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蛋白質組學/蛋白質分離- 電泳/十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳 (SDS-PAGE)

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十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳 (SDS-PAGE)是一種凝膠電泳方法,用於根據蛋白質的質量分離蛋白質。蛋白質溶解在十二烷基硫酸鈉 (SDS) 中,十二烷基硫酸鈉是一種可以破壞蛋白質之間相互作用的去汙劑,然後進行電泳。最小的分子會更快地穿過凝膠,而更大的分子需要更長的時間,因此在凝膠的頂部附近形成條帶。

用於 SDS-PAGE 的凝膠由丙烯醯胺製成,丙烯醯胺形成交聯的聚丙烯醯胺聚合物。標準凝膠通常由兩層組成,最上面的一層稱為堆積凝膠,下面的一層稱為分離凝膠或解析凝膠。堆積層含有低百分比的丙烯醯胺,並且 pH 值較低,而分離凝膠的丙烯醯胺濃度根據要執行的樣品而異,並且 pH 值較高。堆積凝膠和分離凝膠的 pH 值和丙烯醯胺濃度的差異提供了更好的解析度和分離凝膠中更清晰的條帶。

樣品用 SDS(十二烷基硫酸鈉)處理,十二烷基硫酸鈉是一種陰離子去汙劑,透過與蛋白質形成複合物並以與其質量成比例的方式為每種蛋白質引入負電荷來使蛋白質變性。沒有 SDS,由於摺疊模式的差異,具有相似分子量的不同蛋白質會以不同的方式遷移,因為摺疊模式的差異會導致某些蛋白質比其他蛋白質更適合穿過凝膠基質。SDS 使蛋白質線性化,以便可以嚴格地按分子量分離它們。SDS 與蛋白質的結合比例約為每 1.0 克蛋白質 1.4 克 SDS [[1]],這使得大多數蛋白質具有近似一致的質量/電荷比,因此可以透過凝膠的遷移距離可以假設與蛋白質的大小直接相關。蛋白質可以進一步用還原劑處理,例如二硫蘇糖醇 (DTT) 或 TRP(三丁基膦)來打破任何二硫鍵,然後用碘乙醯胺烷基化以防止二硫鍵的重新形成。可以在蛋白質溶液中加入溴酚藍等跟蹤染料以跟蹤電泳執行期間蛋白質溶液透過凝膠的程序。

完成執行後的兩個 SDS-PAGE 凝膠

用 SDS 變性的蛋白質應用於浸沒在緩衝液中的聚丙烯醯胺凝膠層的一端。緩衝液提供用於傳導電勢的均勻 pH 值和離子。當在凝膠上施加電流時,帶負電荷的蛋白質會穿過凝膠遷移到正極。短蛋白質更容易穿過凝膠中的孔並快速移動,而較大的蛋白質會遇到更多困難。由於基於它們的大小而產生的差異遷移,較小的蛋白質會遷移到凝膠的更遠端,而較大的蛋白質會停留在靠近原點的更近端。在給定時間段後,蛋白質可能根據其大小大致分離。可以在凝膠的單獨泳道中執行已知分子量的蛋白質(標記蛋白質)以校準凝膠。

染色和分析

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電泳後,可以使用考馬斯亮藍或銀染色對凝膠進行染色以視覺化分離的蛋白質。染色後,不同的蛋白質將根據其大小,因此根據分子量顯示為凝膠中的不同條帶。可以透過將條帶與已知分子量的標記蛋白質進行比較來估計條帶中蛋白質的分子量。分離的蛋白質可以從凝膠中切割出來,並透過其他蛋白質組學技術進行進一步分析。

參考資料

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華夏公益教科書