2023-03-23 阅读(1578)
SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)是由Ulrich K. Laemmli开发的一种不连续的电泳系统,通常被用来分离分子质量在5到250 kDa之间的蛋白质。十二烷基硫酸钠(SDS,也被称为十二烷基硫酸钠)和聚丙烯酰胺凝胶的联合使用可以消除结构和电荷的影响,蛋白质仅根据其分子量的差异被分离。在大肠杆菌表达纯化外源蛋白的实验中,SDS-PAGE是必不可少的,通常用于检测蛋白的表达情况(目的蛋白的表达量、表达分布、纯度等)。
1. SDS-PAGE的原理
SDS-PAGE的原理是,当置于电场中时,带电分子会以相反的信号迁移到电极上。带电分子的分离取决于带电分子的相对迁移率。
由于电泳过程中阻力较小,较小的分子迁移得更快。蛋白质的结构和电荷也影响迁移的速度。十二烷基硫酸钠和聚丙烯酰胺消除了蛋白质的结构和电荷的影响,蛋白质根据多肽链的长度被分离。
2. SDS在SDS-PAGE中的作用
SDS是SDS-PAGE样品缓冲液中的一种洗涤剂。SDS可以断开分子内和分子间的氢键,破坏蛋白质分子的二级和三级结构;而DTT(或β-巯基乙醇)是强还原剂,它可以断开半胱氨酸残基之间的二硫键。
3. 样品处理方法
根据样品分离的目的进行分类,主要有三种处理方法:还原SDS处理、非还原SDS处理、带有烷基化作用的还原SDS处理。
Ø 还原SDS处理
在上样buffer中加入SDS和DTT(或β-巯基乙醇),使蛋白质构象被解离,电荷被中和,从而形成了SDS与蛋白相结合的分子,在电泳中,只根据分子量大小分离。一般情况电泳均按这种方式处理。
样品稀释至适当浓度,加入上样Buffer,离心,沸水煮5min,再离心加样。
Ø 带有烷基化作用的还原SDS处理
碘乙酸胺的烷基化作用可以长期牢固的保护SH基团,从而得到较窄的谱带;另外,碘乙酸胺也可以捕集过量的DTT,防止银染时的纹理现象。
100μL样品缓冲液中10μL 20%的碘乙酸胺,并在室温保温30min。
Ø 非还原SDS处理
样品中只加入SDS,而不加DTT还原剂,此时二硫键不能断裂,所以蛋白没有完全去折叠,保持一定的4级结构。适用于生理体液、血清、尿素等样品。
一般只用1%SDS沸水中煮3min,不可作为测定分子量来使用。
4. 染色方法
在电泳分离结束后,所有的蛋白质按大小分类,然后可以用其他方法进行分析,例如蛋白质染色,如考马斯亮蓝(最常见、最容易使用)、银染(灵敏度最高)、全染色、氨基黑10B染色、固绿FCF染色等。跑胶时,一般同时加入分子量标记(Marker)来估计大小。下图左为考马斯亮蓝染色结果,右为银染结果。
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考马斯亮蓝染色结果 | 考马斯亮银染结果 |
5. SDS-PAGE电泳常见问题及解决方案
问题 |
原因 |
解决方案 |
胶条出现两边翘起中间凹下现象 |
凝胶的中间部分凝固不均匀,多出现于较厚的凝胶中 |
待其充分凝固再作后续实验 |
胶条出现两边向下中间鼓起 |
两板之间的底部间隙气泡未排除干净,多出现在蛋白质垂直电泳槽中 |
可在两板间加入适量缓冲液,以排除气泡 |
条带出现拖尾 |
样品融解效果不好或分离胶浓度过大 |
加样前离心;选择适当的样品缓冲液,加适量样品促溶剂;电泳缓冲液时间过长,重新配制;降低凝胶浓度 |
条带出现纹理现象 |
样品是不溶性颗粒 |
加样前离心;加适量样品促溶剂 |
溴酚蓝没有起到指示作用(溴酚蓝已跑出板底,但蛋白质还未跑下来的现象) |
缓冲液和分离胶的浓度 |
更换正确pH的缓冲液;降低分离胶的浓度 |
蛋白带过宽 |
加样过多或漏液 |
适当减少上样量 |
电泳电压很高而电流却很低 |
这种现象一般初学者比较容易出现。比如电压50v以上,可电流却在5mA以下。主要是由于电泳槽装配错误,电流未形成通路。其中包括:1.内外槽装反;2.外槽液过少;3.电泳槽底部的绝缘体未去掉(比如倒胶用的橡胶皮) |
正确装配电泳槽 |