhǎng)度相同的條件下,不同樣品的蛋白上樣量有差異。為了獲得一個(gè)分辨效果好和重復(fù)性好的雙向電泳圖譜,得到質(zhì)量高的水稻葉片蛋白電泳分離效果,找出合適的蛋白上樣量很重要。作者在使用雙向雙向分離水稻葉片蛋白實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)方法時(shí)發(fā)現(xiàn),根據(jù)原來(lái)的蛋白上樣量分離的蛋白斑點(diǎn)較少且模糊。為了提高水稻葉片蛋白的電泳分離效果,本文對(duì)此進(jìn)行了探討。
一、方法
(一)常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法
首先采用三氯乙酸-丙酮法提取水稻葉片蛋白。將葉片研磨至葉片成粉末狀,加入溶液A(10%三氯乙酸(TCA)和0.07%β-巰基乙醇的預(yù)冷丙酮溶07%β-巰基乙醇的冰預(yù)冷丙酮溶液)懸浮沉淀。4℃,11000rpm離心15min,棄上清,重復(fù)兩次,將最終得到的沉淀真空冷凍干燥,然后用Bradford法測(cè)定蛋白質(zhì)含量,最后通過(guò)雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳分離水稻葉片蛋白。稱取一定量的水稻葉片凍干樣品,溶于裂解液中(7mol/L尿素,2mol/L硫脲,4%CHAPS,2%IPG buffer 4-7,1%DTT),樣品超聲波處理五次,每次3-5s,間隔3s,于冰水中裂解30min,14000rpm離心20min,取上清,再離心,取上清,以充分去除雜質(zhì),獲得的蛋白樣品除少量用作濃度測(cè)定外,其余進(jìn)行分裝,于-80℃保存。每次用之前,將分裝的蛋白樣品取出,室溫下解凍,根據(jù)所需總的蛋白質(zhì)質(zhì)量取一定體積的蛋白樣品,分別加入相應(yīng)水化液(7mol/L尿素,2mol/L硫脲,2%CHAPS,0.4%DTT,0.5%IPG buffer pH4-7或pH3-10),終體積為350μL,再加入微量溴酚藍(lán)振蕩混勻,2000rpm離心1min,將含樣品的水化液均勻地加到水化盤(pán)中。第一向等電聚焦時(shí),取pH4-7L,18cm干膠條,去掉保護(hù)膜,準(zhǔn)備水化。把干膠條膠面朝下置于水化盤(pán)中水化,加入IPG覆蓋液使整個(gè)IPG strip被覆蓋。水化時(shí)間為10-12小時(shí),溫度20℃。取出水化好的膠條,膠面朝上置于持膠槽中,膠條正負(fù)極與持膠槽正負(fù)極要一致,并使膠條與持膠槽兩端電極充分接觸,加適量IPG覆蓋液覆蓋整個(gè)IPG strip。水化前把樣品液加入水化液中。再根據(jù)合適的電泳參數(shù)進(jìn)行等電聚焦。等電聚焦結(jié)束后,取出膠條,加入平衡液A(6mol/L尿素,0.05mol/LTris-HCI,2%SDS,30%甘油,0.1%DTT,0.002%溴酚藍(lán))振蕩平衡15 min,再換平衡液B(6 mol/L尿素,0.5mol/L Tris-HCl,2%SDS,30%甘油,0.4%碘乙酰胺,0.002%溴酚藍(lán))振蕩平衡15 min,取出膠條輕輕潤(rùn)洗,并去除多余的平衡液,準(zhǔn)備第二向電泳。采用分離膠濃度為12.5%的連續(xù)SDS-PAGE垂直平板電泳。將已平衡好的第一向膠條置于第二向凝膠的上方,排除氣泡,使二者緊密接觸。用1%瓊脂糖凝膠封固膠條,接通電源,以15℃循環(huán)水浴冷卻。15mA/塊膠恒流電泳30min,待溴酚藍(lán)前沿移至分離膠中后,再增大電流至30mA/塊膠,待溴酚藍(lán)前沿距凝膠板底0.5-1cm處,終止電泳。電泳結(jié)束后,將凝膠浸泡于固定液(40%無(wú)水乙醇,10%冰乙酸)中固定30min或過(guò)夜,倒去固定液,以雙蒸水洗4次,每次15min,然后在染色液(0.12% CBB G-250,10% ammonium sulfate,10% phosphoric acid and 20% methanol)中染色3~4小時(shí),用蒸餾水漂洗數(shù)次,再用脫色液脫色30min,然后用蒸餾水漂洗數(shù)次直至背景顏色淺淡,蛋白質(zhì)點(diǎn)清晰即可,掃描儀掃描膠圖。具體方法參照王[5]等。
(二)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)
常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法中的蛋白質(zhì)樣品上樣量為100ug。改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法中蛋白質(zhì)樣品上樣量為150ug。
二、結(jié)果與分析
本實(shí)驗(yàn)比較了100μg和150μg兩個(gè)上樣量的雙向電泳分離水稻葉片蛋白效果,圖1(a)上樣量為100μg,圖1(b)上樣量為150μg,雖然圖1(a)的背景較淺,但蛋白斑點(diǎn)明顯少于圖1(b),很多低豐度蛋白在圖1(a)中無(wú)法檢測(cè)到,而圖1(b)中蛋白斑點(diǎn)相對(duì)較多,圖1(a)中清晰的蛋白斑點(diǎn)在圖1(b)中進(jìn)一步加深,有些圖1(a)中檢測(cè)不到的點(diǎn)在圖1(b)中檢測(cè)到了。因此150μg的上樣量比100μg的上樣量更適合水稻葉片蛋白的雙向電泳分離。
三、討論
上樣量大小對(duì)雙向電泳總的蛋白質(zhì)的覆蓋率有很大的影響??刂坪蒙蠘恿?,可以得到令人滿意的雙向電泳圖譜,提高重復(fù)性,并有利于后續(xù)的進(jìn)一步分析。上樣量太小會(huì)造成蛋白點(diǎn)稀少,上樣量太大會(huì)造成一向等電聚焦時(shí)電流太大,使得第一向電泳無(wú)法達(dá)到最佳分離效果;第二向電泳中出現(xiàn)嚴(yán)重拖尾等現(xiàn)象,對(duì)結(jié)果分析有很大影響。改進(jìn)的上樣量更有利于獲得蛋白數(shù)量多、背景清楚、靈敏度高的凝膠圖像,更適合雙向電泳分離水稻葉片蛋白的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
四、結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)方法克服了雙向電泳分離水稻葉片蛋白傳統(tǒng)方法的一些不足,如用100ug的上樣量改進(jìn)為150ug的上樣量,得到了更為靈敏、清晰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更好地適應(yīng)和促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,也有利于其他老師從中得到啟發(fā)。
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