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蛋白質(zhì)印跡手冊6:轉印緩沖液
【字體: 大 中 小 】 時間:2014年05月30日 來源:默克密理博
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轉印緩沖液提供了電極之間的電連續(xù)性,必須是導電的。它還提供了一個化學環(huán)境,能維持蛋白質(zhì)的溶解度,又不妨礙轉移過程中蛋白質(zhì)吸附到膜上。對于大多數(shù)蛋白質(zhì)樣品,常見配方可實現(xiàn)這些功能。至于添加到緩沖液中的甲醇,它有什么功能呢?請看本文。
轉印緩沖液
轉印緩沖液提供了電極之間的電連續(xù)性,必須是導電的。它還提供了一個化學環(huán)境,能維持蛋白質(zhì)的溶解度,又不妨礙轉移過程中蛋白質(zhì)吸附到膜上。對于大多數(shù)蛋白質(zhì)樣品,常見配方可實現(xiàn)這些功能。大部分緩沖液在轉移過程中發(fā)生焦耳加熱。基于這個原因,許多槽轉印系統(tǒng)都配有內(nèi)置的冷卻管。轉印槽還可以放在冷室內(nèi),而緩沖液可以在使用前經(jīng)過預冷。在半干轉印系統(tǒng)中,電極板還可作為散熱片。但它們的散熱能力有限,因此半干系統(tǒng)一般不用于長時間轉印。
傳統(tǒng)的轉印緩沖液包含緩沖系統(tǒng)和甲醇。Towbin緩沖液(1979),Tris甘氨酸緩沖液,常用于槽轉印系統(tǒng)中。這種緩沖液的pH值為8.3,比大多數(shù)蛋白的等電點(pI)要高。在凝膠上分離的蛋白質(zhì)帶負電荷,向陽極遷移。由于槽內(nèi)的緩沖液是混合的,故轉移過程中的離子分布保持相對恒定。
半干系統(tǒng)可利用單一或三重緩沖液系統(tǒng)(Kyhse-Anderson定義,1984)來運行。使用三重緩沖液,是因為轉移是個等速電泳的過程,其中蛋白質(zhì)在領先離子和尾隨離子之間移動(Schafer-Nielsen等,1980)。在某些情況下,三重緩沖液系統(tǒng)可實現(xiàn)更好的定量轉移。這三重緩沖液分別為:
• 陽極緩沖液I:0.3 M Tris,pH 10.4
• 陽極緩沖液II:25 mM Tris,pH 10.4
• 陰極緩沖液:25 mM Tris和40 mM ε-氨基己酸,pH 9.4
陽極緩沖液I中和陽極板表面產(chǎn)生的過量質(zhì)子。陽極緩沖液II與陽極緩沖液I的pH值相同,但Tris濃度低至25 mM。陰極緩沖液包含ε-氨基己酸,作為轉移過程中的尾隨離子,并在陰極緩沖液中逐漸耗盡,因為它穿過凝膠向陽極移動。對于半干系統(tǒng)中采用單緩沖液,請查詢制造商的建議。
盡管上面定義的緩沖液系統(tǒng)適用于大多數(shù)蛋白轉印,但文獻中包含許多變化,適用于不同的應用。最明顯的變化之一是在蛋白測序應用中,建議使用10 mM CAPS緩沖液(pH 11)(Matsudaira,1987)。Towbin緩沖液中使用以及凝膠電泳緩沖液中殘留的甘氨酸導致采用Edman原理的自動蛋白測序儀中出現(xiàn)高背景。通過改變轉印緩沖液的配方,這種假象明顯減少。緩沖液強度及組成的任何修改應小心進行,以確保轉印裝置不會過熱。
轉印緩沖液甲醇的功能
添加到轉印緩沖液中的甲醇有兩個主要功能:
• 穩(wěn)定凝膠的尺寸。
• 從蛋白質(zhì)分子上解離出復合的SDS。
聚丙烯酰胺是一種水凝膠,具有吸收水分的能力。在純水中,各個維度的凝膠尺寸都有相當量的增加。溶脹度也取決于凝膠中所使用的丙烯酰胺的濃度。高濃度的凝膠比低濃度的凝膠溶脹得更多。梯度膠會明顯突出這種影響,其底部高濃度的區(qū)域比頂部溶脹得更多。開始時是矩形的凝膠可能會變成梯形。添加到轉印緩沖液中的甲醇能最大限度地減少凝膠溶脹,而轉印操作通常也包括一個平衡步驟,以達到凝膠尺寸的穩(wěn)定性。當甲醇濃度為10%-20%時,尺寸穩(wěn)定性可相當快速地實現(xiàn)。當甲醇濃度較低時,平衡需要更長的時間才能實現(xiàn)。如果在轉移過程中發(fā)生尺寸改變,蛋白質(zhì)的分辨可能會損失。對于在甲醇中溶解度有限的高分子量蛋白質(zhì),甲醇的減低會導致蛋白轉移效率明顯提高,但這可能需要更長的平衡時間來確保尺寸穩(wěn)定性。
甲醇的第二個功能對于蛋白質(zhì)從包含SDS的凝膠上轉移很關鍵。甲醇可幫助從蛋白質(zhì)分子上解離所復合的SDS(Mozdzanowski和Speicher,1992)。盡管SDS對凝膠上單個蛋白質(zhì)的分辨很必要,但是對于有效印跡卻是極為不利的。首先,SDS的結合給蛋白質(zhì)分子帶來高的負電荷密度,導致蛋白質(zhì)分子非?焖俚卮┻^膜,減少在孔結構內(nèi)的停留,從而降低分子間相互作用的機會。其次,通過包被蛋白質(zhì)分子,SDS限制蛋白質(zhì)與PVDF進行分子接觸的能力。這些影響隨著蛋白質(zhì)的分子量降低而增加。甲醇通過解離SDS,并提高蛋白質(zhì)分子與膜結合的可能性,從而減少這兩方面的影響。
(實際內(nèi)容以《蛋白質(zhì)印跡手冊》印刷版為準,如有錯漏,敬請諒解)