包涵體即在某些生長條件下,在重組蛋白的表達(dá)過程中缺乏某些蛋白質(zhì)折疊的輔助因子或環(huán)境不適,無法形成正確的次級鍵等原因形成的。表達(dá)量越高越容易形成包涵體。原因可能是合成速度太快,以至于沒有足夠的時間進(jìn)行折疊,二硫鍵不能正確的配對,過多的蛋白間的非特異性結(jié)合,蛋白質(zhì)無法達(dá)到足夠的溶解度等。
關(guān)于包涵體的復(fù)性一直是生物制藥的瓶頸,包涵體的處理一般包括這么幾步:菌體的破碎、包涵體的洗滌、溶解、復(fù)性以及純化。
一、包涵體蛋白的表達(dá)
在平板上挑取單菌落,接種于含有氨芐青霉素和卡那霉素抗性的5 ml LB培養(yǎng)基中,37 ℃過夜培養(yǎng),然后轉(zhuǎn)接到100 ml LB 培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)至A600 為0.4~0.6時,加入IPTG 至終濃度為0.5
mmol/L 誘導(dǎo)3.5 h。8000 r/min 離心5 min 收集菌體,加入10 ml 50 mmol/LTris-HCl,冰浴下超聲波破碎后12000 r/min離心30 min收集沉淀。
二、包涵體的洗滌
在包涵體中加入包涵體洗滌液:50 mmol/L Tris—HCl,1 mmol/L EDTA,50 mmol/LNaCl,w=0.5%TritonX-100,pH 8.0;,37℃振蕩洗滌1~2 h,然后8 000 r/min 離心15 min,收集沉淀。
三、包涵體的溶解
洗滌后的包涵體加入適量的(包涵體溶解液):6 mol/L 尿素,50 mmol/L Tris—HCl,1 mmol/L EDTA,50mmol/L NaCl,10 mmol/L β-ME,pH 8.0(注:β-ME用時現(xiàn)加),于磁力攪拌器上攪拌過夜,1000 r/min離心30 min,取上清即得包涵體溶解液。
四、包涵體的復(fù)性
包涵體的復(fù)性目前常用的主要有兩種方式:1,稀釋溶液,但是操作的液體量大,蛋白稀釋;2,透析,超濾或電滲透析去除變性劑。
1.包涵體的稀釋復(fù)性
設(shè)定不同的復(fù)性條件:蛋白質(zhì)量濃度、尿素濃度、溫度、氧化還原條件、加入Ttiton X-100與環(huán)糊精的量、復(fù)性時間等,使變性溶解的包涵體稀釋復(fù)性,復(fù)性一定時間后取樣測酶活性。
2.包涵體的透析復(fù)性
包涵體蛋白的復(fù)性將8 mol/L 尿素溶解后的樣品裝入透析袋,密封置于復(fù)性液I(0.2 mol/L Tris-HCl;0.5 mol/L NaCl;5%甘油;5 μmol/L EDTA;pH8.5),4 ℃
透析12 h 后再轉(zhuǎn)入復(fù)性液II(0.2 mol/L Tris-HCl;0.5 mol/L NaCl;)4 ℃ 透析12 h,12000 r/min 離心30 min,收集上清進(jìn)行蛋白濃度及活性測定。
復(fù)性前對蛋白的性質(zhì)一定要清楚:
1. 蛋白預(yù)期的二級結(jié)構(gòu)都是些什么。一般來說beta sheet占多數(shù)的蛋白較易復(fù)性
2. 蛋白pI
3. 氨基酸組成,比如有沒有cystine
4. 有沒有底物?如果有結(jié)合的ligand之類,通常加入后會有所幫助,
5. 一般尿素中含有非常高的一種雜質(zhì)(暫時記不起什么名字了,如果樓主一定要請回帖我再找找),當(dāng)達(dá)到8 M的時候雜質(zhì)的濃度也很大了。有的實驗室會先純化一下尿素,然后再溶解,有的直接先試GuHCl
6. 復(fù)性一般是梯度稀釋,或者梯度透析,或者在柱上緩慢降低Urea,一下子降低太快(你的復(fù)性液)可能也是原因之一。
7. 鹽濃度是否可以再高些?一般可以達(dá)到0.5 M,如果有更好的鹽(如果這個蛋白的生化性質(zhì)比較了解的話,應(yīng)該再加入一些別的鹽)
8. 一般會有Glycerol
9. 一般會有Arginine或者glycine
雖然復(fù)性成功的例子很多,但是還是建議首先嘗試更換載體:pet32a、PGEX、Pmal都有可能促進(jìn)蛋白可溶,由包涵體表達(dá)變成可溶表達(dá)。畢竟復(fù)性的條件很難摸索,成功的概率太小,浪費的時間也太多。
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