重组蛋白的保存方法和使用
无论是保存还是运输,请避免反复冻融。反复冻融,冰晶会破坏重组蛋白的空间结构,导致蛋白变性形成多聚体和重组蛋白构象改变,从而加快了重组蛋白的降解速度。重组蛋白保存得当与否,直接决定了重组蛋白的活性使用效果。
一 溶解(冻干粉蛋白产品)
Step 1-离心:开盖前离心试剂管,可以选用快速离心10000-12000rpmx30s 或者3000-3500rpmx5min,效果良好。冻干粉在运输过程中可能会因颠簸而漂散并粘贴于管壁或管盖上,所以在打开塑料瓶盖前,需将冻干粉通过离心收集到管底,以便用很小体积的液体即可将冻干粉完全溶解。
Step 2-重悬:用推荐的稀释液稀释并重悬至0.1-1.0mg/ml,不可振荡。这个步骤即为溶解步骤,非常重要。需要用推荐的稀释液重悬,并确保重悬液到指定的浓度范围,不可以进行涡旋振荡。
Step 3-短期保存:该重悬液在2-8℃最长可保存1周,用于短期实验,方便实验取用。
Step 4-长期保存:如果实验周期长于一周,或配制的重组蛋白一次用不完,需对其进行长期保存。方法是:将已重悬的细胞因子或蛋白用含载体蛋白,如0.1%BSA或者10%FBS或者5%HSA或者5%海藻糖的的溶液将重悬液进一步稀释,然后分装冻存于-20℃至-80℃。
二 稀释
可以用PBS或者细胞基础培养基配制,0.1%BSA或者10%FBS或者5% HSA或者5%海藻糖的稀释液备用(确保无菌)。可以使用以上四种稀释液的任意一种稀释重悬的蛋白溶液,稀释浓度根据您的使用浓度确定,不要低于10ug/ml。即可分装成小管,冻存在-20到-80度
三 蛋白产品的保存
几种蛋白保存条件对比
保存需求 | 短期保存 | 长期保存 | ||
保存条件 | 溶液保存于4℃ | 加入冷冻保护剂,储存在-20℃ | 冻存在-80℃或液氮中 | 冻干粉 |
可保存试剂 | 1周-1个月 | 一年 | 几年 | 几年 |
需添加 | 蛋白酶抑制剂混合物,抗菌剂,蛋白稳定液 | 抗冻剂(甘油或者乙二醇),蛋白稳定液 | 无 | 有的需要冻干保护剂 |
可使用次数 | 多次 | 多次 | 一次,反复冻融蛋白会降解,活力降低 | 一次,不可反复冻干 |
短期保存:
储存在4°C溶液中
将浓缩蛋白质储存在单一溶液(如PBS),置于聚丙烯管或干净的玻璃容器中,放在4°C冰箱保存。即提即用的蛋白溶液液非常适合如此保存。
优点:蛋白容易获得,可以快速进行实验,且同一管样品可重复取样,这样避免了因经常解冻而加速蛋白的降解。
缺点:在重复取样时,温度升高且暴露于环境中,可能会导致微生物污染,蛋白质失活和氧化。要避免这种情况,可以把蛋白质分成小份储存,并加入蛋白酶抑制剂、抗菌剂和还原剂等。但也要根据自己蛋白的情况,如果你的蛋白是完整的膜蛋白或分泌蛋白,很可能分子内存在二硫键,为保证其完整性,应该存储在氧化环境中。另外,储存时间超过一个月的蛋白可以考虑扔掉。
长期保存:
方案一:加入冷冻保护剂,储存在-20°C可以将蛋白保存在含有25-50% (w) 甘油或乙二醇溶液中。
优点:在低温下,蛋白质对微生物污染,蛋白酶降解和氧化反应更有抵抗力,容易保证其活性。用甘油或乙二醇稀释使蛋白处于溶液中,可以方便取样。此外,这种方式储存的蛋白质可以保存长达一年。
缺点:蛋白质在-20°溶液中仍有可能遭受水解、污染和氧化,也需加入抑制剂、还原剂等。而且将样品存放在50%冷冻保护剂中有时是不可取的,取决于你接下来要做的实验。
方案二:冻存在-80°C或液氮中将蛋白质分装成一次使用的量,快速冷冻。
优点:可以长期保存(多年),不需要甘油、叠氮化钠等化学物质,避免蛋白质降解或微生物污染。
缺点:冷冻蛋白质应一次性使用,为了避免反复冻融发生降解。此外,抗体轭合物(特别是碱性磷酸酶复合物)冷冻后可能会失活。
方案三:冻干粉末将蛋白质脱水冻干成粉末,在冰箱中无限期存放。
优点:蛋白质不会像在水溶液中发生会水解和其他形式的化学降解,冻干蛋白质的空间也比溶液要小,而且可以长期储存。
缺点:冻干并不适用于所有蛋白质,与细胞膜相关的蛋白质容易被冻干破坏。而且,并非所有的蛋白质都冻干后都能保持稳定性,有的可能会变性,从而减少它们的有用性和再溶解的能力。此外,一些蛋白质可能需要与蔗糖、甘露醇或BSA等才能保持稳定。
蛋白储存的几个技巧
分装:无论是冷冻还是储存在溶液中,将蛋白进行分装,以避免冻融,降低污染的风险。
高浓度:一方面高浓度蛋白能更能减少与塑料或玻璃结合,另一方面高浓度有利于蛋白质的稳定。可以将蛋白浓缩至1mg/ml以上,或选择添加BSA等增加蛋白的浓度。
低温:蛋白产品对温度比较敏感。一方面在较低的温度下,蛋白分子的热运动较低,分子内部成键不容易断裂;另一方面溶液中可能存在的蛋白酶活性较低,微生物不容易生长。
无菌:进行蛋白实验时,一定要戴手套,为了防止细菌的生长,蛋白质最好保存在灭菌的小管中。
速冻与速融:蛋白质溶液保存中的冷冻过程,里面的纯水首先会结为冰,这样蛋白质分子就会被暴露在高盐浓度或者pH环境下,蛋白的活性可能会破坏。因此,尽可能缩短冷冻的过程和时间。速冻可以在液氮中进行,也可以在干冰,乙醇和丙酮的混合物中进行。速冻后,蛋白质可以保存在-20度或-80度中。同样的道理,蛋白质融化的过程也要尽可能的快速,可以在温水中进行。
不可振荡:震荡产生的剪切力有可能会对蛋白质产生破坏作用。震荡时溶液中会产生气泡,氧气的进入会导致蛋白质处在氧化环境中。蛋白质中含有半胱氨酸,其极易被氧化为胱氨酸,这一过程很可能会破环蛋白质的活性。这里所说的振荡是指用涡旋仪进行快速振荡(vortex)。可以用枪头轻轻吹打几次助溶,也可以轻轻用手翻转瓶子或把瓶子放在一个缓慢摇摆的摇床上,这样做来保证缓冲液能够接触到瓶子的整个内壁。
保护剂:添加乙二醇或甘油等保护剂,使蛋白稳定,防止结冰。抑制微生物的生长,添加硫柳汞01%(w / v)或叠氮化钠0.05%(w / v)。阻止半胱氨酸氧化,可以加入1-5mM还原剂,例如DTT。
蛋白酶抑制剂:添加EDTA 、PMSF等蛋白酶抑制剂来减少蛋白质降解。
蛋白中常见的添加试剂
蛋白酶抑制剂:有蛋白酶抑制剂混合物,能够抵抗多种蛋白酶的剪切和破坏。以下为常见的蛋白酶抑制剂
蛋白酶抑制剂 | 靶标蛋白酶 | 工作浓度 |
PMSF | 丝氨酸蛋白酶 | 0.1-1mM |
Benzamidine | 丝氨酸蛋白酶 | 1mM |
Pepstatin A | 酸性蛋白酶 | 1ug/ml |
Leupeptin | 1ug/ml | |
Aprotinin | 丝氨酸蛋白酶 | 5ug/ml |
Antipain | 1ug/ml | |
EDTA and EGTA | 金属蛋白酶 | 0.1-1mM |
抗冻剂(例如乙二醇,甘油等):25%-50%浓度加入,防止结冻产生冰晶。
抗菌剂:0.02-0.05%的叠氮化钠或者0.01 %的硫柳汞,抑制微生物。
蛋白稳定液:可用于蛋白冷藏或者冷冻保存,适用于酶类或者需要维持完整功能的蛋白。
金属离子螯合剂(EDTA)或者还原剂(DTT),维持半胱氨酸还原状态,防止被氧化。