Nil实验室

Western Blot 原理和操作方法（详细）

2007-11-04T02:08:00.000-08:00

Western Blot 原理和操作方法（详细）

工作原理

蛋白质的电泳分离是重要的生物化学分离纯化技术之一,电泳是指带电粒子在电场作用下,向着与其电荷相反的电极移动的现象.根据所采用的支持物不同,有琼脂糖凝胶电泳,淀粉凝胶电泳,聚丙烯酰胺凝胶电泳等.其中,聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)由于无电渗作用,样品用量少(1-100μg),分辨率高,可检出10-9-10-12mol的样品,凝胶机械强度大,重复性好以及可以通过调节单体浓度或单体与交联剂的比例而得到孔径不同的凝胶等优点而受到广泛的应用。

SDS-PAGE是最常用的定性分析蛋白质的电泳方式,特别是用于蛋白质纯度检测和测定蛋白质分子量。

PAGE能有效的分离蛋白质,主要依据其分子量和电荷的差异,而SDS-PAGE(SDS变性不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳)的分离原理则仅根据蛋白质的分子量的差异,因为SDS-PAGE的样品处理液是在要跑电泳的样品中假如含有SDS和巯基乙醇(2-ME)或二巯基赤藓醇(DTT),其可以断开半胱氨酸残基之间的二硫键,破坏蛋白质的四级结构,SDS是一种阴离子表面活性剂即去污剂,它可以断开分子内和分子间的氢键,破坏蛋白质分子的二级及三级结构,并与蛋白质的疏水部分相结合,破坏其折叠结构,电泳样品假如样品缓冲液后,要在沸水中煮3-5分钟使SDS与蛋白质充分结合形成SDS-蛋白质复合物,SDS-蛋白质复合物在强还原剂巯基乙醇存在时,蛋白质分子内的二硫键被打开而不被氧化,蛋白质也完全变性和解聚,并形成榛状结构,稳定的存在于均一的溶液中,SDS与蛋白质结合后使SDS-蛋白质复合物上带有大量的负电荷,平均每两个氨基酸残基结合一个SDS分子,这时各种蛋白质分子本身的电荷完全被SDS掩盖,远远超过其原来所带的电荷,从而使蛋白质原来所带的电荷可以忽略不计,消除了不同分子之间原有的电荷差别,其电泳迁移率主要取决于亚基分子质量的大小,这样分离出的谱带也为蛋白质的亚基。

样品处理液中通常加入溴酚蓝染料, 溴酚蓝指示剂是一个较小的分子,可以自由通过凝胶孔径,所以它显示着电泳的前沿位置,当指示剂到达凝胶底部时,即可停止电泳。

另外样品处理液中也可加入适量的甘油或蔗糖以增大溶液密度,使加样时样品溶液可以沉入样品加样槽底部。

重要参数

①聚丙烯酰胺凝胶(PAG)制备原则:由于孔径的大小取决于单体和双体丙烯酰胺在凝胶中的总浓度(T)以及双体占总浓度的百分含量即交联度(C)决定的,因而制胶之前必须首先知道这两个参数.一般可以由下述公式计算:

T%=(a+b)/m*100%; 和 C%=a/(a+b)*100%

其中: a=双体(bis)的重量 ;b=单体(arc)的重量 ;m=溶液的体积(ml)

②当分析一个未知样品时,常常先用7.5%的标准凝胶制成4-10的梯度凝胶进行试验,以便选择理想的胶浓度.如果蛋白质的分子量已知,可参考下表选择所需凝胶浓度:

蛋白质分子量范围(Da) 适宜的凝胶浓度(%)

<104>

1×104-4×104 15-20

4×104-1×105 10-15

1×105-5×105 5-10

>5×105 2-5

③分离胶:

电泳凝胶浓度

试剂 10% 12% 15% 10% 12% 15%

H2O(ml) 4.0 3.3 2.3 5.9 4.9 3.4

30%丙烯酰胺(T: 30%,C: 3%(ml) 3.3 4.0 5.0 5.0 6.0 7.5

1.5mol/lTris.cl(PH8.8) (ml) 2.5 2.5 2.5 3.8 3.8 3.8

10%SDS(ml) 0.1 0.1 0.1 0.15 0.15 0.15

10%AP(ml) 0.1 0.1 0.1 0.15 0.15 0.15

TEMED(μl) 4 4 4 6 6 6

总体积(ml) 10 15

④浓缩胶

试剂浓度(5%)

H2O(ml) 4 2

30%丙烯酰胺(T: 30%,C: 3%(ml) 1 0.5

1.0mol/lTris.cl(PH8.8) (ml) 1 0.5

10%SDS(μl) 80 40

10%AP(μl) 60 30

TEMED(μl) 8 4

总体积(ml) 6 3

蛋白质的样品制备：

蛋白质的样品制备是Western Blotting的第一步，样品制备是关键步骤，要求尽可能的获得所有蛋白质，应注意以下问题：

1：在合适的盐浓度下，应保持蛋白质的最大溶解性和可重复性。

2：选择合适的表面活性剂和还原剂，破坏所有非共价结合的蛋白质复合物和共价键二硫键，使其形成一个各自多肽的溶液。

3：尽量去除核酸，多糖，脂类等干扰分子。

4：防止蛋白质在样品处理过程中的人为的修饰，制备过程应在低温下进行，以避免细胞破碎释放出的各种酶类的修饰（建议加入合适的蛋白酶抑制剂）。

5：样品建议分装成合适的量，然后冷冻干燥或直接以液体状态置-80℃中保存，但要注意不要反复冻融。

一：准备工作：

一个水浴箱，一台超声装置，组织匀浆器

二：需要的溶液：

裂解液 Laemmli样品缓冲液

三：操作步骤：

1)培养细胞蛋白质样品的制备：

1：胰酶酶解后裂解：

细胞培养至80%左右密度时，以含0.05%胰蛋白酶消化，细胞经预冷的PBS漂洗3次，离心收集在离心管中，加入450μl裂解液反复吹打。

2：皿上直接裂解：

细胞培养至80%左右密度时，细胞经预冷的PBS漂洗3次，加入450μl裂解液，细胞刮刀收集，用移液器转移至离心管中，反复吹打。

以上所得的样品最终用超声细胞破碎仪超声处理，超声时为5S，间歇时间为10S，功率为100-120W至溶液清澈无粘稠为止，处理过程在水浴中进行，后4℃25000g离心1小时取上清或以最大强度超声4次，每次15-30S，在每次超声步骤之间将样品转置水浴中15S，加入Laemmli 样品缓冲液（视蛋白样品浓度，以1：1或1：2的比例混合），强力混匀，样品置100℃水浴箱里水浴加热3-5分钟，10000g离心10分钟，取出清液，将其移入另一洁净试管中，至此，电泳样品已准备就绪。（样品可立即使用也可以分装冻存，-20℃存放的样品可稳定保持数月）。

2)组织样品的制备：

手术切除的组织块迅速置于预冷的0.95生理盐水中，漂洗数次，以清洁表面的血迹，将组织称量后切成几个较小的组织块放入机戒组织匀浆器中，按组织净重，裂解液=1：10的比例，加入相应体积的裂解液进行匀浆，离心收集上清（如有粘稠物可超声处理，具体方法见细胞培养的样品制备，也可以冷冻干燥降解核酸后，将冻干的蛋白质样品溶解在适当的上样 buffer中，混匀后静置3小时使样品中的蛋白质充分的溶解，有5分钟即可，4度离心收集。）加入Laemmli样品缓冲液（视蛋白样品浓度，以1：1或1：2的比例混合）强力混匀，样品置100度的水浴箱水浴加热3-5分钟，10000g离心10分钟，取上清液，将其转入另一洁净的试管中，至此，电泳样品已准备就绪（样品即可立即使用也可也可以分装冻存，-20℃存放的样品可稳定保持数月）。

蛋白质的样品制备：

蛋白质的样品制备是Western Blotting的第一步，样品制备是关键步骤，要求尽可能的获得所有蛋白质，应注意以下问题：

1：在合适的盐浓度下，应保持蛋白质的最大溶解性和可重复性。

2：选择合适的表面活性剂和还原剂，破坏所有非共价结合的蛋白质复合物和共价键二硫键，使其形成一个各自多肽的溶液。

3：尽量去除核酸，多糖，脂类等干扰分子。

4：防止蛋白质在样品处理过程中的人为的修饰，制备过程应在低温下进行，以避免细胞破碎释放出的各种酶类的修饰（建议加入合适的蛋白酶抑制剂）

5：样品建议分装成合适的量，然后冷冻干燥或直接以液体状态置-80℃中保存，但要注意不要反复冻融。

一：准备工作：

一个水浴箱，一台超声装置，组织匀浆器

二：需要的溶液：

裂解液 Laemmli样品缓冲液

三：操作步骤：

1)培养细胞蛋白质样品的制备：

1：胰酶酶解后裂解：

细胞培养至80%左右密度时，以含0.05%胰蛋白酶消化，细胞经预冷的PBS漂洗3次，离心收集在离心管中，加入450μl裂解液反复吹打。

2：皿上直接裂解：

细胞培养至80%左右密度时，细胞经预冷的PBS漂洗3次，加入450μl裂解液，细胞刮刀收集，用移液器转移至离心管中，反复吹打。

2)组织样品的制备：

附：

一：裂解液的制备：

组织裂解液（全细胞蛋提取）：1：Tris-HCL 50mmoL/L PH 7.4

2: Nacl 150 mmoL/L

3: 去氧胆酸钠 0.25%

4：NP-40或Triton-x-100 1%

5: EDTA 1 mmoL/L

6： PMSF 1 mmoL/L

7： Aprotinin 1μg/ml

8: leupeptin 1μg/ml

9: pepstain 1μg/ml

其中:7,8,9作用不持久，要使用前加入。

细胞裂解液：1：NP-40裂解体系：　150 mmoL/L Nacl

1.0%NP-40或Triton-x-100

50 mmoL/L Tris(PH8.0)

2：RIPA裂解体系：150 mmoL/L Nacl

1.0%NP-40或Triton-x-100

0.5%脱氧胆酸钠

0.1%SDS

50 mmoL/L Tris( ph8.0)

二：Laemmli 样品缓冲液配置（1*SDS样品缓冲液）

50 mmoL/L Tris-HCL （PH8.0）

100 mmoL/L DTT

2% SDS

0.1% 溴酚蓝

10% 甘油

此液可以配置成不同的储存液，根据蛋白浓度而定，40C长期保存，用时临时与蛋白液按比例混合，其中DTT应临时加入，以防降解。

蛋白质定量

1)Bradford法:

检测原理: Bradford与蛋白质四级结构,特殊氨基酸结合,由棕色变成蓝色,595nm检测.该方法用于大多数蛋白质的定量是比较精确的,但不使用于小分子碱性多肽的定量,如核糖核酸酶或溶菌酶,去污剂的浓度超过0.2%影响测定结果,如TritonX-100,SDS,NP-40等。

①Bradford法浓染液的配制:将100mg考马斯亮蓝G-250溶于50ml 95%乙醇,加入100ml浓磷酸;然后,用蒸馏水补充至200ml;此染液放4℃至少6个月保持稳定。

②标准曲线蛋白质样本的制备:尽量使用与待测样本性质相近的蛋白质作为标准品,例如测定抗体,可用纯化的抗体作为标准,如果待测样品是未知的,也可用抗体作为标准蛋白,通常在20μg -150μg/100μl之间绘制标准曲线。

③将待测样本溶于100μl缓冲溶液中,该缓冲溶液相同(最好用PBS)

④按照1:5用水稀释浓燃料结合溶液,如果出现沉淀,过滤除去.

⑤每个样品家5ml稀释的燃料结合溶液,作用5-30分钟,燃料与蛋白结合,将由红色变为兰色,在595nm波长下测定其吸光度,注意显色反应不超过30分钟。

⑥根据标准曲线计算待测样品的浓度.

2)Lowry法:

检测原理: 是Cu2+与蛋白作用生成的Cu+与双缩脲试剂形成兰色络合物,菲林试剂增强兰色形成,750nm检测。

①首先,将20g碳酸钠溶于500ml水中;再将1g CuSO4.5H2O和2g酒石酸钠溶于500ml蒸馏水中;将铜/酒石酸钠溶液放在磁力搅拌器上搅拌缓缓加碳酸钠溶液,储存于冰箱中,可稳定保存1年以上。

②Folin-ciocalteu酚试剂

③按体积比1:2:1将铜/酒石酸/碳酸钠,5%SDS和0.8mmol/l NaOH溶液混合,室温下储藏,可稳定保存2周,标明为试剂A ]e{ 9P#r ④按体积比1:5将Folin-ciocalteu酚试剂和H2O混合,室温下储存于琥珀色试剂瓶中,可稳定保存1个月,表明为时机B -hF:Wb~% ⑤用蒸馏水将样本(5-100μg)稀释为1ml,并准备100,50,25,12.5μg /ml,4个浓度的BSA作为标准蛋白。

⑥每个蛋白样品家1.0ml试剂A,混合均匀,在室温下孵育10分钟。

⑦加入0.5 ml试剂B并立即混合, 在室温下孵育30分钟.

⑧在750nm光波长下测定吸光度;根据标准曲线计算样本蛋白质的浓度。

3)紫外分光光度法:

检测原理:是因蛋白质样品在280nm波长下有最大吸光率,最大吸光率主要取决于酪氨酸和色氨酸的存在。

①纯化蛋白质浓度的测定:在280nm波长下读取与适当对照相比较的吸光值。

②对于抗体和BSA,可按照下述标准计算其浓度,对其他蛋白质粗略地估计:1单位吸光值相当于1mg/ml

蛋白质 A280(1mg/ml)

IgG 1.35

IgM 1.2

BSA 0.7

③含有核苷酸的蛋白质溶液浓度的测定:

蛋白质浓度(mg/ml)=A205(27+120A280/A205)

蛋白质浓度(mg/ml)=(1.55*A280)-(0.76*A260)

1)SDS-PAGE设备和材料

①电泳装置（垂直板电泳槽）

②电泳仪（电源）

③振荡器

2）试剂

①丙烯酰胺（电泳级）

②N,N′-甲叉双丙烯酰胺（bis）

③SDS

④TEMED

⑤Tris

⑥过硫酸铵

⑦α-巯基乙醇或DTT

⑧甘油

⑨甘氨酸

⑩溴酚蓝

(11)盐酸

）聚胶前准备：

①配制凝胶储液： T%=30% C%=1% arc:bis=29:1　过滤后4℃避光保存。

②配制浓缩胶缓冲液： 1.0mol/L TrisHCl Ph6.8, 　过滤后4℃避光保存。

③配制分离胶缓冲液： 1.5mol/L TrisHCl Ph8.8, 　过滤后4℃避光保存。

④配制10%SDS

⑤配制10%过硫酸铵（AP）

⑥TEMED原溶液

⑦电泳缓冲液（5×）：Tris 15g+甘氨酸72g+SDS 5g+H2O至1L,临用时稀释5倍至1×SDS电泳缓冲液加入电泳槽中。

4)制胶: 　制胶关键是聚合时间,最好是分离胶聚合控制在分离胶从加入10%AP和TEMED起至开始出现凝胶的时间为15-20分钟（并不是此时已凝聚完全）。对浓缩胶最佳聚合速度为8-10min开始可见聚合，可以通过调节AP和TEMED的加入量来控制，因液体中含有分子氧可抑制凝胶的聚合，故用时可在真空中抽气以排除液体中的分子氧，灌完分离胶后加水以封闭分离胶与外界氧气的结合，总之，要掌握一个原则：即用尽量少的催化剂在最佳时间聚合。

①按比例配制分离胶，轻缓地摇动溶液（8-10下），使激活剂混合均匀，将凝胶溶液平缓地注入两层玻璃极中，再在液面上小心注入一层水或正丁醇，以阻止氧气进入凝胶溶液中，然后静置90min。

②同前按比例配制浓缩胶，但摇动溶液时不要过于剧烈以免引入过多地氧气。吸去不连续系统中下层分离胶上的水分，以连续平稳的液流注入凝胶溶液，然后小心插入梳子并注意不得在齿尖留有气泡，静制90min以上以保证完全聚合。

5)预电泳：将聚合好的凝胶安置于电泳槽中，小心拔去梳子，加入上下槽电泳缓冲液后低电压短时间的预电泳（恒压10-20V,20-30min），清除凝胶内的杂质，疏通凝胶孔径以保证电泳过程中电泳的畅通。

6)加样：预电泳后依次加入标准品和待分析样品，注意加样时间要尽量短，以免样品扩散，为避免边缘效应，可在未加样的孔中加入等量的样品缓冲液。

7)电泳：加样完毕，盖好电泳槽的盖子并选择适当的电压进行电泳，通常在连续系统中，上层浓缩胶的电泳电压要低于分离胶的电泳电压，使样品更好的进入凝胶，电泳时，应采用恒压的模式，这样蛋白质才可以保证恒定的电泳迁移率。一般采用恒压浓缩胶80V，分离胶120V，电泳直至溴酚染料前沿下至凝胶末端处，即停止电泳。

8)染色和脱色

电泳完毕需通过染色和脱色评定其结果的优劣.对凝胶中分离成不同条带的蛋白进行检测.此外,根据不同的研究目的,也可将凝胶电印迹

①考马斯亮蓝染色:

将凝胶取出放入培养皿中到如少量的染色液,以浸没凝胶为宜,在摇床上震荡,直到凝胶上出现明显的条带为止,一般5-6小时或者4℃过夜;然后倾去染色液，用脱色液洗涤震荡,其间要不断换脱色液,直至脱色液颜色稍清亮.,凝胶背景清楚为止.

②染色液配制:

90ml甲醇和H20混合溶液(甲醇:水=1:1,V/V)和10ml冰乙酸的混合溶液中溶解0.25g考马斯亮蓝R250用滤纸过滤染液以除去颗粒不溶性物质.

③脱色液的配制:

90mL(甲醇):H20(1:1 V/V)和10ml冰乙酸溶液.

附：

一、蛋白标准品的选择

凝胶电泳中一个关键的指示系统，即蛋白标准品（Molecular Weight Marker），电泳的分离效率，转膜效率以及电泳泳动情况等，皆需通过蛋白标准品来显示，目前普遍采用的几种蛋白标准品有：

① Blue RangerTM prestained protein Molecular Weight Marker Mix

② Trichrom RangerTM prestained protein Molecular Weight Marker Mix

以上两种Marker均为PIERCE公司的产品，货号为：①prod# 26681; ②prod# 26691;该标准蛋白不需染色，在电泳凝胶中随着蛋白质的迁移，各种分子质量的标准蛋白逐渐分开，而显示出非常漂亮的多色条带，可通过电泳槽直接肉眼观察各电泳带的凝胶中的泳动情况，当相对于目的蛋白大小的标准蛋白与相邻两条标准蛋白达到所需分辨距离时，即可停止电泳，取出凝胶做进一步的转膜工作。

③ Chemiluminescent BlueRangerR peroxidase-Labled protein

Molecular Weight Marker Mix

以上也为PIERCE产品，货号为：prod# 26651，该标准蛋白同上也具有以上作用外，同时在使用化学发光时，和样品一起显色经胶片曝光后，在胶片上可出现漂亮的条带。

④ Blotinylated SDS Molecular Weight Marker Mix

以上为Sigma公司产品，货号为B2787,作用效果同③

二、对照的设置

一般需要设立:

内参照, 提示系统的稳定性,一般是一些管家蛋白

阳性对照, 即肯定可以表达你的目的蛋白的组织或者细胞,同时可以提示你一抗的质量

阴性对照: 即肯定不会表达你的目的蛋白的组织或者细胞。在实验中根据你的需要选择

免疫印迹

蛋白质印迹法是将蛋白质混合样品经SDS-PAGE后,分离为不同条带,其中含有能与特异性抗体(或McAb)相应的待检测的蛋白质(抗原蛋白),将PAGE胶上的蛋白条带转移到NC膜上此过程称为blotting,以利于随后的检测能够的进行,随后,将NC膜与抗血清一起孵育,使第一抗体与待检的抗原决定簇结合(特异大蛋白条带),再与酶标的第二抗体反应,即检测样品的待测抗原并可对其定量。

一、设备和材料

转移电泳槽和转移电泳仪(电源)

震荡器

冰箱

滤纸

NC膜

胶片

暗室

二、试剂

封闭液:5%的脱脂牛奶粉TBS-T

第一抗体(Ab1)

第二抗体(标记的Ab2)

底物以及显色指示剂

漂洗液(TBS-T)

转印缓冲液

抗体稀释液

丽春红S

显影液

定影液

三、试剂的配制

封闭液: 5g的脱脂牛奶+100ml的TBS-T

漂洗液(TBS-T): 0.01M TBS-T为Tris 1.21g+ NaCl5.84g+800ml H2O用HCl调节PH到7.5,假如0.05%或者0.1%Tween-20用H2O定溶至1000ml

转印缓冲液: 同5×SDS电泳缓冲液,不含SDS,如果采用PVD干膜或NC膜加20%甲醇,不加甲醇也可以Tris 15g+甘氨酸72g加水定容到1000ml,一般不需调节PH值 ,用时稀释5倍到1×转印缓冲液.

显影液：H2O--750ml

米土尔--3g

无水亚硫酸钠---100g

对苯二酚---3g

溴化钾---3g

无水碳酸钠：先加5gPH10.0不够时再加5g

注：以上配定加H2o定容至1000ml

定影液：起始水温：60℃ H2o 700ml

硫代硫酸钠：240g

无水亚硫酸钠：25g

冰醋酸：48ml

注：加H2o至1000ml

四、　电印迹

蛋白质经SDS-PAGE分离后，必须从凝胶中转移到固相支持物上，固相支持物具有牢固结合蛋白又不影响蛋白质Ag活性，而且支持物本身还有免疫反应惰性等特点，常用的支持物有：硝酸纤维膜（NC膜）或PVDF膜。

蛋白质从凝胶向膜转移的过程普遍采用电转印法，分为半干式和湿式转印两种模式。

一．半干式电转印

1. Tris/甘氨酸-SDS-PAGE结束后，取出凝胶，在Tris/甘氨酸缓冲液中漂洗数秒。取凝胶方法：用刀片将两玻璃板分开，将多余的凝胶划去，上部以浓缩胶为准全部弃去，下部以分子量标准最小分子带下一点全部划去，取一10ml注射器注满转印缓冲液，插入玻璃板与凝胶之间注水，使水的压力将两者自然分开,边推边进,反复多次注水,直至凝胶从玻璃板上滑落下来。

2. 将NC膜和滤纸切出与凝胶一样大小，置转移缓冲液中湿润5-10min.

3. 按照以下顺序放置滤纸，凝胶和NC膜到半干槽中。

4. 每层之间的气泡要全部去除。可以用10ml吸管轻轻在上一层滚动去除气泡，然后用一绝缘的塑料片中间挖空与凝胶一样大小或略小一点，以防电流直接从没有凝胶处通过造成短路，盖好加上阳极电极板。

二．湿式电转印

1. Tris/甘氨酸-SDS-PAGE结束后，取出凝胶，在Tris/甘氨酸缓冲液中漂洗数秒。取出凝胶方法同半干式电转印。

2. 打开电转印夹，每侧垫上一块专用的用转印液浸泡透的海面垫，再各放一块转印液浸透的滤纸，滤纸与海面垫大小相同或与NC膜，凝胶大小相同均可，将凝胶平放在阴极侧滤纸上，最后将NC膜平放在凝胶上，去除气泡，夹好电转印夹。

3. 电泳槽加满电转印液，插入电转印夹，将电泳槽放入冰箱内（电转印液之前要放入冰箱内预冷），连接好电极，接通电流，转印夹的NC膜应对电泳槽的正极。

五、印迹膜上总蛋白的染色

在确定印迹中是否存在总蛋白之前,通过对硝酸纤维素膜染色可以了解转印至膜上的总蛋白质的组成情况,并可确定蛋白质分子质量标记物的位置和确定转印成功,同时,该方法也清楚地显示出转印蛋白质的复杂性.

丽春红S印迹膜染色法：

丽春红S适用于酸性水溶液,染色但是不持久,在后续的处理中红色染料易被洗去,由于与蛋白质的结合是可逆性的,该染色方法适用于所有显示抗原的饿技术, 丽春红S带负电荷,可以与带正电贺的氨基酸残基结合,同时丽春红也可以与蛋白的非极性区相结合,从而形成红色条带.

1)丽春红溶液的配制:

储存液(10×)： 0.1g丽春红溶于5ml冰乙酸,加入H2O定容至100ml,临用前稀释10倍为应用液.

2)操作步骤

①转印结束后取出印迹膜至于丽春红S应用液中,并在室温下搅动5-10分钟

③根据需要将转印部位和分子量标准位置进行标记

至此膜可以用于封闭和加入抗体

六、膜的封闭

在进行抗体杂交之前，需要先对转印膜进行封闭，以防止免疫试剂的非特异性吸附。封闭一般采用异源性蛋白质或去污剂，常用的有0.2%Tween-20，20%BSA，10%马血清以及5% No-fat milk等，至于选择哪一类封闭液，首先应考虑与检测试剂相适应，如采用葡萄球蛋白A（SPA）作用检测试剂，就不能用全血清封闭，其次是尽可能使非特异着色背静浅，封闭液以20%BSA效果较好，其次是5%N-fat milk.

封闭过程：

1) 洗转印膜：室温漂洗3次x10min,以尽量洗去转印膜上的SDS，防止影响后面的抗体结合。

2) 取漂洗的转印膜，放入5% No-fat milk的封闭液内，摇床震动，室温封闭2h，也可在4度过夜。

3) 用1xTBS-T ，PH7.6洗液，室温漂洗3次x10min. }

七、抗体杂交

抗体表面主要采用间接法。即先加入未标记特异性抗体（Ab1）与膜上抗原结合，再加入标记的抗抗体（Ab2）进行杂交检测，标记Ab2 物质有放射性核素，酶，以及生物素等。

杂交过程：

１）封闭后的杂交膜放入杂交袋中，加入抗体稀释液稀释的Ab1浓度为1ug/ml，封口，4℃孵育过夜或室温（22-25℃）摇动孵育2h.

２）液洗膜3次x10min

３）标记的Ab2（羊抗兔-HRP）室温1h，洗膜3x10min

八、检测

根据标记Ab2的标记物不同,其杂交的结果检测方法也不同,较常用的检测系统有HRP标记 Ab2的的增强化学发光(ECL)和DAB检测系统。

1) 辣根过氧化物酶-DAB法:

①DAB显色液的配制:按照1mlH2O加显色剂A,B,C各1滴,混匀。

②显色:将适量DAB显色液平铺在Ab2杂交后的印迹膜上,室温放置观察,可出现明显的棕褐色蛋白显色带

③终止:用Tris-HCl缓冲液或水漂洗杂交膜即可终止反应。

2) 辣根过氧化物酶-ECL法:

增强化学发光(ECL)检测是利用辣根过氧化物酶催化化学发光物质,生成一种不稳定的中间物质,其衰变时在暗室内形成明显的肉眼可见的化学发光带,利用X线胶片感光原理,将结果记录下来:

ECM显色剂配制:按mlH2O加显色剂A、B各1滴,混匀。

在暗室将杂交后印迹膜放入显色盒中,加上混合好的显色液,月1-5分钟

用纸巾吸去印迹膜边缘或者边角部分多余的显色液,将一透明的玻璃纸盖住抚平,并确定干的表面与胶片接触。

将印迹膜在暗室中使胶片暴光1-5分钟,冲洗胶片以确定所测抗原的正确暴光时间,暴光时间可短至几秒也可以长到数小时。

冲洗胶片步骤:先在显影液中冲洗至胶片上出现条带或者胶片透明为止,在放入定影液中漂洗,十秒即可。

注意事项:

1. 免疫印迹杂交的敏感与检测系统有关.因此,凝胶电泳时的蛋白上样量应该保证被检测抗原量不至于太低,如果过低应该重新纯化和浓缩使用,或者建议做一次梯度稀释,上样电泳后,直接考马斯亮蓝染色选择最佳上样量,纯化和浓缩的蛋白质样品必须注意盐的浓度过高,可平衡一下盐的浓度,如,透析。

2. 形成凝胶的试剂要有足够的纯度,激活剂的浓度适当,不仅可以决定凝胶聚合的速度,也将影响凝胶的质量,聚胶时的温度也将影响凝胶聚合的速度.因此,建议要根据不同温度下适量增减激活剂的用量以保证分离胶从加入激活剂起至开始出现凝胶凝聚的时间为15-20分钟最佳,对于浓缩胶最佳聚合时间为8-10分钟开始可见聚合.灌完分离胶加水封闭分离胶与外界氧气的结合.

3. 未聚合的丙烯酰胺具有神经毒性,操作时应该戴手套防护.梳子插入浓缩胶时,应确保没有气泡,可将梳子稍微倾斜插入以减少气泡的产生,梳子拔出来时应该小心,不要破坏加样孔,如有加样孔上的凝胶歪斜可用枕头插入加样孔中纠正但要避免枕头刺入胶内。

4. 电泳槽内加入电泳缓冲液冲洗清除黏附在凝胶底部的气和未聚合的丙烯酰胺,同时建议低电压短时间的预电泳,清除凝胶内的杂质,疏通凝胶孔径以保证电泳过程中电泳的畅通(恒压10-20V,20-30min)

5. 加样前样品应先离心,尤其是长时间放置的样品,以减少蛋白质带的拖尾现象

6. 为避免边缘效应,可在未加样的孔中加入等量的样品缓冲液

7. 样品缓冲液中煮沸的样品可在-20℃存放数,,但是反复冻融会使蛋白质降解

8. 为减少蛋白质条带的扩散,上样后应尽快进行电泳,电泳结束后也应直接或者转印。

9. 上样时,小心不要使样品溢出而污染相临加样孔

10. 取出凝胶后应注意分清上下,可用刀片切去凝胶的一角作为标记(如左上角)转膜时也应用同样的方法对NC膜做上标记(如左上角)以分清正反面和上下关系。

11. 转膜时应依次放好NC膜与凝胶所对应的电极,即凝胶对应负极,NC膜对应正极。

一些与蛋白质方面有关的名词解析

2007-11-04T01:03:00.000-07:00

一些与蛋白质方面有关的名词解析
1. 氨基酸（amino acid）：是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物，氨基一般连在α-碳上。是蛋白质的构件分子。
2. 必需氨基酸（essential amino acid）：指人（或其它脊椎动物）（赖氨酸，苏氨酸等）自己不能合成，需要从食物中获得的氨基酸。（一家写两三本书来）
3. 非必需氨基酸（nonessential amino acid）：指人（或其它脊椎动物）自己能由简单的前体合成,不需要从食物中获得的氨基酸。
4. 等电点（pI,isoelectric point）：使分子处于兼性分子状态，在电场中不迁移（分子的静电荷为零）的pH值。
5. 茚三酮反应（ninhydrin reaction）：在加热条件下，氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色（与脯氨酸反应生成黄色）化合物的反应。
6. 肽键（peptide bond）:一个氨基酸的羧基与另一个的氨基的氨基缩合，除去一分子水形成的酰氨键。
7. 肽（peptide）:两个或两个以上氨基通过肽键共价连接形成的聚合物。
8. 蛋白质（protein）：是由多种普通氨基酸通过肽键彼此联接的具有一定空间结构的分子量一般在一万以上的生物大分子。
9. 蛋白质一级结构（primary structure）：指蛋白质中共价连接的氨基酸残基的排列顺序。
10. 层析（chromatography）:按照在移动相和固定相（可以是气体或液体）之间的分配比例将混合成分分开的技术。
11. 离子交换层析（ion-exchange column）：使用带有固定的带电基团的聚合树脂或凝胶层析柱
12. 透析（dialysis）：通过小分子经过半透膜扩散到水（或缓冲液）的原理，将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术。
13. 凝胶过滤层析（gel filtration　chromatography）：也叫做分子排阻层析。一种利用带孔凝胶珠作基质，按照分子大小分离蛋白质或其它分子混合物的层析技术。
14. 亲合层析（affinity chromatograph）：利用共价连接有特异配体的层析介质，分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白质或其它分子的层析技术。
15. 高压液相层析（HPLC）：使用颗粒极细的介质，在高压下分离蛋白质或其他分子混合物的层析技术。
16. 凝胶电泳（gel electrophoresis）：以凝胶为介质，在电场作用下分离蛋白质或核酸的分离纯化技术。
17. SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳（SDS-PAGE）：在去污剂十二烷基硫酸钠存在下的聚丙烯酰氨凝胶电泳。SDS-PAGE只是按照分子的大小，而不是根据分子所带的电荷大小分离的。
18. 等电聚胶电泳（IFE）：利用一种特殊的缓冲液（两性电解质）在聚丙烯酰氨凝胶制造一个pH梯度，电泳时，每种蛋白质迁移到它的等电点（pI）处，即梯度足的某一pH时，就不再带有净的正或负电荷了。
19. 双向电泳（two-dimensional electrophorese）：等电聚胶电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚胶电泳（按照pI）分离，然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小分离）。经染色得到的电泳图是二维分布的蛋白质图。
20. Edman降解（Edman degradation）：从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。N末端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，再经层析鉴定，余下的多肽链（少了一个残基）被回收再进行下一轮降解循环。
21. 同源蛋白质（homologous protein）：来自不同种类生物的序列和功能类似的蛋白质，例如血红蛋白

蛋白质预测分析

2007-11-04T00:48:00.000-07:00

蛋白质预测分析：
物理性质预测： Compute PI/MW http://expaxy.hcuge.ch/ch2d/pi-tool.html
Peptidemass http://expaxy.hcuge.ch/sprot/peptide-mass.html TGREASE ftp://ftp.virginia.edu/pub/fasta/
SAPS http://ulrec3.unil.ch/software/SAPS_form.html
基于组成的蛋白质识别预测 AACompIdent http://expaxy.hcuge.ch/ch2d/aacompi.html AACompSim http://expaxy.hcuge.ch/ch2d/aacsim.html
PROPSEARCH http://www.embl-heidelberg.de/prs.html
二级结构和折叠类预测nnpredict http://www.cmpharm.ucsf.edu/~nomi/nnpredictPredictprotein http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/SOPMA http://www.ibcp.fr/predict.htmlSSPRED http://www.embl-heidelberg.de/sspred/ssprd_info.html
特殊结构或结构预测COILS http://ulrec3.unil.ch/software/COILS_form.htmlMacStripe http://www.wi.mit.edu/matsudaira/macstripe.html与核酸序列一样，蛋白质序列的检索往往是进行相关分析的第一步，由于数据库和网络技校术的发展，蛋白序列的检索是十分方便，将蛋白质序列数据库下载到本地检索和通过国际互联网进行检索均是可行的。由NCBI检索蛋白质序列可联网到：“http://www.ncbi.nlm.nih.gov:80/entrz/query.fcgi?db=protein”进行检索。利用SRS系统从EMBL检索蛋白质序列联网到：http://srs.ebi.ac.uk/”，可利用EMBL的SRS系统进行蛋白质序列的检索。通过EMAIL进行序列检索当网络不是很畅通时或并不急于得到较多数量的蛋白质序列时，可采用EMAIL方式进行序列检索。蛋白质基本性质分析蛋白质序列的基本性质分析是蛋白质序列分析的基本方面，一般包括蛋白质的氨基酸组成，分子质量，等电点，亲水性，和疏水性、信号肽，跨膜区及结构功能域的分析等到。蛋白质的很多功能特征可直接由分析其序列而获得。例如，疏水性图谱可通知来预测跨膜螺旋。同时，也有很多短片段被细胞用来将目的蛋白质向特定细胞器进行转移的靶标（其中最典型的例子是在羧基端含有KDEL序列特征的蛋白质将被引向内质网。WEB中有很多此类资源用于帮助预测蛋白质的功能。
疏水性分析位于ExPASy的ProtScale程序（ http://www.expasy.org/cgi-bin/protscale.pl）可用来计算蛋白质的疏水性图谱。该网站充许用户计算蛋白质的50余种不同属性，并为每一种氨基酸输出相应的分值。输入的数据可为蛋白质序列或SWISSPROT数据库的序列接受号。需要调整的只是计算窗口的大小（n）该参数用于估计每种氨基酸残基的平均显示尺度。进行蛋白质的亲/疏水性分析时，也可用一些windows下的软件如， bioedit,dnamana等。
跨膜区分析有多种预测跨膜螺旋的方法，最简单的是直接，观察以20个氨基酸为单位的疏水性氨基酸残基的分布区域，但同时还有多种更加复杂的、精确的算法能够预测跨膜螺旋的具体位置和它们的膜向性。这些技术主要是基于对已知跨膜螺旋的研究而得到的。
自然存在的跨膜螺旋Tmbase 数据库，可通过匿名FTP获得(http://www.isrec.isb-sib.ch/ftp-server/tmbase)，参见表一资源名称网址说明TMPRED http://www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html 基于对tmpred数据库的统计分析PHDhtm http://www.embl-heidelberg.de/se ... tprotein.htmlMEMSAT ftp://ftp.biochem.ucl.ac.uk 微机版本，蛋白质序列含有跨膜区提示它可能作为膜受体起作用，也可能是定位于膜的锚定蛋白或者离子通道蛋白等，从而，含有跨膜区的蛋白质往往和细胞的功能状态密切相关。http://genome.cbs.dtu.dk/sevices/TMHMM-2.0“或“http://www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html”
前导肽与蛋白质定位在生物内，蛋白质的合成场所与功能场所常被一层或多层细胞膜所隔开，这样就涉及到蛋白质的转运。合成的蛋白质只有准确地定向运行才能保证生命活动的正常进行。一般来说，蛋白质的定位的信息存在于该蛋白质自身结构中，并通过与膜上特殊的受体相互作用而得以表达。在起始密码子之后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RN***段，这个氨基酸序列就这个氨基酸序列就是信号肽序列。含有信号肽的蛋白质一般都是分泌到细胞外，可能作为重要的细胞因子起作用，从而具有潜在的应用价值。http://genome.cbs.dtu.dk/sevices/signalP-2.0卷曲螺旋分析另一个能够直接从序列中预测的功能motif是α-螺旋的卷曲排列方式。在这种结构中，两种螺旋通过其疏水性界面相互缠在一起形成一个十分稳定的结构。
蛋白质卷曲的相关资源资源网址coiled-coil http://www.york.ac.uk/depts/biol/units/coils/coilcoil.htmlCOILS http://www.ch.embnet.org/software/COILS_form.htmlEpitopeInfo http://epitope-informatics.com/Links.htm
蛋白质功能预测基于序列同源性分析的蛋白质功能预测到少有80个氨基酸长度范围内具有25%以上序列一致性才提示可能的显著性意义。最快的工具如BlastP能很容易地发现显著性片段，而无需使用十分耗时的BLITZ软件。基于NCBI/BLAST软件的蛋白序列同源性分析类似于核酸序列同源性分析，用户直接将待分析的蛋白质序列输入NCBI/BLAST(www.ncbi.nlm.gov/blast)，选择程序BLASTP就可网上分析。基于WU/BLAST2软件进行分析华盛顿大学的BLAST软件（ dove.embl-heidelberg.dl/blast2 ）也可进行蛋白质序列的同源性分析。基于motif、结构位点、结构功能域数据库的蛋白质功能预测蛋白质的磷酸化与糖基化对蛋白质的功能影响很大，所以对其的分析也是生物信息学的一个部分。同时，分子进化方面的研究表明，蛋白质的不同区域具有不同的进化速率，一些氨基酸必须在进化过程中足够保守以实现蛋白质的功能。在序列模式的鉴定方面有两类技术，第一类是依赖于和一致性序列（consensus sequence）或基序各残基的匹配模式，该技术可用于十分容易并快速搜索motif数据库。Motif数据库-PROSITE最好的是PROSITE（www.expasy.org/prosite）
蛋白质序列的(profile)分析www.isrec.isb-sib.ch/software/PFSCAN_form.htmlInterProScan 综合分析网站InterProScan是EBI 开发的一个集成了蛋白质结构域和功能位点的数据库，其中把SWISS-PROT,TrEMBL.PROTSITE.PRINTS.PFAM.ProDom 等数据库提供的蛋白质序列中的各种局域模式，如结构域，motif等信息统一起来，提供了一个较为全央的分析工具。www.ebi.ac.uk/interpro/scan.html 蛋白质的结构功能域分析简单模块构架搜索工具（simple modular architecture research tool,SMART）一个较好的蛋白质结构功能域的数据，可用于蛋白质结构功能域的分析，所得到的结构域同时提供相关的资源的链接http://smart.embl-heidelberg.de/蛋白质结构预测PDB数据库蛋白质基本立体结构数据库(PDB, www.rcsb.org)其中有大量工具用于查看PDB数据库中的结构，如rasmol，可用于显于出蛋白质的空间结构，下载地址：www.umass.edu/microbio/rasmol）
PDBFinder 数据库是在PDB、DSSP、HSSP基础上建立的二级库，它包含PDB序列，作者，R因子，分辨率、二级结构等，这些些信息随着PDB库每次发布新版，PDBFinder在EBI自动生成，网址为“www.sander.embl-heideberg.de/pdbfinder/ ftp://swift.embl-heidelberg.de/pdbfinder.NRL-3D数据库是所有已知结构蛋白质的数据库，可用于查询蛋白序列时行相似性分析以确定其结构，www.gdb.org/Dan/protein/nrl3d.htmlISSD数据库蛋白质序列数据库，其每个条目包含一个基因的编码序列，同相应的氨基酸序列对比，并给出相应的多肽链结构数据。www.protein.bio.msu.su/issdHSSP数据库是根据同源性导出的蛋白质二级结构数据库，每一条PDB项目都有一个对应的HSSP文件，www.sander.embl-heidelberg.de/hssp
蛋白质结构分类数据库对已知蛋白质三维结构进行手工分类得到的数据库，位于剑桥的站点也提供BLAST检索服务 http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/MMDB蛋白质分子模型数据库是ENTREZ检索工具所使用的三维结构数据库，以ASN格式反蚋的PDB中的结构和序列数据。NCBI同时提供一个配套的三维结构显示程序的Cn3D,www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/Dali/FSSP数据库基于PDB数据库中现有的蛋白质三维结构，用自动结构对比程序Dali比较而形成的折叠单元和家庭分类库。www.embl-ebi.ac.uk/dali蛋白质二级结构预测基于序列进行蛋白质二级结构方面已有了大量文献描述，本质上，这些研究可被分为两大类：基于单一序列的分析和基于多重序列对齐的分析。文献报道PHD程序是目前此方面的最好程序，提供了从二级结构到折叠方面分析的多种资源。其网址为www.embl-heidel-berg.de/predictprotein/predictprotein.html,也可通过email:predictprotein@embl-heidelberg.de进行数据分析。蛋白质三级结构预测蛋白质同源家庭的分析对于确立物种之间的亲缘关系和预测新蛋白质序列的功能有重要意义，同源蛋白质（homolog）进一步划分为直系同源（ortholog）和旁系同源（paralog）,前者指不同物种中具有相同功能和共同起源的基因，后者则指在同一物种内具有不同功能，但也有共同起源的基因，例如同是起源于珠蛋白的α珠蛋白、β珠蛋白和肌红蛋白。蛋白质分类数据库（ProtoMap）是对SWISS-PROT数据库中的全部蛋白质由计算机自动时行层次分类，把相关者聚集分极所得到的数据库。www.proteinmap.cs.huji.ac.il蛋白质序列多重对齐分析及进化分析如果发现一个未知蛋白质序列和较多不同和种属或同一种属的蛋白质序列具有较高的同源性（大于30%）那么提示待分析的蛋白质序列可能是相应家族的成员，从而可从分子时化的角度对蛋白质序列进行综合分析。

尼尔实验室开张啦！

2007-11-04T00:02:00.000-07:00

欢迎来到Nil实验室！
希望Nil实验室对您有所帮助，成为您实验生活中难忘的起点站！
谢谢！