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原核蛋白表达实验流程

2022-09-21 阅读(2027)

 

一、原核蛋白表达实验流程是什么?

  

步骤名称

主要操作

确定基因序列

根据实验需求,在NCBI上找到目的基因序列。

选择表达载体

选择合适的载体,常见原核表达载体是pET系列、pGEX-4T-1、pET-SUMO等。

选择表达宿主

BL21DE3)、Rosetta系列菌株

原核表达质粒的构建

在MCS上选择合适的酶切位点,载体与目的基因用同样的双酶切后,进行胶回收、连接、转化、测序验证。

质粒的克隆与鉴定

首先将质粒分别转化进入DH5α感受态、BL21感受态,然后挑取单克隆菌落,送菌液核酸测序,测序后,使用Snapgene软件比对测序结果。比对结果见附录。及时小提质粒,进行质粒的入库和保存,同时保菌。

重组蛋白的表达和纯化

转化后,按照菌液百分之一的比例接菌,千分之一的比例加入卡那霉素,37℃220 r/min,6小时后,测定吸光度OD600 nm值,在0.6~0.8范围内为最佳。

 

当菌落生长状态达到对数生长期后,根据预实验确定IPTG的合适浓度梯度,加入IPTG,使其终浓度为1.0 mmol/L。37℃ 220 r/min培养6 h后,8000 r/min离心3 min,收集菌体沉淀,并用PBS将沉淀清洗三次。

菌体裂解

接着,菌体沉淀需要经过超声破碎,室温裂解。1 L菌液沉淀用20 mL PBS重悬,破碎菌体,10 W功率下超声1 h后,12000 rpm离心15 min收菌。去上清,将沉淀用lysis buffer重悬,室温裂解2 h。裂解完毕后,12000 rpm离心15 min,留上清,得蛋白裂解液,用0.45 μm滤器过滤。

聚丙烯酰胺凝胶电泳

蛋白表达后,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳观察蛋白的表达情况。对比诱导前、诱导后目的条带的表达情况,确认是否成功表达。

目的蛋白的纯化

根据标签的不同,选择对应的纯化方法即可。

此时的蛋白裂解液中包含所有蛋白,为了纯化目的蛋白,利用镍离子与His标签结合的特性,选择了Ni-NTA预装重力柱。纯化具体流程描述如下:流出预装液,用二馏水清洗柱子,加入10 mL Binding buffer(5 mM 咪唑的8 M Urea PBS)平衡柱子,调整转速25 r/min,挂蛋白,该操作重复三次;接着用Binding buffer洗杂,洗至溶液Protein A280接近基线时,换用Elution buffer(500 mM 咪唑的8 M Urea PBS)洗脱目的蛋白,保留并记录样品浓度,洗至溶液Protein A280接近基线后,处理柱子,再用5倍柱体积的Binding buffer洗至溶液浓度到达基线,再用二馏水清洗,最后保存于20%乙醇中。注:全程操作柱子不可以流干,否则损坏柱料,影响纯化效果。

测定蛋白浓度,验证

 

 

二、原核蛋白表达常见的问题及对策?

 

1、蛋白表达量低怎么办?

答:在进行大量诱导表达前,最好进行预实验。主要因素包括:诱导剂IPTG的浓度、诱导时间、诱导温度,通过单因素变化的预实验,得出蛋白表达量最高的条件。

 

2、可溶性表达不出来怎么办?

答:为了促进蛋白的可溶性表达,可以尝试在目的蛋白的N端或C端添加融合标签,常见的有GST、SUMO标签。但考虑到蛋白的下游应用,后期需要进行标签的去除。

 

3、出现包涵体表达怎么办?

答:如果蛋白的实际应用不需要有活性,包涵体表达也没关系。但是后续蛋白的纯化过程需要在变性条件下进行