SDS是阴离子去污剂,能断裂分子内和分子间的氢键,破坏蛋白分子的二、三级结构。作用有四:去蛋白质电荷、解离蛋白质之间的氢键、取消蛋白分子内的疏水作用、去多肽折叠。而强还原剂如巯基乙醇,二硫苏糖醇能使绊胱氨酸残基间的二硫键断裂。在样品和凝胶中加入还原剂和SDS后,分子被解聚成多肽链,解聚后的氨基酸侧链和SDS结合成蛋白- SDS胶束,所带的负电荷大大超过了蛋白原有的电荷量,这样就消除了不同分子间的电荷差异和结构差异。 SDS-PAGE一般采用的是不连续缓冲系统,浓缩胶是由AP催化聚合而成的大孔胶,凝胶缓冲液为pH6.7的Tris-HC1。分离胶是由AP催化聚合而成的小孔胶,凝胶缓冲液为pH8.9 Tris-HC1。电极缓冲液是pH8.3 Tris-甘氨酸缓冲液。2种孔径的凝胶、2种缓冲体系、3种pH值使不连续体系形成了凝胶孔径、pH值、缓冲液离子成分的不连续性,这是样品浓缩的主要因素。 当样品液和浓缩胶选TRIS/HCL缓冲液,电极液选TRIS/甘氨酸。电泳开始后,HCL解离成氯离子,甘氨酸解离出少量的甘氨酸根离子。蛋白质带负电荷,因此一起向正极移动,其中氯离子最快,甘氨酸根离子最慢,蛋白居中。电泳开始时氯离子泳动率最大,超过蛋白,因此
在后面形成低电导区,而电场强度与低电导区成反比,因而产生较高的电场强度,使蛋白和甘氨酸根离子迅速移动,形成以稳定的界面,使蛋白聚集在移动界面附近,浓缩成一中间层。
过硫酸铵(AP)为催化剂,四甲基乙二胺(TEMED)为加速剂。在聚合过程中,TEMED催化过硫酸铵产生自由基,后者引发丙烯酰胺单体聚合,同时甲叉双丙烯酰胺与丙烯酰胺链间产生甲叉键交联,从而形成三维网状结构。
当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳经常应用于提纯过程中纯度的检测,纯化的蛋白质通常在SDS电泳上应只有一条带,但如果蛋白质是由不同的亚基组成的,它在电泳中可能会形成分别对应于各个亚基的几条带。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳具有较高的灵敏度,一般只需要不到微克量级的蛋白质,而且通过电泳还可以同时得到关于分子量的情况,这些信息对于了
解未知蛋白及设计提纯过程都是非常重要的。
Acr:丙烯酰胺
Bis:甲叉双丙烯酰胺
束身带
AP:过硫酸铵——化学催化剂
TEMED:四甲基乙二胺——加速剂
实验材料
1、30%丙烯酰胺混合液(Acr:Bis 为29:1):将60ml水预热至37摄氏度,加入丙烯酰胺(Acr)29g及甲叉丙烯酰胺(Bis),溶解并补水至100ml。用0.45微米孔径滤纸过滤,查证溶液pH值不超过7.0。贮棕瓶中于4℃保存,可用一个月。(Acr)29.2g及(Bis)g
丙烯酰胺(Acr)及甲叉丙烯酰胺(Bis)有很强的神经毒性并容易吸附于皮肤,其作用具有累积效应。称量时应戴手套和口罩。
2、1.5mol/L pH8.8 Tris-HCl缓冲液 取1mol/L HCL溶液48ml、三羟甲基甲烷(Tris),加双蒸馏水至80ml使其溶解,调pH至8.8,然后用双蒸馏水稀释至100ml,置棕瓶中,4℃贮存。
3、1.0mol/LpH6.8Tris-HCl缓冲液 取1mol/L HCL溶液48ml,Tris,加双蒸馏水至80ml,调pH6.8,用双蒸馏水稀释至100ml,置棕瓶中,4℃贮存。
100ml分离胶1.5mol/LpH8.8Tris-HCl缓冲液:将Trisg完全溶于50ml去离子水中,加HCL调pH至8.8,加水定容至100ml。室温保存。
100ml积层胶:将Trisg完全溶于50ml去离子水中,加HCL调pH至6.8,加水定容至100ml。室温保存。
4、Tris-甘氨酸电泳缓冲液94g甘氨酸,加入50ml 10%(w/v)SDS(电泳级)存储液(),用去离子水补至1000ml。pH 8.3。
5、10% 过硫酸铵(AP):过硫酸铵于1.5ml进口EP管中,用时加1ml去离子水溶解。2周内使用。
6、10%SDS(十二烷基磺酸钠):在900ml水预热至68摄氏度,加入100g电泳级SDS溶解,补水至1000ml。SDS颗粒易扩散,称量时戴面罩。10%SDS无需灭菌。室温保存。
7、四甲基乙二胺(TEMED):10% TEMED 0.1ml TEMED , 加0.9 ml蒸馏水。
8、上样缓冲液 取1.0mol/LpH6.8Tris-HCl缓冲液6.25ml,蔗糖10g,SDS ,1g/L溴酚蓝10ml,加蒸馏水溶解,混合至100ml。
样品缓冲液:5ml1mol/l的Tris-HCl(pH6.7),2.5gSDS,1ml巯基乙醇,溴酚兰,10g蔗糖,加水定容至100ml。
2×样品缓冲液(10ml):甘油2ml,溴酚蓝,1MTris·Cl()1ml巯基乙醇,10%SDS 4ml。
2×上样缓冲液(10ml):0.6ml 1mol/L Tris-HCL (pH6.8),4ml 50%的甘油,2ml 10% SDS, 2ml 1mol/L 二硫苏糖醇(DTT),1ml 1%溴酚蓝,0.9ml蒸馏水,可在4℃存放数周,或在-20℃保存数月。
2×上样缓冲液(10ml):1ml 1mol/L Tris-HCL (pH6.8),2ml 100%的甘油,4ml 10% SDS, 2ml 1mol/L 二硫苏糖醇(DTT),2g溴酚蓝,1ml去离子水,在-20℃保存数月。
9、考马斯亮蓝R250染液:45ml去离子水,45ml甲醇,10ml冰乙酸混合液,溶解考马斯亮蓝R-250,加入的先后顺序为:考马斯亮蓝R250,甲醇或者乙醇,蒸馏水,乙酸。用Whatman 1号滤纸过滤染液去除颗粒物质。不可隔夜以免影响染效果。
10、脱液:45ml去离子水,45ml甲醇,10ml冰乙酸混合液。
取冰醋酸7.5ml、甲醇5ml,加蒸馏水至100ml。
考马斯亮蓝脱液:10ml甲醇,10ml冰醋酸,80ml蒸馏水。
11、蛋白质分子量标志物:市售中分子量蛋白质分子量标志物。也可选择5种以上的已知分子量蛋白质自行配制,注意其分子量分布要能满足需要,各种蛋白质的浓度基本相等。
配制Tris-甘氨酸SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离胶溶液
溶液成分 | 总体积 5ml | 总体积 10ml | 总体积 15ml | 总体积 20ml | 总体积 25ml | 冷库蒸发器 总体积 30ml |
6% | | | | | | |
水 | | | | | | |
30%丙烯酰胺 | | | | | | |
Tris(pH 8.8) | | | | | | |
10% SDS | | | | | | |
10%过硫酸胺 | | | | | | |
TEMED | | | | | | |
8% | | | | | | |
水 | | | | | | |
30%丙烯酰胺 | | | | | | |
Tris(pH 8.8) | | | | | | |
10% SDS | | | | | | |
10%过硫酸胺 | | | | | | |
TEMED | | | | | | |
c4烯烃10% | | | | | | |
水 | | | | | | |
30%丙烯酰胺 | | | | | | |
Tris(pH 8.8) | | | | | | |
10% SDS | | | | | | |
| | | | | | |
10%过硫酸胺 | | | | | | 编织袋颗粒 |
TEMED | | | | | | |
12% | | | | | | |
水 | | 37iii | | | | |
30%丙烯酰胺 | | | | | | |
Tris(pH 8.8) | | | | | | |
10% SDS | | | | | | |
10%过硫酸胺 | | | | | | |
TEMED | | | | | | |
15% | | | | | | |
水 | | | | | | |
30%丙烯酰胺 | | | | | | |
Tris(pH 8.8) | | | | | | |
10% SDS | | | | | | |
10%过硫酸胺 | | | | | | |
TEMED | | | | 连供系统 | | |
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配制Tris-甘氨酸 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳5% 浓缩胶溶液
溶液成分 | 总体积 3ml | 总体积 4ml | 总体积 5ml | 总体积 6ml | 总体积 8ml |
水 | | | | | |
30%丙烯酰胺 | | | | | |
1M Tris(pH 6.8) | | | | | |
10% SDS | | | | | |
10%过硫酸胺 | | | | | |
TEMED | | | | | |
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四、实验方法
1、用1%琼脂将长玻璃板下端封住,冷凝30分,灌12%分离胶(15ml),凝胶液加至约距前玻璃板顶端(距梳子齿约),接着在分离胶溶液上轻轻覆盖约1cm高的蒸馏水以封胶。
约30min后,若在分离胶与水层之间可见一个清晰的界面,表明凝胶已聚合。将水倒出,吸干,灌满5%浓缩胶(8ml,4ml用于Mini-Protein Ⅲ 型电泳槽)后立即插入梳子,冷凝30分后取出梳子。
2、预电泳:将1X电泳缓冲液加入内外电泳槽,使凝胶的上下端均能浸泡在电泳缓冲液内;接通电源,上槽为负极,下槽为正极,80V预电泳3~5min。
3、取20-30μl蛋白提取液与20-30μl样品缓冲液混合,于100℃水浴加热3-5min使蛋白变性(离心 5~10s),用微量进样器以50μl的量注入点样孔,不加样槽注入样品缓冲液。
取20ul收集液,加入5×样品缓冲液5ul,在80℃水浴锅中煮5min。
取血清0.1ml、上样缓冲液0.9ml,混匀,在沸水中煮沸5min。
4、打开电源将电压调到80v,待样品跑过压缩胶后将电压调到120-150v至电泳到胶底部为止。
5、将凝胶小心取下放入容器中,加入染液,用摇床摇2-3h(染时间需根据凝胶厚度
适当调整);待条带清晰后倒出染液,凝胶脱至大致看清条带约需1h,完全脱则需更换脱液2~3次,震荡达24h以上。
将电泳后的凝胶取出,置于培养皿中,用蒸馏水冲去残留缓冲液,加入染液将凝胶完全浸泡其中,放入微波炉内,高火档照射20秒,停留1min,再照射10秒,反复几次至凝胶上后倒出染液,用蒸馏水冲去残留染液,加入脱液,高火档照射20秒,倒出脱液,再加入新鲜脱液照射20秒,重复5-6次,直至背景清晰透明,于凝胶分析仪上成像分析。