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蛋白质组学/蛋白质分离- 电泳/十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS-PAGE)

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十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS-PAGE)是一种凝胶电泳方法,用于根据蛋白质的质量分离蛋白质。蛋白质溶解在十二烷基硫酸钠 (SDS) 中,十二烷基硫酸钠是一种可以破坏蛋白质之间相互作用的去污剂,然后进行电泳。最小的分子会更快地穿过凝胶,而更大的分子需要更长的时间,因此在凝胶的顶部附近形成条带。

用于 SDS-PAGE 的凝胶由丙烯酰胺制成,丙烯酰胺形成交联的聚丙烯酰胺聚合物。标准凝胶通常由两层组成,最上面的一层称为堆积凝胶,下面的一层称为分离凝胶或解析凝胶。堆积层含有低百分比的丙烯酰胺,并且 pH 值较低,而分离凝胶的丙烯酰胺浓度根据要运行的样品而异,并且 pH 值较高。堆积凝胶和分离凝胶的 pH 值和丙烯酰胺浓度的差异提供了更好的分辨率和分离凝胶中更清晰的条带。

样品用 SDS(十二烷基硫酸钠)处理,十二烷基硫酸钠是一种阴离子去污剂,通过与蛋白质形成复合物并以与其质量成比例的方式为每种蛋白质引入负电荷来使蛋白质变性。没有 SDS,由于折叠模式的差异,具有相似分子量的不同蛋白质会以不同的方式迁移,因为折叠模式的差异会导致某些蛋白质比其他蛋白质更适合穿过凝胶基质。SDS 使蛋白质线性化,以便可以严格地按分子量分离它们。SDS 与蛋白质的结合比例约为每 1.0 克蛋白质 1.4 克 SDS [[1]],这使得大多数蛋白质具有近似一致的质量/电荷比,因此可以通过凝胶的迁移距离可以假设与蛋白质的大小直接相关。蛋白质可以进一步用还原剂处理,例如二硫苏糖醇 (DTT) 或 TRP(三丁基膦)来打破任何二硫键,然后用碘乙酰胺烷基化以防止二硫键的重新形成。可以在蛋白质溶液中加入溴酚蓝等跟踪染料以跟踪电泳运行期间蛋白质溶液通过凝胶的进程。

完成运行后的两个 SDS-PAGE 凝胶

用 SDS 变性的蛋白质应用于浸没在缓冲液中的聚丙烯酰胺凝胶层的一端。缓冲液提供用于传导电势的均匀 pH 值和离子。当在凝胶上施加电流时,带负电荷的蛋白质会穿过凝胶迁移到正极。短蛋白质更容易穿过凝胶中的孔并快速移动,而较大的蛋白质会遇到更多困难。由于基于它们的大小而产生的差异迁移,较小的蛋白质会迁移到凝胶的更远端,而较大的蛋白质会停留在靠近原点的更近端。在给定时间段后,蛋白质可能根据其大小大致分离。可以在凝胶的单独泳道中运行已知分子量的蛋白质(标记蛋白质)以校准凝胶。

染色和分析

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电泳后,可以使用考马斯亮蓝或银染色对凝胶进行染色以可视化分离的蛋白质。染色后,不同的蛋白质将根据其大小,因此根据分子量显示为凝胶中的不同条带。可以通过将条带与已知分子量的标记蛋白质进行比较来估计条带中蛋白质的分子量。分离的蛋白质可以从凝胶中切割出来,并通过其他蛋白质组学技术进行进一步分析。

参考资料

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华夏公益教科书