双向电泳中横条纹解析.pdf

双向电泳常见问题解答 （一） ——水平条纹 随着人类基因组草图完成，蛋白质组研究全面展开。作为经典蛋白质组学分离技术，双向电泳越来越被科研人 员所熟知。但要想得到漂亮的双向电泳谱图，却并不那么容易。我们将针对双向电泳过程中常出现的问题进行总结， 希望能给您的实验带来帮助。 本期我们重点关注双向电泳图谱中常出现的水平条纹。双向电泳水平条纹的产生主要来自于样品本身和一向等 电聚焦电泳，下面就从这两方面的原因及其解决办法进行详述 。 一、 样品制备问题 1．样品中存在影响等电聚焦的杂质 蛋白样品中任何离子净电荷的污染都将影响等电聚焦 ，并引起水平条纹。严重的污染物干扰，我们在等电聚焦 过程中可以观察到 ：低电压运行时，软件和仪器监测到的电流很快就达到50 µA的限定 ，预设的高电压不能达到 ； 严重时可能导致电弧产生或IPG胶条燃烧 。常见的污染包括样品制备过程中引入的盐和其他带电小分子 、去污剂 ； 以及样品本身内源性的杂质，包括各种内源性的带电小分子，核酸、多糖、脂类 、酚类等非蛋白杂质。了解样品中 主要污染物的组成，并且在样品制备过程中采取有针对性的办法去除污染物即可改善水平条纹。 盐和带电小分子：水化上样将盐离子浓度降低到10 mM以下，而杯上样则限制样品盐浓度不超过50 mM。脱盐常用 脱盐柱、旋转透析或透析袋 ；而用TCA和丙酮沉淀再重悬，是一个更有效的脱盐方法 ，但往往TCA清除不尽，蛋白复 溶效率不高 。2-D Clean-Up Kit （货号80-6484-51）则采用专利的共沉淀剂和洗涤附加物 ，可以定量沉淀各种来源 的蛋白质，蛋白复溶率通常大于90%。使用2-D Clean-Up Kit不会造成斑点增加或减少，或斑点位置的变化 ，操作 简单，整个过程可以在一个小时内完成。另外，使用劣质水、尿素或其他试剂也会造成导电性升高 ；尿素还易分解 为带电的产物 。选用优质试剂，重要的试剂包括尿素、硫脲、DTT、去污剂、载体两性电解质、水等，防止一向等 电聚焦所需的这些试剂因本身纯度不够，而引入带电杂质。即使选择了优质尿素、硫脲，保存得当也非常关键。尿 素、硫脲吸水后会収生离子化，影响等电聚焦 。样品中盐离子浓度还可以通过改变IEF的程序来降低。先设一步或几 步低压程序，如100V 3h，100v1000v gradient 3h，然后再升高电压完成IEF，这个低压程序可以使样品中的离 子首先迁移到IPG胶条的末端 ，降低电内渗，减少水平条纹的形成 。 、 带电荷的去污剂 ：最常用的离子型去污剂如 SDS，能够包被蛋白，并彻底改变它们的净电荷，最终影响它们的等电 点，导致条纹出现以及 IPG 胶条中样品的损失。如果在样品中存在 SDS，那么其用溶胀液稀释后的最终浓度不能超 过 0.25%。或者 ，添加其他非离子型去污剂或兼性离子去污剂稀释 SDS 的浓度。 核酸：样品的核酸污染也会导致水平条纹的出现。高分子量的核酸还会堵塞胶孔，阻碍聚焦。许多蛋白与核酸结合， 产生了蛋白-核酸的混合物，每个都有着不同的等电点。在等电聚焦之前用核酸酶 （货号80-6501-42）处理样品，可 去除样品中的核酸。或者在样品制备时超声剪切核酸，也可在精胺存在时通过超速离心也可去除核酸 。 多糖：唾液酸、带负电荷的多糖也能产生与核酸类似的水平条纹。不带电荷的多糖通过阻塞凝胶孔，阻碍样品进入 IPG 胶条，导致条纹出现。去除多糖用 TCA/acetone (Damerval et al. 1986)，或者醋酸铵(甲醇饱和硫酸铵)沉淀然后 用苯酚抽提(Hurkman and Tanaka 1986)。 2． 蛋白被修饰——氨基甲酰化 为了防止蛋白质的修饰，不要在加入尿素后加热样本。如果样本中存在尿素，溶液温度不能超过37°C。温度 上升会使尿素水解为异氰酸酯，异氰酸酯能通过氨基甲酰化作用（carbamylation）对蛋白质进行修饰，使个别蛋白 产生电荷异质性，造成人为的“斑点串（charge trains）”。蛋白样品应当使用高纯度尿素制备，切勿加热至30° C以上。 3．二硫键形成 二硫键形成也是样品制备方面导致水平条纹的一个重要原因 。在双向电泳之前，若蛋白样品中存在二硫键，则 它们是随机存在于分子内部或分子之间的。二硫键形成产生了多种蛋白构象，包括较小的pI变体（在双向凝胶上