二、膜蛋白的提取方法
談及蛋白分離,我們想到:超速離心,鹽析法、超濾法、凝膠過濾法、等電點沉淀法、離子交換層析、親和層析、吸附層析、逆流分溶、酶解法……有時這些方法常常組合到一起對特定的物質進行分離純化。
由于蛋白質種類繁多,不同的蛋白質由于結構和組成的差異,其溶解度也各不相同.根據蛋白質的溶解特性,同時可選擇不同的溶劑提取,分為水溶液提取和有機溶劑提取.
但是與胞質蛋白,核蛋白提取不同之處在于膜蛋白是嵌在膜中的,水溶性不好,基本方法就是用不同的離心速度去掉胞質蛋白等,然后用去污劑把蛋白從膜中釋放出來。
膜蛋白分離純化的重要步驟是選擇適當?shù)脑鋈苡帽砻婊钚詣话愠S玫挠心懰猁},CHAPS(一種離子去污劑),Emulgen和Lubrol等表面活性劑。
1)先分離膜,然后提;如選用冷熱交替法、反復凍融法、超聲破碎法、玻璃勻漿法、自溶法和酶處理法使得細胞破碎,然后通過梯度離心得到含有膜蛋白的粗組分。(例如:用液氮研磨組織,加入勻漿緩沖液及蛋白酶抑制劑,然后差速離心、蔗糖密度梯度離心。收集37%與41%間的成分,即為質膜部分。裂解即可收集膜蛋白 )
2)用特殊的去污劑選擇性的分離。 從膜上提取蛋白有許多困難。在多數(shù)情況下,都是采用去垢劑將疏水蛋白從其膜結構中溶解下來,然后將蛋白質穩(wěn)定。
去垢劑的選擇通常是依據他對所需要蛋白質的提取效率來確定,但在某些情況下,還要考慮到以后的純化步驟。雖然許多膜蛋白必須在去垢劑存在的情況下進行純化,但*終仍可能需要除去去垢劑。
這常常會引起蛋白質失活,但如果蛋白質是用于測序的,他將不是一個問題。如果不是用于測序的,可考慮使用能夠黏附去垢劑的疏水珠.許多文獻和生化試劑供應商的產品目錄中,都介紹有許多種不同的可用來溶解膜蛋白的去垢劑.然而,他們并不是普遍適用的.在設計膜蛋白溶解方案時,
必須考慮某一去垢劑的特殊性質.如 triton X-100在280nm處有吸收,如果某蛋白質的測試與280nm處的吸收有關,就應避免使用這類去垢劑.
將膜制劑與胞質蛋白及細胞核分離后,再進一步從細胞膜制劑中將所需的膜蛋白增溶下來.這種做法的好處是可以用強烈的去垢劑提取細胞骨架的相關蛋白,而無需考慮胞質蛋白、細胞核成分或染色質成分的混入.使用這種方法所獲得的膜蛋白,無論在種類上還是數(shù)量上,都比酸溶解法所得到的蛋白(<5000Da)要多.一般提取的膜蛋白量往往只占膜蛋白總量的不足0.1%,所以充分的膜蛋白的提取,無疑對于研究膜蛋白的結構和功能都是非常重要的. 酸溶解法簡單,可靠,但有時含有其他蛋白。
一般的都是利用4℃時所有的蛋白質原則上都溶于Triton X-114水溶液,在溫度超過20℃時,此溶液分為水相和去污相;此時親水性蛋白溶于水相,疏水的膜蛋白溶于去污劑相中。利用此性質可提取膜蛋白。
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3 )膜蛋白色譜(Chromatography of Membrane Protein,CMP):CMP分離強疏水性蛋白、多肽混合物的層析系統(tǒng),一般有去垢劑(如SDS)溶解膜蛋白后形成SDS-融膜蛋白,并由羥基磷灰石為固定相的柱子分離純化。羥基磷灰石柱具有陰離子磷酸基團(P-端),又具有陽離子鈣(C-端),與固定相結合主要決定于膜蛋白的大小、SDS結合量。
利用原子散射法研究cAMP的分離機制發(fā)現(xiàn),樣品與SDS結合后在離子交換柱上存在SDS分子、帶電荷氨基酸與固定相中帶電離子間的交換,從而達到分級分離的目的。
4) 順序抽提法:根據細胞蛋白溶解性的差異,用具有不同溶解能力的蛋白溶解液進行抽提的方法。用Tris堿溶液裂解細胞提取高溶解性蛋白;把未溶解的沉淀用標準液溶解提取高疏水性蛋白;*后用含復合表面活性劑的蛋白溶解液,可以再次抽提前兩次抽提后不能溶解的膜蛋白。
5)離心蛋白提取法(centrifugal protein extraction)
原理:高滲的蛋白裂解液讓細胞溶脹破裂后,超高速離心
評價:盡管分級(胞漿和胞膜)之間有清洗的步驟,但是可溶蛋白組分和膜蛋白組分之間仍然有不少重復的點.該方法相較MOLLOY MP教授在1998年electrophoresis上發(fā)表的分級抽提法減去了步(用tris抽提水溶性蛋白)和*后一步(極難溶蛋白),在操作上也作了簡化,總而言之是一種不錯的方法。
6)detergent- based:提取時先用裂解液裂解胞膜(選用不同的去污試劑是關鍵),梯度離心分離細胞器(ER),然后分級抽提方法。
例如,去掉細胞器之后的DEBRIS就是核膜,再裂解得到核膜蛋白。而膜蛋白是裂胞膜時不溶的部分。
總的感受:細胞的量要很充足。之后的定性鑒定常用的方法有雙向免疫擴散、免疫電泳及聚丙稀酰胺凝膠電泳等。
純化蛋白質濃度的定量測定可用雙縮脲法、酚試劑法或紫外光吸收法定量鑒定膜蛋白,方便迅速。
注意事項:膜蛋白的含量比較少,需要收集大量的細胞,艾美捷推薦用試劑盒提取膜蛋白如:膜蛋白細胞組分提取試劑盒,很短的時內得到高純度的蛋白并且具有天然活性的多層跨膜蛋白,且能夠有效的去除多糖、核酸等雜質。
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