2009年6月12日 星期五

從純化到星辰——CSH 蛋白質純化課側記-2

作者已不可考,如有人知道請告知
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(三)不溶的sigma32

四月六號早上,我們開始了第一模塊的實驗,Burgess 教授負責。這老兄研究了一輩子E.Coli 的RNA polymerase。E.Coli RNA polymerase 核心酶是一個蛋白質復合體,只有合成RNA 的活性,卻沒有識別DNA 的能力。Sigma 系列因子能夠識別啟動子, 並且與核心酶結合,從而實現轉錄。我們這個實驗的核心主角就是其中一個因子,叫sigma32。
Sigma32可以識別heat shock genes 的啟動子。Sigma 32 在大腸桿菌裡大量表達的時候,絕大部分形成了不溶的包涵體(inclusion body),我們的任務就是要用變性劑溶解變性不溶的蛋白,然後做重折疊。所有的buffer 幾乎都已經配好了,所以直接做就行了。我們先用1% Triton 來溶解
細菌本身的一些蛋白,inclusion body 相當穩定,不溶於triton,所以這一步,絕大部分垃圾
就被去掉了。
下一步就是用變性劑來溶解inclusion body。用什麼好呢?Burgess 教授提到了sarkosyl。sarkosyl(N-十二烷基肌氨酸鈉)是一種比較強的陰離子去垢劑,0.3%的濃度就可以讓包涵體
溶解。sarkosyl 的優點是,雖然在高濃度下有變性作用,低濃度下卻對蛋白質有穩定的作用。所以用sarkosyl 做重折疊之前的變性劑是再好也不過的了。Burgess 還要我們試了經典的 Gudn HCl(鹽酸胍)來變性,作為對比。inclusionbody 在這兩種變性劑下很容易就溶解了。然後我們得去掉變性劑,做重折疊。怎麼做呢?方法有很多種,最簡單的是透析,把變性劑全部換掉。這個方法Burgess 並不喜歡,因為,透析是個緩慢的過程。在透析袋裡面,蛋白的濃度還是很高。折疊中間產物容易相互接觸形成不溶的聚合物。另一種方法是突然稀釋變性的蛋白,由於蛋白濃度相對與透析低了很多,好一點。但是問題也是類似的。Burgess 提議用逐步滴加稀釋的辦法。就是放一大燒杯的緩衝液,裡面有一個磁石可以不斷混合液體,然後一滴一滴加入變性的蛋白溶液。由於燒杯裡的溶液蛋白量是逐漸增加的,所以一開始蛋白折疊中間產物能夠相互作用的幾率大大降低了。Burgess說的還真像那麼回事,可事實上,嘿嘿。我們先用試著重折疊Gudn HCl 溶解的Sigma32。一開始還好,滴到後來,溶液就變渾濁了,最後幾乎成了衝淡了的牛奶那樣的東東。Burgess臉色不好看,說不應該這樣的。我們一離心,沉澱出來一大堆不溶解的蛋白。剩下的上清液跑了一個Poros HQ 50 陰離子交換柱,拿到的蛋白很少,回收率小於5%。失敗啊。從這裡開始,我要岔開一下,講一些跟這個模塊實驗沒太大關係,但是很有意思的東西。

(四)Hydrostatic pressure和跑小柱子的trick
Dr. Burgess 假定我們對蛋白質純化一無所知,所以講得很細緻。比如他特別提到了disposable column 的用法。這種小柱子很簡單,把beads 倒進去,沖洗一下就可以用來純化蛋白了,很方便。惟一的問題是,由於是依靠重力跑,速度有時候會十分慢。液體流經柱子速度由ydrostatic pressure (靜流體壓力)來決定。而hydrostatic pressure 又是由實際柱高(即液體經過的長度)來決定。如果你嫌液體流得太慢(尤其是洗柱子的時候),可以在柱子下端出口連一個長的塑膠管子或者針管,這樣速度會快很多。這是很簡單的小trick, 但我覺得對初做蛋白質純化的人還是很有幫助的。
我知道一個例子。我原來很喜歡女生A, 有一天晚上主動在她實驗室等她做完實驗,就開車送她回家。這一等不得了,從晚上七點等到了凌晨一點。這個過程中,她好像沒什麼事情,但是每隔20 分鐘,她就會去一次cold room。作完實驗了之後,我好奇的問她,到底是什麼試驗花了這麼長時間,結果她說她在用一個disposable column 純化蛋白,由於beads稍微多了一點,速度很慢,而protocol 有一步要求用數百毫升的洗液來衝洗柱子。所以她每隔二十分鐘就去加洗液,所以白白花了好幾個小時。我聽了之後都要ft 了,沒想到她們實驗室竟然沒有人告訴她, 有簡單的辦法可以讓柱子跑得快一點的。只要在下端出口加一個長管子,她至少可以少等兩個小時。

當然最簡單的辦法還不是這個,最簡單的辦法的是把盛有洗液的容器放高,然後利用虹吸的原理讓液體 源源不斷的流經柱子。同時,柱子的下端連上塑膠管,彎成一個連通器,這個連通器的高度應該略高於柱面,這樣衝洗結束後,柱子就不會干。如果用這種方法,A就不用在實驗室待一晚上了,因為一切都是自動完成的。

我現在跟A已經完全沒有來往了, 但我對她映像還是十分深刻,主要就是因為她那晚跑柱子的經歷。話扯遠了,現在再回到蛋百質純化課。

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