蛋白表達的測定是分子生物學研究中的重要環節,其使用步驟會因所選方法的不同而有所差異。
1.樣品制備
-取樣與均質化:根據實驗需求選取合適的生物樣本(如細胞、組織或培養液上清),通過離心、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雜質干擾。
-定量標準化:使用BCA法或其他蛋白定量試劑盒確定總蛋白濃度,確保后續實驗加樣量的一致性。
2.電泳分離(以SDS-PAGE為例)
-凝膠配制:根據目標蛋白分子量選擇合適濃度的聚丙烯酰胺凝膠,加入SDS使蛋白質帶負電荷并展開為線性結構。
-上樣與跑膠:將處理好的樣品加載至凝膠孔中,在恒定電流下進行電泳,實現按分子量大小的區帶分離。
-轉膜:采用濕轉或半干轉法將凝膠中的蛋白轉移至PVDF/NC膜上,便于后續檢測。
3.免疫檢測(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合位點,減少背景噪音;
-抗體孵育:依次加入一抗(針對目標蛋白)、HRP標記的二抗,通過抗原-抗體特異性結合實現信號放大;
-顯色成像:使用ECL化學發光底物曝光X光片或直接用成像系統采集條帶信息。
4.數據分析
-定量分析:通過灰度掃描軟件對目的條帶與內參(如β-actin)進行光密度比值計算,評估相對表達水平;
-質譜驗證:對于復雜混合物,可切割膠條進行質譜鑒定以確認蛋白身份。
蛋白表達的作用原理:
1.基因克隆與載體構建:將目標蛋白對應的基因序列插入到特定的表達載體中,這個載體通常包含啟動子、終止子等調控元件以及篩選標記。然后,把重組后的質粒或其他形式的載體導入宿主細胞內。常見的宿主包括細菌(如大腸桿菌)、酵母、昆蟲細胞和哺乳動物細胞等。
2.轉錄過程:一旦載體進入宿主細胞,目標基因會在啟動子的作用下被轉錄成mRNA。原核生物中,由于沒有細胞核結構,轉錄和翻譯幾乎是同時進行的;而在真核生物中,轉錄主要發生在細胞核內,之后mRNA才會轉移到細胞質中進行翻譯。
3.翻譯過程:在核糖體的作用下,以mRNA為模板,按照堿基互補配對原則,將遺傳密碼轉換為氨基酸序列,逐步合成多肽鏈,形成具有特定空間結構的蛋白質。
4.后處理與修飾:某些表達系統還能對新生的蛋白質進行翻譯后的修飾,比如糖基化、磷酸化等,這些修飾對于維持蛋白質的功能性和穩定性至關重要。例如,哺乳動物細胞表達系統能夠進行復雜的糖基化和其他類似的修飾,使得到的蛋白更接近天然狀態。