蛋白表达的测定是分子生物学研究中的重要环节,其使用步骤会因所选方法的不同而有所差异。
1.样品制备
-取样与均质化:根据实验需求选取合适的生物样本(如细胞、组织或培养液上清),通过离心、研磨等方式获得均匀的裂解物。若涉及分泌型蛋白,需分离上清以避免胞内杂质干扰。
-定量标准化:使用BCA法或其他蛋白定量试剂盒确定总蛋白浓度,确保后续实验加样量的一致性。
2.电泳分离(以SDS-PAGE为例)
-凝胶配制:根据目标蛋白分子量选择合适浓度的聚丙烯酰胺凝胶,加入SDS使蛋白质带负电荷并展开为线性结构。
-上样与跑胶:将处理好的样品加载至凝胶孔中,在恒定电流下进行电泳,实现按分子量大小的区带分离。
-转膜:采用湿转或半干转法将凝胶中的蛋白转移至PVDF/NC膜上,便于后续检测。
3.免疫检测(Western Blot流程)
-封闭:用脱脂奶粉或牛血清白蛋白溶液封闭非特异性结合位点,减少背景噪音;
-抗体孵育:依次加入一抗(针对目标蛋白)、HRP标记的二抗,通过抗原-抗体特异性结合实现信号放大;
-显色成像:使用ECL化学发光底物曝光X光片或直接用成像系统采集条带信息。
4.数据分析
-定量分析:通过灰度扫描软件对目的条带与内参(如β-actin)进行光密度比值计算,评估相对表达水平;
-质谱验证:对于复杂混合物,可切割胶条进行质谱鉴定以确认蛋白身份。
蛋白表达的作用原理:
1.基因克隆与载体构建:将目标蛋白对应的基因序列插入到特定的表达载体中,这个载体通常包含启动子、终止子等调控元件以及筛选标记。然后,把重组后的质粒或其他形式的载体导入宿主细胞内。常见的宿主包括细菌(如大肠杆菌)、酵母、昆虫细胞和哺乳动物细胞等。
2.转录过程:一旦载体进入宿主细胞,目标基因会在启动子的作用下被转录成mRNA。原核生物中,由于没有细胞核结构,转录和翻译几乎是同时进行的;而在真核生物中,转录主要发生在细胞核内,之后mRNA才会转移到细胞质中进行翻译。
3.翻译过程:在核糖体的作用下,以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,将遗传密码转换为氨基酸序列,逐步合成多肽链,形成具有特定空间结构的蛋白质。
4.后处理与修饰:某些表达系统还能对新生的蛋白质进行翻译后的修饰,比如糖基化、磷酸化等,这些修饰对于维持蛋白质的功能性和稳定性至关重要。例如,哺乳动物细胞表达系统能够进行复杂的糖基化和其他类似的修饰,使得到的蛋白更接近天然状态。