結構生物化學/蛋白質識別
純化完成後,如何證明你成功分離出了正確的蛋白質?可以使用多種技術來識別分離出的蛋白質是否為目標蛋白質,包括免疫反應。
概述 人體產生數百萬種抗體,每種抗體都針對特定的蛋白質結構。這種“Y” 形抗體透過其結合位點識別蛋白質結構,結合位點能夠透過形成分子間鍵與具有完美匹配的抗原結合。在暴露於病原體後,生物體可以產生多種不同的抗體來識別該病原體,以便在每次後續暴露時都能識別它。這些多克隆抗體附著在同一個病原體的不同區域,以對抗改變病原體表面蛋白質並使特定抗體識別位點失效的突變。
單克隆抗體 雖然從生物體的角度來看,多克隆抗體非常有用,但在實驗室中,它們卻很混亂且效率低下,因為人體不會以精確的比例產生它們。不同的抗體樣本將包含不同數量的幾種抗體,每種抗體與蛋白質產物的結合方式不同。那麼,研究人員如何迫使模式生物只為特定蛋白質產生一種型別的抗體呢?塞薩爾·米爾斯坦和喬治·科勒發現了這個問題的解決方案,他們將產生抗體的細胞與能夠無限期地大量產生相同蛋白質的永生癌細胞(骨髓瘤細胞)混合在一起。然後可以選擇能夠產生所需抗體的雜交細胞,並在大量培養物中或在模式生物本身作為腫瘤進行培養。
酶聯免疫吸附測定 (ELISA) ELISA 有兩種型別,“間接” 和“夾心”。兩者都使用特異性抗體來識別目標蛋白質。這種第一抗體必須針對每種不同的蛋白質專門生產。在洗去未結合的抗體或蛋白質後,將第二種含有能夠產生可視確認目標蛋白質存在的酶的抗體引入溶液中。這種第二抗體是一種通用抗體,無論目標蛋白質是什麼,都可以使用。
間接 ELISA:1)用蛋白質包被容器。2)與蛋白質特異性的第一抗原與蛋白質結合。3)洗滌容器。如果目標蛋白質不存在,抗體將不會結合,並將從溶液中去除。4)加入含有酶的第二抗體,與第一抗體結合。5)與第一抗體的結合誘發化學反應,導致溶液發生可視識別變化(顏色變化或熒光),表明第一抗體存在,進而表明目標蛋白質也存在。參見圖 1。

夾心 ELISA:1)用單克隆抗體包被容器。2)加入蛋白質,如果它是目標蛋白質,它將與抗體結合。3)洗滌容器。只有目標蛋白質和抗原將保留(如果有)。4)加入與酶結合的第二抗體,它將與蛋白質結合。5)與蛋白質結合將誘發化學變化,以便透過可視確認來識別蛋白質的存在。請注意,由於第二酶直接附著在蛋白質上,因此可視變化的速率可用於確定蛋白質的含量。參見圖 2

蛋白質印跡 1)透過凝膠電泳將目標蛋白質與其他蛋白質或分子雜質分離後,將產生的蛋白質條帶從凝膠轉移到薄聚合物片上。這使得蛋白質更容易與反應發生。2)加入單克隆抗體。只有目標蛋白質會與抗體反應,因此只有一條帶將附著抗體。3)洗滌聚合物片,去除未結合的抗體。4)與酶結合的第二抗體與第一抗體結合。5)化學反應使包含目標抗體的條帶發生可視變化。或者,照相膠片可以覆蓋在薄片上,並記錄包含附著抗體的蛋白質條帶。參見圖 3。
