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基于性质分析建立HBc-VLP的高效纯化技术

2020-07-29仲为铮吴官梓于贝禾

科学与财富 2020年16期
关键词:层析脱色电泳

仲为铮 吴官梓 于贝禾

HBc-VLP由于其自身结构与免疫原性的显著优势而被广泛研究,具有很大的应用前景,规模化制备技术却一直是阻碍其发展和应用的瓶颈。常用的密度梯度离心由于处理量、时间长、成本高等只能用于实验室规模的研究,而基于色谱技术的纯化方法只有少数形成了完整的工艺,但收率低。同时,色谱技术主要集中在离子交换层析的研究,但是,大肠杆菌表达体系中,许多宿主蛋白和HBc-VLP与离子交换填料具有比较相近的亲和力,会在一定程度上影响离子层析的效率,且离子交换层析中蛋白与填料间相互作用力较强,容易导致目的蛋白难以洗脱甚至发生结构的变化而失去免疫原性。为了解决HBc-VLP现有纯化工艺收率、纯度等各方面存在的不足,本研究立足HBc-VLP的颗粒结构与表面性质,通过分析发现HBc-VLP颗粒表面的突起区域含有较多的疏水性氨基酸,组成了一个个疏水性区域,赋予HBc-VLP表面较强的疏水性,因此发展了疏水层析为基础的纯化方法。

1. 蛋白的诱导表达

用培养基将菌种活化,然后在培养箱中37℃下培养直至长出单菌落 ,之后进行一级扩增培养,最后蛋白诱导表达

2.菌体的收集与破碎

将菌体离心收集后,进行超声菌体破碎,然后弃去细胞碎片等沉淀,保留上清。

3.疏水层析纯化HBc-VLP

取10 mL Butyl-S介质,装柱,平衡缓冲液平衡十个柱体积。 60℃温度处理30 min后的细菌破碎液上清30 mL,调节硫酸铵浓度为0.5 M,pH为7.0,上样,用平衡缓冲液淋洗至基线走平并收集穿透组分。然后用不含硫酸铵的洗脱液进行洗脱,洗脱后收集。

4. 凝膠过滤层析精制HBc-VLP

疏水层析洗脱收集的15 mL洗脱液用100 kDa的超滤浓缩管进行浓缩,预装柱预先用含0.15M NaCl 的20mM PB缓冲液平衡,将浓缩后的5 mL浓缩样品上样,分离后收集。

5.蛋白质浓度测定

蛋白浓度检测根据 Bradford 的方法进行测定:

取 100 μL 样品加入到G-250工作液中测定 595 nm 处的吸光值,带入标准曲线方程即可计算得到样品中的蛋白质浓度。

6. 聚丙烯酰胺凝胶电泳

样品与 5×的上样缓冲液按照 4:1 的比例混合,100℃处理 5 min。 根据具体实验要求取一定体积(< 30 μL)的处理后样品用于电泳分析。

将处理后的样品加入到电泳胶的样品槽中。电泳仪初始电压一般设置为90 V。 待样品进入分离胶,电压可改为 120-160 V 运行,直至标示物溴酚蓝迁移出电泳胶。 小心剥下电泳胶,准备染色。

考马斯亮蓝染色液的配制:称取1 g考马斯亮蓝 R250 于450 mL的乙醇中,充分溶解。之后加入100 mL乙酸,搅拌混合,去离子水定容至1000 mL。

染色:将电泳后剥离的电泳胶放入染色液中,确保染色液充分覆盖胶面。水平摇床上室温下缓慢摇动,直至充分染色。

染色液倒出后用去离子水清洗电泳胶。加入适量脱色液后,水平摇床上缓慢摇动,室温脱色, 期间根据实际情况更换脱色液。当电泳胶蓝色背景基本脱除,蛋白条带清晰即可停止脱色。更换电泳胶至去离子水中进行图像采集,或更换至含甘油的保存液保存。

7.高效液相色谱分析

高效液相色谱分析使用 Agilent 1100系统。 TSK G5000 PWXL色谱柱。流动相为50 mM磷酸缓冲液。进样体积为 100 μL,流速设定0.5 mL/min,UV 检测器的设置检测波长为 260 nm 和280 nm。

8.透射电镜分析

密度梯度离心法纯化得到的HBc-VLP及衍生物的颗粒形貌由FEI Tecnai 20透射电子显微镜检测。在400目铜网上滴加少量样品后1%乙酸双氧铀染色,水洗脱盐干燥后观测即可。

9.最后得出结论

此次研究的创新点便在操作过程中,我们打破了传统的高速离心方法,采用光谱技术。光谱技术操作简单,易于蛋白质活性,保持应用范围广,分离效率高。这不仅仅是简单的创新,更是科技技术上的伟大创造。

通过这次科学实践,我们学到了细菌培养实践操作,蛋白质的分离纯化,蛋白质的离心浓缩,蛋白质浓度的检测技术,蛋白质纯度的检测技术等。

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