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一、GST融合蛋白
GST(谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶)能特異的與谷胱甘肽結(jié)合,表現(xiàn)為酶和底物的作用原理,利用這個(gè)原理,將GST做成標(biāo)簽表達(dá)出融合蛋白,與帶谷胱甘肽配基的親和介質(zhì)特異性結(jié)合,從而純化出目標(biāo)蛋白,GST融合蛋白純化的特點(diǎn)有:純度高、純化條件溫和保持蛋白活性、促進(jìn)蛋白可溶性表達(dá)等。
二、GST蛋白結(jié)合效率太低
1.可能原因:上樣流速太快,結(jié)合時(shí)間太短
解決方案:GST親和層析是利用GST (glutathione-S-transferase )融合蛋白與固定的谷胱甘肽(GSH)通過硫鍵共價(jià)親和結(jié)合,GST與谷胱甘肽的結(jié)合相對(duì)緩慢,比金屬螯合親和層析純化his蛋白結(jié)合要緩慢很多。上樣流速太快,會(huì)影響結(jié)合效率。GST親和層析時(shí)流速適當(dāng)減慢,保證足夠的結(jié)合時(shí)間。
2.可能原因:緩沖液不合適,柱子平衡不到位
解決方案:GST親和層析時(shí)緩沖液的pH應(yīng)控制在6.5到8.0的之間,并保證足夠的平衡體積數(shù),讓填料處于可以使用的狀態(tài),一般平衡10個(gè)柱床體積。
3.可能原因:樣品中GST融合蛋白濃度太低
解決方案:因GST層析時(shí),GST融合蛋白豐度太低時(shí)影響結(jié)合效率。對(duì)于低豐度的樣品應(yīng)先濃縮,在層析純化。或者選則匯研生物的高載量GST-4FF填料。
4.可能原因:GST蛋白發(fā)生變性或聚集
解決方案:
1)胞內(nèi)表達(dá)的蛋白在細(xì)胞破碎時(shí)應(yīng)選則合適的破碎方式,避免蛋白碳化或者變性。
2)發(fā)生聚集可以嘗試添加1-10mM的DTT,促進(jìn)蛋白的溶解。
3)GST蛋白和核酸結(jié)合或者蛋白之間結(jié)合,可以適當(dāng)?shù)奶砑勇然c(100-300mM)
三、GST蛋白洗脫困難
1.可能原因:洗脫強(qiáng)度不夠
解決方案:
1)增加洗脫體積數(shù)。
2)一般使用中建議的10mM濃度對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說足夠了,但是也存在例外??梢試L試使用50mM Tris-HCl,20-40mM 還原型谷胱甘肽,pH8.0作為洗脫緩沖液。
3)洗脫緩沖液pH過低時(shí),應(yīng)調(diào)整pH到8-9.
4)洗脫緩沖液的離子強(qiáng)度不宜太低,應(yīng)控制在100-300mM氯化鈉濃度。
2.可能原因:非特異性吸附
解決方案:洗脫緩沖液中加入1%的TritonX-100或2%的可以顯著提高某些GST標(biāo)簽蛋白的洗脫,降低非特異性吸附和蛋白之間的吸附。
3.可能原因:洗脫緩沖液中的谷胱甘肽被氧化了
解決方案:洗脫緩沖液需現(xiàn)配現(xiàn)用,GTH務(wù)必使用時(shí)在加入緩沖液中,也可嘗試加入1-5mM的DTT。
四、GST蛋白純化后純度太低
1.可能原因:GST融合蛋白降解
解決方案:
1)層析體系中加入蛋白酶抑制劑,防止標(biāo)簽蛋白降解。
2)GST標(biāo)簽部分脫落,檢查序列,在宿主細(xì)胞表達(dá)的過程,宿主細(xì)胞代謝的酶使GST-tag和目的蛋白分開,此時(shí)可嘗試換宿主細(xì)胞或者優(yōu)化序列。
2.可能原因:輔助表達(dá)的蛋白被表達(dá)
解決原因:一些蛋白的表達(dá)常常需要其它蛋白輔助表達(dá),如分子伴侶等。一些從這些共純化的蛋白中分離GST標(biāo)簽蛋白的方法已經(jīng)發(fā)表。如:DnaK,有報(bào)道這種相互作用可以通過上樣前在50mM Tris-HCl,2mM ATP,10mM MgSO4,pH7.4中37°C溫浴10分鐘而破壞。或者通過ATP-agarose或相似的純化介質(zhì)或進(jìn)行離子交換層析來除去。
五、GST蛋白的表達(dá)
1)采用RT-PCR 擴(kuò)增得到目的基因,構(gòu)建到表達(dá)載體(PGEX-4T-1)上; 2)用構(gòu)建質(zhì)粒轉(zhuǎn)化表達(dá)菌BL21,LB 平板37℃;
3)LB 平板上挑取單一菌落接入5mL LB 培養(yǎng)基(100ug/mL Amp)中,37℃培養(yǎng)3~5h; 4)將5mL 菌液接入1L LB(100ug/mL Amp)液體培養(yǎng)基中,37℃培養(yǎng)至OD600≈0.6,加入0.3mmol/L 的IPTG,
5)20℃誘導(dǎo)16h;
6)將培養(yǎng)好的菌液于5000r/min 離心10min,棄去上清液,收集菌體,離心后菌體沉淀懸浮 于25mL Binding buffer 中。