一、 简介
GST亲和层析介质(GST Agarose)是专门设计用于纯化谷胱甘肽S-转移酶(GST)融合蛋白、其它谷胱甘肽转移酶以及与谷胱甘肽有亲和作用蛋白的分离介质,一步分离就可得到高纯度的GST融合目标蛋白,纯化条件温和,可以保证蛋白的活性。 本产品是自主设计合成的GST琼脂糖凝胶,具有优良的物理和化学稳定性,使用寿命长,操作方便,批次重复性好,易于放大,是研发与生产的理想选择。
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二、 性能参数
特点 | 基团密度高,载量大 |
基质 | 6%的交联琼脂糖凝胶 |
吸附载量 | ≥15mg GST融合蛋白(55kDa)/ml |
介质平均粒径 | 100μm |
最大流速 | 300cm/h |
pH范围 | 3~10,在位清洗时pH范围可到2~11 |
使用温度 | 常温 |
保存温度 | +4~8℃ |
保存液体 | 20%乙醇 |
化学稳定性 | 室温下可在0.1M柠檬酸(pH 4.0),0.1 M NaOH,70%乙醇或6M盐酸胍中耐受2h,蛋白结合能力不受影响 |
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三、 适用范围
分离谷胱甘肽S-转移酶(GST)融合蛋白、其它谷胱甘肽转移酶以及与谷胱甘肽有亲和作用的蛋白。
四、 操作说明
缓冲液A(平衡缓冲液):10mM Na2HPO4,1.8mM KH2PO4,140mM NaCl,2.7mM KCl,调节pH值至8.0。
缓冲液B(洗脱缓冲液):10mM Glutathione(还原型),50mM Tris-HCl,调节pH值至8.0。因Glutathione易氧 化,需现用现配。 (注:各种溶液配制完毕后,最好进行脱气处理,0.45 μm滤膜过滤备用)。
2. 样品预处理:
按每克湿重菌体/2~5ml平衡缓冲液的比例充分悬浮离心收集的菌体;600w功率,每循环超声3s,冷却3s,循环99×3次,破碎菌体;4℃、15000rpm离心15m,收集上清液,或用0.45μm滤膜过滤。
3. 装柱:
角钉
聚苯乙烯层析柱
1) 将层析柱固定在铁架台或层析架上,封闭层析柱下端出口,向柱内充入纯水,排开层析柱内空气,先将垫片完全浸没于水面下方,在保持水平的状态下,小心推向底部,避免垫片下方滞留气泡。 2) 打开层析柱下端出口,排出柱中纯水;在液面低至距垫片1~1.5cm高度时封闭下端出口,用移液按需要量吸取介质,或用玻璃棒紧靠柱子内壁引流,将介质加入到层析柱中;静置30min,让介质自然沉降。
3) 从上端管口将另一垫片缓慢推至介质沉降平面,使介质表面保持水平状态,注意避免垫片与介质接触面滞留气泡(如对实验结果要求不严,也可不放入上垫片,以提高流速)。
4) 在使用一段时间后,如果层析柱流速减慢,可先用小镊子沿边缘将垫片推翻,夹出垫片,倒出介质,清洗或更换新的垫片后,按2)、3)所述
玻璃层析柱
1) 将层析柱洗净后垂直固定到铁架台上;向柱中加入蒸馏水,排开柱子中的空气,在蒸馏水排尽以前,关闭柱子出口,在柱内保留5~8cm高度的蒸馏水。
2) 先将介质混匀,用移液按需要量吸取介质,或用玻璃棒紧靠柱子内壁引流,将介质加入到层析柱中;静置30min,让介质自然沉降。
3) 从上端管口将转换杆出液端缓慢推至介质沉降平面,使介质表面保持水平状态,注意避免转换杆与介质接触面间滞留气泡。
4) 在使用一段时间后,如果流速减慢,可先卸下上转换杆,将介质倒出,再取出下转换接头中滤网,清洗或更换后重新装柱。
4. 过柱:
1) 用10倍介质体积缓冲液A过柱,平衡介质;
2) 上样;
3) 用5~10倍介质体积缓冲液A过柱,洗去层析柱中剩余上样液并重新平衡介质;
4) 用5~10倍介质体积缓冲液B洗脱,收集洗脱液;
5) 用5~10倍介质体积缓冲液A重新平衡介质。
注:纯化过程流速不宜过快,对于1ml介质,流速保持在0.5ml/min为宜。
5. 介质清洗
如果在使用一段时间后,介质因表面沉积过多杂质导致蛋白结合能力下降,需对介质进行清洗。步骤如下:
1) 沉淀或变性物质的清洗:
用2倍介质体积6 M盐酸胍清洗,然后用5倍介质体积缓冲液A平衡介质。
2) 疏水缔合物质的清洗:
用3~4倍介质体积70%乙醇 (或2倍介质体积去垢剂,如 1% Triton™ X-100) 清洗介质;然后用5倍介质体积缓冲液A平衡介质。
6. 介质再生
每次层析前,为达到最佳纯化效果,需对介质进行再生,步骤如下:
1) 2倍介质体积高pH缓冲液(0.1M Tris-HCl, 0.5M NaCl, pH8.5)和低pH缓冲液(0.1M sodium acetate, 0.5M NaCl, pH4.5)交替洗脱三次。
2) 10倍介质体积缓冲液A平衡介质。
7. SDS-PAGE检测:
1) 不同浓度SDS-PAGE分离胶分离范围
分离胶浓度 | 分离范围 |
滚动鼠标 6% | 50~150kD |
8% | 30~90kD |
10% | 20~80kD |
12% | 12~60kD |
15% | 10~40kD |
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2) SDS-PAGE操作流程
A. 每个胶孔最适蛋白上样量为5~10μg。
B. 将含5~10μg蛋白的样品溶液与loading buffer混匀,90℃孵育5min,取出后5000rpm离心1 min。
C. 上样,15mA、30mA恒流或80V、120V恒压电泳。
8.介质保存
4℃~8℃条件下,介质可长期保存于20%乙醇中。
五、 GST Agarose分离GST融合蛋白实例
层析介质:GST 1ml;对照GST介质(国际领先品牌)1ml
样品:表达可溶性GST-tag融合thioredoxin的大肠杆菌BL21裂解液
结合缓冲液:10mM Na2HPO4,1.8mM KH2PO4,140mM NaCl,2.7mM KCl,pH
8.0
洗脱缓冲液:10 mM Glutathione(还原型), 50 mM Tris-HCl, pH8.0
流速:GST 1ml,0.5ml/min;对照GST介质1ml,0.5ml/min
实验结果:
谱分析结果见图1,谱各组分的SDS-PAGE结果见图2。
供水控制器图1 GST Agarose分离GST融合蛋白谱图 |
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1.低分子量Marker;2.上样液; 3.GST-流穿液;4.GST-洗脱液; 5.对照-流穿液;6.对照-洗脱液 |
预应力电杆 |
六、GST亲和层析介质使用注意事项
1. GST融合蛋白与还原型谷胱甘肽的结合比较缓慢,为获得最大结合量,需要保证足够的作用时间,因而在上样时要维持较低流速。在样品中加入5~10mM DTT可以增加介质对目标蛋白的吸附。对于按常规步骤操作吸附效果不好的样品,可以先把介质和样品混合,轻轻振摇2~4h,再装柱,用平衡缓冲液进行重新平衡、洗脱等操作。
2. 不同的GST融合蛋白取得最佳纯化效果所需还原型谷胱甘肽浓度、洗脱体积和洗脱时间可能有所不同。必要时需对流穿液、洗脱液进行SDS-PAGE以及Western杂交分析,以确定最佳纯化条件。
3.GST融合蛋白以包涵体形式存在时不能与介质结合,必须先进行变性、复性、透析处理后才能用介质进行纯化。纯化效果取决于复性效率。
4.纯化后出现杂带的常见原因
1) 目标蛋白断裂或酶解
解决方案:向缓冲液A和缓冲液B中加入1mM PMSF抑制蛋白酶活性,或0.1%TritonX-100或0.1%Tween-20等稳定剂。
2) GST融合蛋白不完全表达
GST融合蛋白有时候只表达到GST部分就终止,GST标签蛋白连同完全表达的融合蛋白均能与介质结合并被洗脱下来,因而洗脱液中出现26KD左右的杂带。
解决方案:尝试用不同浓度的还原型谷胱甘肽洗脱;优化表达条件,降低GST融合蛋白不完全表达量;改变外源基因在载体中插入的酶切位点,重新构建表达载体;在不改变外源基因两端酶切位点的情况下,更换通用载体。
5. 如后续实验需要除去洗脱液中还原型谷胱甘肽,可采用超滤或透析的方法。
七、GST标签切除
GST标签可用位点专一的蛋白酶如凝血酶或Xa因子从融合蛋白中切除。蛋白酶解后,再用GST亲和层析方法去除GST标签,目标蛋白存在于流出液中。一般情况下,与切除GST标
珍珠岩助滤剂签后得到的外源蛋白相比,凝血酶用量极小,如果后续实验要求不严格,不需进一步除去与外源蛋白共存与洗脱液中的凝血酶。如需除去凝血酶,则可将样品用pH7~8的缓冲液溶解,然后直接过1ml的苯甲脒琼脂糖凝胶或者肝素琼脂糖凝胶吸附凝血酶。