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菌体裂解
菌体裂解的方法有反复冻融法、研磨、高压均质等方法,最常用的方法是超声破碎法,常用裂解液:50mM Tris-HCl(pH8.5~9.0), 2mM EDTA, 100mM NaCl, 0.5% Triton X-100。
EDTA,可以防止蛋白降解;
NaCl,一定的盐离子可降低某些带电基团间的斥力;
Triton X-100,可以除去其他细菌成分,如膜外蛋白,质粒DNA和杂质。
也可以在裂解液中加入溶菌酶促进裂解,PMSF等防止蛋白降解。
1.高速组织捣碎:将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。
此法适用于动物内脏组织、植物肉质种子等。
2.玻璃匀浆器匀浆:先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎,其破碎程度比高速组织捣碎机为高。
此法适用于量少和动物脏器组织。
3.超声波处理法:用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100毫克菌体/毫升浓度,在1KG至10KG频率下处理10-15分钟,此法的缺点是在处理过程会产生大量的热,应采取相应降温措施,时间以及超声间歇时间、超声时间可以自己调整,超声完全了菌液应该变清亮,如果不放心可以在显微镜下观察。
对超声波及热敏感的蛋白和核酸应慎用。
4.反复冻融法:将细胞在-20度以下冰冻,室温融解,反复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞结构破碎。
5.化学处理法:有些动物细胞,例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠(SDS)、去氧胆酸钠等细胞膜破坏,细菌细胞壁较厚,可采用溶菌酶处理效果更好。
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包涵体洗涤
菌体经过物理或化学裂解后,通过离心得到粗制包涵体,它除了含有重组蛋白外,也包含一些细菌碎片、外膜蛋白、核酸、脂多糖等杂质,这些杂质的存在会严重影响目的蛋白的变复性收率、蛋白生物活性和下游纯化过程。对于包涵体的纯化,包涵体的前处理是很重要的。
包涵体洗涤过程中的难点主要是膜蛋白和核酸类杂质的去除[1]。一些外膜蛋白、质粒DNA和其它杂质的去除:常用1%以下的中性去垢剂,如Tween、Triton、Lubel和 NP40等。
包涵体表面吸附的大部分不溶性杂蛋白的去除:常用低浓度的盐酸胍或尿素/中性去垢剂/EDTA/还原剂等洗去。洗涤液pH以与工程菌生理条件相近为宜,使用的还原剂为0.1-5mM。EDTA为0.1-0.3 mM。
进一步去除包涵体杂质以及大肠杆菌外膜蛋白Omp T的去除:常常选用去垢剂脱氧胆酸盐、Triton X-100和低浓度的变性剂;
第一次洗涤加入含一定比例去垢剂(Triton X-100、吐温等)的缓冲液,如2% Triton X-100,500mM NaCl,将包涵体悬液搅拌洗涤一定时间后离心去除上清,收集沉淀;
第二次洗涤加入含低浓度变性剂的缓冲液 , 。如 2M Urea,50mM Tris,1mM EDTA,pH7.0-8.5左右,将包涵体悬液搅拌洗涤一定时间后离心去除上清,收集沉淀;(尿素浓度以对目标蛋白不损失的最高浓度处理)。
根据需要再洗涤第三次或第四次,同样离心去除上清,收集沉淀。
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