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蛋白质组学/蛋白质分离- 电泳/技术

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凝胶电泳

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DNA 电泳装置。

凝胶电泳是一组由科学家使用的技术,用于根据物理特性(如大小、形状或等电点)分离分子。凝胶电泳通常用于分析目的,但可以用作制备技术,在使用其他方法(如质谱、PCR、克隆、DNA 测序或免疫印迹)进行进一步表征之前,部分纯化分子。(维基百科)


凝胶是由堆叠在一起的基质分子制成的,用于分离分子。凝胶通常是交联聚合物,通常由琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺制成。根据运行的物质,凝胶的成分、多孔性质和百分比将有所不同,以提供适当的分离。这种使用丙烯酰胺的分离通常在蛋白质、DNA、RNA、寡核苷酸和其他较小的分子上进行,因为它的多孔性较小。使用不同浓度和成分的丙烯酰胺会提供更厚或更薄的基质,这将根据大小和电荷进行分离。分离较大的核酸(大量核碱基)通常使用琼脂糖凝胶,由海藻提取物制成的凝胶。同样,浓度和成分的情况可能会改变物质在凝胶上运行距离的结果。使用堆叠凝胶等技术,其中凝胶的上半部分可能比下半部分更浓缩,以提供进一步的分离。

电泳是指用于推动或拉动分子通过凝胶基质的电动势 (EMF);通过将分子放置在凝胶孔中并施加电流,分子将以不同的速度穿过基质,如果带负电则朝阳极移动,如果带正电则朝阴极移动。(维基百科)电压和时间取决于凝胶的大小和样品的类型。必须注意不要运行样品过长时间,否则样品可能会从凝胶中运行出来。也必须注意电压,电压过高可能会烧毁凝胶或损坏样品。

当凝胶电泳完成运行时,对凝胶进行染色,以便观察和分析样品的条带。通常使用的染色剂是溴化乙锭、银或考马斯亮蓝染料,具体取决于样品。小心地取出凝胶,直接放入染色溶液中,并在其中放置过夜,以便适当染色。完全染色后,如果样品运行正确,应出现条带,以及应放置在凝胶两端的分子量标记,以提供适当的分析。可以通过肉眼观察,也可以在紫外线下观察,以提供更易于观察的效果。

然后将条带与凝胶两侧已知分子量标记的条带进行比较,以确定物质的近似质量,以及分离出条带。来自单个样品的具有多个条带的样品可能表明样品不纯。可以通过从凝胶中切割出分离的样品并使用凝胶内消化从凝胶中去除蛋白质,对蛋白质进行进一步分析。

在核酸的情况下,从负极到正极电极的迁移方向是由于 DNA 分子的糖磷酸骨架的天然负电荷。双链 DNA 片段通常是长链分子,因此它们通过凝胶的迁移与其 DNA 分子的大小和碱基数量有关。单链 DNA 或 RNA 往往会由于其较薄的单骨架而折叠成三级结构,并以复杂的方式穿过凝胶。DNA 可以通过断裂氢键进行变性,然后进行复性,以从凝胶中获得更容易和更准确的结果。

蛋白质

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与 DNA 相比,蛋白质在许多不同的层面上有所不同。蛋白质可以具有不同的电荷和复杂的形状,一级、二级、三级和四级结构,这使得在对样品施加负到正 EMF 时,蛋白质通过凝胶的迁移速度有很大的不同。由于这些复杂的结构,蛋白质通常会在去污剂(如十二烷基硫酸钠/十二烷基磷酸钠 SDS/SDP)的存在下进行变性或分解为简单的初级结构,该去污剂会使蛋白质带负电荷。结合和使用的 SDS 量与蛋白质的大小有关,这使蛋白质具有整体负电荷,并允许适当的迁移。

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