蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)是一种常用于蛋白质分析的技术手段,其核心流程包括通过聚丙烯酰胺凝胶电泳对蛋白样品进行分离,随后将蛋白转移至固相膜上,并利用特异性抗体(通常为一抗与二抗的复合物)对目标蛋白进行检测。该方法因其高灵敏度和良好的特异性,已成为生命科学研究中应用最广泛的蛋白检测技术之一。在WB实验中,蛋白样品的制备是至关重要的第一步,其质量直接影响后续实验的可靠性和重复性。
蛋白提取的核心在于最大限度地保持目标蛋白的完整性,防止其在提取过程中发生降解。因此,整个操作应在低温条件下进行,并尽量缩短处理时间。此外,针对不同来源的样本(如组织或细胞),需根据其特性选择合适的裂解液和提取方法。
在进行蛋白提取前,研究人员应对目标蛋白的基本信息有充分了解,包括其表达水平、亚细胞定位、分子量范围,以及是否存在可变剪接或翻译后修饰等。这些信息不仅有助于优化蛋白提取策略,还能为后续选择内参蛋白、调整电泳和转膜条件提供依据。
常用裂解液介绍
选择合适的裂解液也是蛋白提取过程中的一个关键步骤。裂解液通常包含缓冲系统、盐离子、表面活性剂和蛋白酶抑制剂等组分,它们各自发挥着不同的作用,共同影响着蛋白提取的效果。因此,在选择裂解液时,我们需要根据目标蛋白的特性以及实验需求进行综合考虑。
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货号 |
名称 |
主要用途 |
有效裂解成分 |
裂解强度 |
提取膜 蛋白 |
提取 胞浆蛋白 |
提取 核蛋白 |
含蛋白酶 抑制剂 |
含磷酸酶 抑制剂 |
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RIPA裂解液(强) |
WB/IP |
1% Triton X-100, 1% Sodium Deoxycholate, 0.1% SDS |
强 |
很好 |
很好 |
很好 |
是 |
是 |
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RIPA裂解液(弱) |
WB/IP/Co-IP |
1% NP-40, 0.25% Sodium Deoxycholate |
温和 |
一般 |
很好 |
较好 |
是 |
是 |
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RIPA裂解液(中) |
WB/IP |
1% NP-40,0.5% Sodium Deoxycholate, 0.1% SDS |
中 |
较好 |
很好 |
较好 |
是 |
是 |
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免疫印迹及免疫沉淀用 (WB/IP)裂解液 |
WB/IP/Co-IP |
1% Triton X-100 |
温和 |
一般 |
很好 |
较好 |
是 |
是 |
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免疫印迹及免疫沉淀用 (WB/IP)裂解液(无抑制剂) |
WB/IP/Co-IP |
1% Triton X-100 |
温和 |
一般 |
很好 |
较好 |
否 |
否 |
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RIPA裂解液(强,无抑制剂) |
WB/IP |
1% Triton X-100, 1% Sodium Deoxycholate, 0.1% SDS |
强 |
很好 |
很好 |
很好 |
否 |
否 |
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植物蛋白提取试剂盒 |
植物WB/IP |
1% Triton X-100, 1% Sodium Deoxycholate, 0.1% SDS |
强 |
很好 |
很好 |
很好 |
是 |
是 |
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NP-40(Nonidet P 40) |
WB/IP/Co-IP |
NP-40纯品, 可根据需要配置成1% 的NP-40裂解液 或购买成品裂解液 (Cat#20121ES), 裂解强度温和 |
一般 |
很好 |
较好 |
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SDS |
WB |
SDS纯品,可根据需要配置成 1%的SDS裂解液, 裂解强度强 |
很好 |
很好 |
很好 |
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特定用途(如质谱检测,需避免AEBSF导致的质谱峰漂移。NO检测,需避免蛋白酶和磷酸酶抑制剂的影响)需要自行添加特定抑制剂或不需要添加抑制剂时,可以考虑选购20119ES或20120ES。
常见的裂解液除了其中的有效裂解成分以外,还含有比较复杂的缓冲体系。以常见的RIPA裂解液成分为例:Tris-HCl是常见的缓冲体系之一,为蛋白提供稳定的环境(7.4是接近生理状态的PH值);接近生理状态浓度的NaCl有利于保持蛋白的溶解状态,不会破坏蛋白及蛋白间的相互作用;少量的EDTA可以螯合金属离子抑制蛋白酶活性;SDS是一种裂解能力很强的阴离子表面活性剂,高浓度的SDS会破坏蛋白的天然构象使其变性,溶液中盐离子强度越强,SDS的破坏作用越强;Sodium deoxycholate(脱氧胆酸钠)是一种阴离子表面活性剂,作用较SDS弱;Triton X-100是一种非离子型表面活性剂不会使蛋白变性,也不会破坏蛋白与蛋白之间的相互作用,但可破坏蛋白质与脂质之间的相互作用。
常见酶抑制剂介绍
此外,选择裂解液时还需考虑其对膜蛋白、胞浆蛋白和核蛋白的提取效果,以及是否含有蛋白酶抑制剂和磷酸酯酶抑制剂。同时,不同物种的样品兼容性也是选择裂解液时需要考虑的因素。
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货号 |
名称 |
规格 |
组分 |
用途 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail, EDTA-free,迷你型,片剂 |
1瓶(10片)/1瓶(50片) |
包含AEBSF、Aprotinin、 Bestatin、 E-64、Leupeptin、 Pepstatin A多种成分 |
哺乳动物细胞或 组织抽提蛋白用 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail, EDTA-free,100×DMSO储液 |
1 mL/10×1 mL/100×1 mL |
包含AEBSF、Aprotinin、 Bestatin、 E-64、Leupeptin、 Pepstatin A多种成分 |
哺乳动物细胞或 组织抽提蛋白用 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail (用于真菌或酵母提取), EDTA-free, 100×DMSO储液 |
1 mL |
包含AEBSF、E-64、 Pepstatin A、 1,10-phenanthroline |
真菌或酵母 抽提蛋白用 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail (用于His-Tag蛋白纯化), EDTA-free, 100×DMSO储液 |
1 mL |
包含AEBSF、 Bestatin、E-64、 Pepstatin A、 Phosphoramidon Disodium Salt |
His-Tag蛋白裂解及 镍柱纯化用 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail (用于植物样本提取), EDTA-free, 100×DMSO储液 |
1 mL |
包含AEBSF、Bestatin、 E-64、Leupeptin、 Pepstatin A、1,10-Phenanthroline |
植物细胞或 组织抽提蛋白用 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail (用于细菌提取),100×储液 |
2 mL |
包含AEBSF、 Bestatin、E-64、 Pepstatin A和 单独包装的EDTA |
细菌抽提蛋白用 |
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蛋白酶抑制剂Cocktail (质谱兼容),50×储液 |
2 mL |
包含Aprotinin、Bestatin、E-64、 Leupeptin 和 单独包装的EDTA |
质谱分析的细胞或 组织样品的蛋白抽提 |
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磷酸酶抑制剂混合物 (100×,储存液) |
2 mL/10×2 mL/100×2 mL |
A管含有Cantharidin、 Bromotetramisole、 Microcystin-LR。 B管含有Sodium orthovanadate、 Sodium molybdate、 Sodium tartrate、Imidazole 、 Sodium Fluoride。 |
广谱抑制非特异性的酸性/碱性磷酸酶 以及特异性的蛋白酪氨酸磷酸酶, 丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PPA,PP2A)等 |
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去乙酰化酶抑制剂 Cocktail (100× in 70% DMSO) |
1 mL |
包含Trichostatin A、 EX-527、 Nicotinamide、 Sodium Butyrate |
用于保持蛋白质的乙酰化状态。 |
蛋白提取注意事项
防止蛋白降解:在蛋白提取过程中,应尽量避免样品暴露于蛋白酶活性较高的温度环境。对于来源于哺乳动物的组织或细胞样本,整个制备流程需在低温条件下进行,以最大限度抑制蛋白酶的活性,防止目标蛋白被降解。
组织采集顺序与处理建议:取样时应遵循一定的顺序,优先处理消化腺相关组织(如肝脏、胰腺)及消化道器官(如胃、小肠、大肠),以及富含免疫细胞的组织(如肺)。随后再采集生殖系统组织(如卵巢、子宫、睾丸),最后处理心脏、脾脏、肾脏和脑等器官。若组织不能立即用于实验,应迅速置于液氮中冷冻或转移至−80°C保存。需特别强调的是,尽量使用新鲜组织进行蛋白提取,尤其是消化系统来源的样本,因其在WB检测中通常信号更强、背景更低。若样品经历反复冻融,应弃用,以免影响实验结果。
细胞样本处理注意事项:某些细胞系内源性蛋白酶活性较高,提取时应尽量缩短操作时间,并可选用含高浓度SDS的裂解液,以加快裂解过程并抑制酶活性。
胰蛋白酶对膜蛋白提取的影响:若实验目标为膜蛋白,需警惕胰蛋白酶可能引起的蛋白剪切效应。在细胞传代过程中,胰酶处理可能导致膜蛋白被切割,从而在WB中出现非特异性条带或信号缺失。因此,建议最后一次传代时控制细胞密度,给予细胞充分时间恢复膜蛋白表达。收集贴壁细胞时,推荐采用直接裂解后刮取的方式,或先刮取细胞再进行裂解,尽量避免使用胰酶消化步骤。
减少杂质干扰:
蛋白提取物中常含有杂质,这些杂质会影响后期电泳分离的效果。为了优化这一步骤,可以采取以下措施:
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杂质类型 |
解决方法 |
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外源蛋白 |
所有试验器具需洁净;贴壁细胞不用胰蛋白酶消化 |
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核酸(使上清粘稠,蛋白上样困难) |
用超声或1 mL注射器断裂DNA从而与蛋白分开。或加入全能核酸酶(Cat#20156ES)切断核酸。 |
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油脂 |
吸取蛋白时应小心避开油脂或先将油脂吸去 |
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盐离子 |
盐离子浓度过高将导致“微笑”带;相同分子量蛋白条带高低不一可能因为样品中盐离子浓度差别过大。盐离子浓度不宜过高,各样品之间离子浓度应保持一致 |
