蛋白可溶表达与纯化的详细实验过程

蛋白可溶表达与纯化的详细实验过程
2010年02月27日星期六09:02
丁香园chrispp作品。
一、证明目的蛋白有表达
团结湖三中
1、挑取一单菌落接种于含氨苄(Amp,终浓度为100g/mL)的3mL液体LB培养基中37℃,250rpm培养过夜。
2、将过夜培养菌液以1:100转接于含上述抗生素的100mL液体LB中,37℃,250rpm,3.5h (大量培养至OD600=0.6左右)。
3、取出1mL菌液为未诱导的电泳对照,剩余培养液加入诱导物IPTG至终浓度为1mmol/L,继续振荡培养4h。
4、以未诱导菌液与IPTG诱导后菌液作对比,SDS-PAGE检测。
结果如下:图1
1:pET-32aA3未诱导,2:pET-32aA3未诱导,3:pET-32aA3诱导后,4:pET-32aA3诱导后
二、表达的情况,是可溶还是沉淀
1、将上述的37℃诱导菌液离心(4℃,12000g,5min),弃上清(LB培养液),沉淀重悬于0.9%NaCl溶液洗菌。
2、将重悬于0.9%NaCl的菌体溶液离心(4℃,12000g,5min),弃上清(0.9%NaCl洗菌液),得菌体,称菌体重量,重悬于8mL PBS(pH7.0)缓冲液,缓冲液用量根据50~100mg/mL的菌液终浓度。
3、超声破菌:冰浴条件下,超声波破碎大肠杆菌,超声设置如下
功率:400W,工作:15s,间隔:45s,全程时间:30min(30次左右)以菌液由白变透明,且不粘稠为依据(少量菌液用液氮反复冻融7次以上效果也不错,而且简单,但是DNA 出来后会粘稠,可能加dna酶后会好些,那样好离心,我是用接近最高转速离心的(没加dan酶),不然分不开)
4、将超声波破碎的菌液离心(4℃,12000g,15min),分别收集上清和沉淀,各取1mL,
加入1mL2×上样缓冲液,沸水浴10min,SDS-PAGE检测。
结果如下:图2
1:pET-32aA3诱导上清,2:pET-32aA3诱导沉淀
三、探索可溶表达条件
有上述实验结果可知,目标蛋白在上清也有表达,即存在可溶性的表达,但是量很少,大部分也包涵体的形式存在(沉淀中),而包涵体的存在也证明了蛋白表达量很高,上清可溶蛋白的可操作性等因素都优于对包涵体蛋白的分离纯化,所以可通过探索可溶表达条件,最终来加大上清蛋白的含量,以利于下一步实验的进行。
影响包涵体形成的因素有很多,如诱导温度,诱导时间,IPTG浓度,摇床转速等等,所以设定在低IPTG浓度下(0.1mmol/L),在不同温度,诱导时间下的表达对照:
1)37℃250rpm5h
2)30℃180rpm10h
出草3)23℃90rpm30h
改性沥青混合料
过程:挑取一单菌落接种于含氨苄(Amp,终浓度为100g/mL)的3mL液体LB培养基中37℃,250rpm培养过夜。将过夜培养菌液以1:100转接于含上述抗生素的50mL+50mL+60mL液体LB中,37℃,250rp
m,3.5h(大量培养至OD600=0.6左右)。从60mL培养液中取10mL 作为未诱导对照,标记3个50mL LB培养菌液:1、37℃250rpm5h2、30℃180rpm10h3、23℃90rpm30h
都分5次取样:
37℃每一小时取样一次(取10mL)编号为:371、372、373、374、375
30℃每二小时取样一次(取10mL)编号为:301、302、303、304、305
37℃每五小时取样一次(取10mL)编号为:231、232、233、234、235
诱导培养结束后,将上述样品分别破菌离心,得上清与沉淀,加2×上样缓冲液,沸水浴10min,SDS-PAGE检测。
SDS-PAGE检测:
1、37℃M12345五个样的上清和沉淀
2、30℃M12345五个样的上清和沉淀
3、23℃M12345五个样的上清和沉淀
4、以不同温度下的最优可溶表达做比较
结果如下:
图3:37℃条件下五个样的上清和沉淀
一塌糊涂bbs1:371上清,2:371沉淀,3:372上清,4:372沉淀,5:373上清,6:373沉淀,7:374上清,8:374沉淀,9:375上清,10:375沉淀
图4图4:30℃条件下五个样的上清和沉淀
1:301上清,2:301沉淀,3:302上清,4:302沉淀,5:303上清,6:303沉淀,7:304上清,8:304沉淀,9:305上清,10:305沉淀
图5:23℃条件下五个样的上清和沉淀
1:231上清,2:231沉淀,3:232上清,4:232沉淀,5:233上清,6:233沉淀,
7:234上清,8:234沉淀,9:235上清,10:235沉淀
图6:不同温度下的最优可溶表达
1:234上清,2:234沉淀,3:303上清,4:303沉淀,5:373上清,6:373沉淀,
由图5可知:23℃条件下,明显的提高了上清目的蛋白的含量,并且,存在可溶表达平衡,即20个小
时后,蛋白表达将以包涵体的形式存在,即不论如何改变条件,可溶表达已经达到极限。所以无需探索更低温度等条件。(个人观点,不知道是否正确)
四、大量制备,表达与纯化
配置1L LB液体培养基,分装成100mL×10瓶,分瓶以利于大肠杆菌生长和后续操作。
诱导培养:挑取一单菌落接种于含氨苄(Amp,终浓度为100g/mL)的3mL×5管液体LB培养基中37℃,250rpm培养过夜。将过夜培养菌液以1:100转接于含上述抗生素的100mL×10瓶液体LB中,37℃,250rpm,3.5h(大量培养至OD600=0.6左右)。取出1mL菌液为未诱导的电泳对照,剩余培养液加入诱导物IPTG至终浓度为0.1mmol/L,23℃,90rpm条件下,继续振荡培养20小时。
破菌收集上清:分别离心(4℃,12000g,5min)加8mL×10管PBS(pH7.0)缓冲液重悬后,冰浴条件下超声波破碎(400W,15s,45s,30min),分别离心(4℃,12000g,15min)收集上清(8mL左右×10管)。
稀释过滤上清:将8mL左右×10管菌液用PBS(pH7.0)缓冲液稀释为2倍,并过0.45纳米滤膜。取1mL留样。
过镍柱纯化:(8mL左右×10管×2倍=160mL,分2次过柱,每次80mL)
中航工业航宇救生装备有限公司A、用缓冲液I(PBS pH7.0缓冲液)平衡镍柱,5个床体积,流速为2mL/min。
B、将稀释过滤后的上清上样,流速为1mL/min。
C、用缓冲液I(PBS pH7.0缓冲液)再洗5个床体积,流速为2mL/min。使目标蛋白充分挂柱。
D、用含50mM咪唑的缓冲液III,洗去杂蛋白,流速为2mL/min。并收集洗杂峰。
E、用含100mM咪唑的缓冲液III,进行洗脱,流速为1mL/min。并收集洗脱峰,收集洗脱液。
电厂节能减排F、将收集的洗脱液用15mL超滤离心管分次超滤浓缩,收集各次浓缩液合并后再次超滤浓缩,分装成每管1.5mL,取1mL4℃备用,其余-80℃保存。
G、各取1mL过柱前、挂柱穿透、洗杂液、洗脱液加2×上样缓冲液,沸水浴10min,SDS-PAGE 检测。
结果如下:
图7蛋白质过Ni柱电泳图示
1:pET-32aA3诱导全菌,2:pET-32aA3诱导沉淀,3:pET-32aA3诱导上清,4:Ni柱穿透,5:50mM咪唑洗杂蛋白,6:Ni柱洗脱(纯化的蛋白),7:超滤离心管浓缩的蛋白
全图:
1:pET-32a未诱导,2:pET-32a诱导,3:pET-32aA3未诱导4:pET-32aA3诱导,

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