免疫沉淀步骤
免疫沉淀是一种纯化蛋白质的方法。将我们感兴趣的一种蛋白质的抗体与细胞提取液孵育,以使抗体和蛋白质在溶液中结合。 然后用蛋白 A/G 耦合的琼脂糖凝胶,从样品中将抗体 / 抗原复合物提取出来。这种物理方法可将所需蛋白质从样品中分离出来。 然后样品可以通过 SDS-PAGE 分离出来进行 Western blot 分析。
1.a 裂解缓冲液
理想的裂解液将保留蛋白质的天然构象,将抗体结合位点变性减到最少,同时从样本中释放足够量的蛋白质,以满足接下来 的分析。非离子型去污剂比如 NP - 40 和 Triton X-100 比离子型去污剂如 SDS 和脱氧胆酸钠要温和一些。其它可以影响到 IP 成功的 因素包括盐浓度、二价阳离子浓度和 pH 值。因此,要按如下范围优化这些变量(摘自Harlow and Lane,231 页,见参考部分 67 页):
• 0-1 M 盐
• 0.1-2% 去污剂,非离子型
• 0.01-0.5% 去污剂,离子型
• 0-10 mM 二价阳离子
• 0-5 mM EDTA
• pH 值:6-9
各种裂解液配方可以参考缓冲液部分:第 11 章,第 71 页。
变性裂解液
用于去污剂可溶性抗原,并且抗体可识别其天然构象。
1. RIPA(放射免疫沉淀法)缓冲液
比裂解液 NP - 40 或 Triton X -100 更能使蛋白质变性,RIPA 缓冲液含有离子型去污剂 SDS 和脱氧胆酸钠作为活性成分,对裂解 核膜进行核内提取特别有用。RIPA 缓冲液可以降低背景,但同时可使某些蛋白变性,包括蛋白激酶。
2. 不含去污剂的可溶性蛋 白裂解液
使用含 EDTA 和叠氮钠的 PBS。有些可溶性蛋白不需要使用去污剂。对细胞使用此缓冲液并加上机械破损,例如反复通过注射器或 用 Dounce 匀浆器匀浆。
3. 变性裂解液或用于不溶性抗原缓冲液的去污剂
天然蛋白质的抗原表位总是不容易靠近只识别变性蛋白质的抗体。当收集和裂解细胞时,用变性裂解液加热细胞。这个方法也可用 于非离子型去污剂不能从细胞中提取的抗原。用 DNase1 将有助于从染色质中提取蛋白质。
1.b 其他试剂
蛋 白酶抑制剂
一旦裂解发生,水解、去磷酸化和变性就开始了。如果样本在冰上或始终在 4°C 存放以及一开始就往裂解液中加入适当抑制剂的话, 这些反应将可以大大减缓。混合(“鸡尾酒”)的蛋白酶和磷酸酶抑制剂已经商品化了。如果不使用混合的蛋白酶抑制剂,IP 实验 中最常用的两种蛋白酶抑制剂是 PMSF(50μg/ml)和抑肽酶(1μg/ml)。磷酸酶和蛋白酶抑制剂的详细资料,请参阅我们的蛋 白质免疫印迹实验指南。所需的其他试剂:
• 无菌 PBS pH 值 7.4
• 无菌 PBS- 牛血清白蛋白 1% W/ V(过滤)
• TBST 缓冲液
• 蛋白免疫印迹实验的加样 / 样品缓冲液
• 100 mM EDTA 贮备液:1.86g EDTA 溶解到 40ml 水中。加氢氧化钠调整 pH 至 7.4。最后定容到 50ml。
2.裂解物制备
培养细胞的裂解 非变性:
1. 将细胞培养皿放置冰上并用冰冷的 PBS 洗涤细胞。
2. 吸干 PBS 后,再加入冰冷的裂解液(每 107 细胞 /100mm2 培养皿 /150cm2 培养瓶加 1ml,每 5x106 细胞 /60mm2 培养皿 /75cm2 培养瓶加 0.5ml)。
3. 用预冷的塑料细胞刮刀将贴壁细胞从培养皿上刮下,然后轻轻将细胞悬液转移到预冷的 EP 管中。
4. 4°C 持续振荡 30 分钟。
5. 放入微型离心机 4°C 离心。
您可能要根据细胞的类型更改离心力和时间。一个准则就是 12,000rpm 20 分钟,但是这必须由最终用户决定(如白细胞需要轻 度离心)。
6. 从离心机中轻轻地取出离心管放置在冰上。将上清液吸出转移到预冷的新管(放在冰上)中,弃沉淀
变性:
1. 加 100μl 变性裂解液至 0.5-2 × 107 个细胞中。
2. 用涡旋混合器最大速度剧烈震荡 2-3 秒。将细胞悬液转入 EP 管。
由于 DNA 的释放,这步的溶液是粘性的。 |
3. 样品加热 95°C 5 分钟变性。
4. 用 0.9 ml 非变性裂解液稀释悬液 , 轻轻混合。(非变性裂解液中过量 1% Triton X – 100 可以淬灭原来变性缓冲液中的 SDS)。
5. 将裂解的悬液通过 1ml 注射器针头 5-10 次,把 DNA 打成片段。
重复机械断裂直到把粘度降低到可操作的程度。如果 DNA 没有完全消化成片段,就会影响离心后分离上清和沉淀。 |
6. 冰上孵育 5 分钟。
7. 进行免疫沉淀反应。
组织裂解
1. 用干净器械解剖所要的组织,最好在冰上,并快速操作以防止蛋白酶降解。
2. 将组织放入圆底离心管中,浸入液氮中“速冻”。样本在 -80°C 储存备以后使用或放在冰上立即匀浆。
3. 对于约 5mg 组织,向管中迅速加入约 300μl 裂解液并用电动匀浆器均浆。
4. 裂解液冲洗刀片两次,每次 300μl,然后 4°C 持续振荡 2 小时(将回旋振荡器放入冰箱)。
裂解液的体积根据组织总量来决定。蛋白提取物不宜过于稀释,以避免蛋白质损失,并尽量减少样品体积以便凝胶上样。最小浓度 为 0.1mg/ml;最佳浓度为 1-5mg/ml。
注:如果样品需要变性,使用变性裂解液,然后参考上文变性程序执行步骤 2-5。 |
5. 微型离心机 4°C 12000rpm 离心 20 分钟。从离心机中轻轻地取出离心管放置在冰上。吸出上清液放入预冷的新管(放在冰上)中, 弃沉淀。
3.裂解物的预清除程序
裂解物预清除可以帮助减少蛋白质非特异性结合到 agarose ( 琼脂糖 ) 或 Sepharose beads ( 凝胶琼脂糖珠 )。用无关抗体 或血清预清除,可去除蛋白质与免疫球蛋白的非特异结合。最终实验结果背景降低并且信噪比提高。但是,如果最后蛋白质是由免 疫印迹实验检测,预清除未必必要,除非是污染蛋白质对目的蛋白质产生明显干扰。
1. 加入50μl 同种动物来源和型的无关抗体或正常血清作为免疫沉淀抗体(一些研究人员首选兔,参考 Harlow and Lane ,243 页) 到 1ml 裂解物中,在冰上孵育 1 小时。
2 加入 100μl 珠浆。
3. 4°C 孵育 10-30 分钟并轻轻搅拌。
4. 微型离心机 14000g 4°C 离心 10 分钟。
5. 丢弃珠子并保留上清进行免疫沉淀。
为了提高收率,珠子可用裂解液洗涤 1 或 2 次以上,并将上清收集在一起。
重要的是要确保尽可能多的去除正常血清,这是因为它会与特异抗体竞争靶抗原。为了检查这一点,可以做一个测试:用裂解 缓冲液代替样品,如上进行所有预清除步骤。考马斯蓝染色的凝胶将显示上清液中血清 IgG 是否被有效去除。如果血清没有得到充 分去除,泳带将出现在 50 和 25 kDa 处,这是重链和轻链,它的存在可能导致一个弱的免疫沉淀反应。在预清除步骤,考虑降低 血清量或增加与您的样品孵育的珠子数量。
4.免疫沉淀
1. 在冰上预冷离心管中加入 10-50μg 含推荐量抗体的细胞裂解物。具体数量将根据蛋白质的丰度和抗体与蛋白质的亲和力来选择。 通常在预实验中,通过增加抗体的量沉淀固定数量的蛋白质。
您可以查看抗体数据表获得建议抗体的浓度。以下供参考使用:
• 1-5μl 多克隆抗体血清
• 1μg 亲和纯化的多克隆抗体
• 0.2-1μl 腹水(单克隆抗体)
• 20-100μl 培养液上清(单克隆抗体)
2.样品和抗体孵育的固定时间 4°C 1-12 小时(过夜),最好轻轻振荡或旋转。孵育时间的长短取决于蛋白质的量和抗体的亲和特性。
3. 同时准备琼脂糖珠子。如果使用单克隆抗体,选择蛋白G 偶联琼脂糖珠子。如果使用多克隆抗体,蛋白A 偶联琼脂糖珠通常是 适合的(请参阅“选择蛋白珠”表 9.5 下文)。如果买来的珠子是粉末,100mg 的珠子与 1ml 0.1M PBS 孵育,洗 1 小时后珠子膨 胀起来,然后离心,去除上清。加入 1ml 含 0.1% BSA ( 牛血清白蛋白) PBS,混合 1 小时,PBS 洗涤 2 次。去除上清并加入 400μl 含蛋白酶抑制剂的缓冲液(可与裂解液相同)就可以使用了。它可以在 4°C 储存几天;在含 0.02% 叠氮钠的 PBS 里会保存更长 时间(使用当天用新鲜裂解液充分洗涤珠子)。您也可以购买事先膨胀好的珠子直接使用。
最好是用尖端切掉的移液吸头,以防破坏珠子。 IgM 抗体:不要使用蛋白A 或蛋白 G 结合珠子。使用山羊抗小鼠 IgM(或多价 Ig 或抗重链)的珠子。 |
4. 浆料混合好,向每个样本中加入 70-100μl。始终保持样品在冰上。珠子将倾向于粘着吸头,所以尽量减少珠子在吸管中运动并使 用从尖端切断 5mm 的吸头。
5. 裂解珠子混合液 4°C 孵育 4 小时并旋转振荡(最佳孵育时间可由预实验确定)。
6. 当孵育结束后,管子离心,去除上清液并用细胞裂解液洗涤珠子 3 次(每次 4°C 离心去除上清)。
7. 最后,去除最后一次上清并加入 25-50μl 2× 上样缓冲液。95-100°C 煮沸 5 分钟,以变性蛋白质并将其与蛋白- A /G 珠子分离, 随后离心并保持上清含有蛋白质。然后,您可以冻存样品或进行 SDS – PAGE 电泳。
使用上样缓冲液是最苛刻的洗脱方法,也将洗脱任何非共价结合的抗体和抗体片段,这将显示在免疫印迹胶中。 抗原可用温和的甘氨酸梯度洗脱(高达 1M),以减少抗体洗脱量。请同时参阅抗体交联琼脂糖凝胶分离程序。
5.选择合适的微珠,汇总表
各种来源免疫球蛋白类型 |
蛋白 A |
蛋白 G |
人 IgG1 |
+++ |
+++ |
人 IgG2 |
+++ |
+++ |
人 IgG3 |
- |
+++ |
人 IgG4 |
+++ |
+++ |
人 IgM |
用抗人 IgM |
|
人 IgE |
- |
+ |
人 IgA |
- |
+ |
小鼠 IgG1 |
+ |
+++ |
小鼠 IgG2a |
+++ |
+++ |
小鼠 IgG2b |
++ |
++ |
小鼠 IgG3 |
+ |
+ |
小鼠 IgM |
用抗小鼠 IgM |
|
大鼠 IgG |
- |
+ |
大鼠 IgG2a |
- |
+++ |
大鼠 IgG2b |
- |
++ |
大鼠 IgG2c |
+ |
++ |
鸡全部亚型 |
- |
++ |
奶牛全部亚型 |
++ |
+++ |
山羊所有亚型 |
- |
++ |
豚鼠所有亚型 |
+++ |
++ |
仓鼠所有亚型 |
+ |
++ |
马所有亚型 |
++ |
+++ |
猪所有亚型 |
+ |
++ |
兔所有亚型 |
+++ |
++ |
绵羊所有亚 |
- |
++ |
Key: +++ = Strong binding, ++ = Medium binding, + = Weak binding, - = No binding
参考资料
Harlow, Ed, and David Lane. Using Antibodies. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999. Bonifacino, Juan S. et al. Current Protocols in Immunology 8.3.1-8.3.28,New York: John Wiley, 2001.
6.使抗体与微珠交联的步骤:
降低洗脱蛋白质溶液中污染的抗体数量:
为了使洗脱蛋白较少污染抗体,也为了更纯净蛋白质的制备和干净的免疫印迹实验,推荐将抗体与珠子交联。下面是一个实验程序 举例(几个网站有关于这个程序有很多信息)。目标蛋白应该用温和的洗脱液洗脱,如甘氨酸缓冲液。更详细的缓冲液配方可在缓 冲液章节找到,第 71 页。
试剂:
交联试剂:
邻苯二甲酸二甲酯(DMP) 储液浓度 13mg/ml
洗脱试剂:
1M 甘氨酸(加浓盐酸调整 pH 值至 3) 稀释缓冲液:
PBS+ 1mg BSA [ 相关下载 ]