蛋白表达:原核表达操作流程

  E. coli 是重要的原核表达体系。在重组基因入E. coli 菌株以后,通过温度的控制,其在宿主菌内表达目的蛋白质,将表达样品进行SDS-PAGE 以检测表达蛋白质。

  提高外源基因表达水平的基本手段之一,就是将宿主菌的生长与外源基因的表达分成两个阶段,以减轻宿主菌的负荷。常用的有温度和药物。本实验采用异丙基硫代-β-D-半乳糖昔(IPTG)外源基因表达。

  4) 如果表达载体的原核启动子为PL 启动子,则在30 -32℃培养数小时,使培养液的OD600达0.4-0.6 ,迅速使温度升至42℃继续培养3 -5h ;如果表达载体的原核启动子为tac 等,则37℃培养细菌数小时达到对数生长期后加IPTG 至终浓度为1 mmol / L。继续培养3 -5h 。

  常用方法有:高温珠磨法;高压匀浆;超声破碎法;酶溶法;化学渗透等。前三种方法属机械破碎法,并且方法高温珠磨法、高压匀浆已在工业生产中得到应用,后三种方法在实验室研究中应用较为广泛。下面介绍酶溶法和超声破碎法的实验步骤。

  a. 酶溶法。常用的溶解酶有溶菌酶;β-1,3 -葡聚糖酶;β-1,6 -葡聚糖酶;蛋白酶;壳多糖酶;糖昔酶等。溶菌酶主要对细菌类有作用,而其他几种酶对酵母作用显著。主要步骤为:

  ① 4℃,5000rpm 离心,15 min ,收集表达的细菌培养液(100 mL )。弃上清,约每克湿菌加3 mL 裂解缓冲液,悬浮沉淀。

  ③ 37℃,玻棒搅拌,溶液变得粘稠时加每克菌20μL DNase I。室温放置至溶液不再粘稠。

  b. 超声破碎法。声频为15-20 kHz 的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎,在处理少量样品时操作简便,液体量损失较少,同时还可对染色体DNA 进行剪切,大大降低液体的粘稠度。

  ②按超声处理仪厂家提供的功能参数进行破菌;10 000g 离心,15min ,分别收集上清液和沉淀。

  注意事项:超声破碎与声频、声能、处理时间、细胞浓度、菌种类型等因素有关,应根据具体情况掌握;超声波破菌前,标本经3 -4 次冻溶后更容易破碎。

  蛋白质在细菌中的高水平表达,常形成相差显微镜下可见到的细胞质颗粒,即为包涵体,经离心沉淀后可用Triton-X100 / EDTA 或尿素洗涤,若为获取可溶性的活性蛋白,须将洗涤过的包涵体重新溶解并进行重折叠。

  1. 不同的大肠杆菌表达载体带有不同的启动子和成分。实验者必须根据特定系统和用途决定相应的实验方案。

  3. 由于大肠杆菌中表达的重组蛋白质缺少哺乳动物细胞的翻译后加工,所以,其生物活性无法与天然蛋白质相提并论。

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