变性梯度凝胶电泳及其在法医学中的应用
变性梯度凝胶电泳及其在法医学中的应用
【关键词】变性梯度凝胶电泳；法医学应用
【中图分类号】r919．2
【文献标识码】b
【文章编号】1007—9297(20xx)02—0063—04
随着人类基因组计划的实施和迅速发展．人类基
因的神秘面纱已逐步揭开，越来越多的疾病或基因多
样性均与基因的突变有关。因此，对基因突变的筛选
或诊断无论对基础研究还是临床研究均具有重要意
义。近年来，一系列新的基因突变检测方法层出不穷
的同时，经典的方法也不断得到改进。其中。由fischer
和lerman[ ，2】创立的变性梯度凝胶电泳(denaturing gra— dient gel electrophoresis，dgge)历经多次改良，已发展成一类极具实用价值的常规突变检测技术．被广泛
应用于疾病的诊断或相关基因的筛查、人类基因多态
性分析、微生物种群研究等各个领域。
一
、dgge基本原理
dgge是利用dna的物理性质进行突变分析的。
其原理是基于待测dna 片段双螺旋的解链温度
(melting temperature。tm)。tm值由dna片段的碱基数目和碱基组成共同决定。主要引起低温解链区域解
链。当dna片段在变性剂(尿素和甲酰胺)浓度呈线
性梯度增加的凝胶中电泳时。起初双螺旋dna片段
以恒定的速率(由分子量决定)向前迁移，在抵达变性
效果相当于其tm值的变性剂浓度点时．双链dna开
始部分解链．部分解链后的dna分子呈分枝状使其
迁移速度极度减缓．几乎处于“停顿”状态。长度相同
但序列不同的dna片段。即使仅存在单个碱基改变。
也将影响邻近碱基间的相互作用．导致tm值的改变．
从而在不同的变性剂浓度点解链、“停顿”．这样dna
片段由于相同电泳时间内的不同位移而得以分离。
上述原理仅能检测dna片段中低温解链区存在
的序列差异或突变．而位于高温解链区的则无法检
出．因高温解链区解链的变性条件可使整个双链完全
解开导致序列依赖的凝胶迁移特性丧失。基于此．可
通过克隆或pcr方法在待检目的片段的5 端引入
3o 5o个gc碱基组成的寡核苷酸链．即gc—clamp。
使其成为片段中tm最高的区域，从而使目的片段高
温解链区解链时dna双螺旋不至于完全解链成单
链，极大增加dgge的突变检出率。[3]
变性梯度凝胶是有方向性的，据此可将dgge分
为两类：垂直dgge和平行dgge。垂直dgge的变
性剂梯度方向与电泳方向垂直，可用于确定同一dna
片段上不同的解链区域、优化样本的分离条件或分析
pcr产物的组成；平行dgge的变性剂梯度方向与电
泳方向一致，在所检测的dna解链区域和温度已知
的情况下可用于多个样本的同时分析。
二、dgge衍生技术
圈i t 曩
(一)恒定变性凝胶电泳(constant denaturant gel
electrophoresis，cdge)
由hovig等嗍(1991年)在dgge的基础上发展
而来．它是通过预试验或理论计算预先精确确定待测
dna片段的tm值后即采用相当于该tm值的单一变
性剂浓度的凝胶电泳．使不同的dna片段各自以不
同但恒定的速度迁移。cdge避免了化学变性剂梯度
的应用．且选择特定的最佳变性剂浓度可获得最好的
分辨效果。同时克服了dgge电泳时间长的缺点，使
其变得更加简单快速。但对含有多个解链区域的目的
片段需选择不同浓度的变性凝胶以提高检测效率。因
需事先精确确定待测片段的tm值。故该法主要用于
已知突变的检测。
【基金项目l 国家自然科学基金资助(no．30300399)
【作者简介l 黄代新(1969一)，男，湖北松滋人，博士，副教授，主要从事法医分子遗传学研究。
· 146 ·
(二)温度梯度凝胶电泳(temperature gradient gel
electrophoresis，tgge)
tgge凝胶中含有固定浓度的化学变性剂，在电
泳过程中．通过微处理器控制从凝胶的顶端到底端形
成一线性增加的温度梯度，以此取代dgge中的化学
变性剂浓度梯度。变性环境由凝胶中恒定浓度的变性
剂和温度梯度共同构成。[5,61由于无需制备变性梯度
胶，tgge较dgge更加简单稳定。但目前大多tgge
仪器所允许的温度范围为15℃～80℃ ，较大片段的
tm值会因接变性梯度凝胶电泳及其在法医学中的应用第2页
近8o℃从而增加了检测的困难。
(三)瞬时温度梯度凝胶电泳(temporal tempera—
ture gradient gel electrophoresis，ttge)
由日本学者yoshino等同于1991年建立．最初称为温
度掠扫凝胶电泳(temperature sweep gel electrophoresis，
tsge)，后改称为tyge。其原理类似于tgge，是在加
有一定浓度化学变性剂的聚丙烯酰胺凝胶电泳过程
中，使凝胶板的温度以恒定速度逐渐升高，从而在跑
胶的过程中形成一个温度梯度，这样整个凝胶中任何
位置的温度在任何特定的时间点都是相同的，但随着
时间的改变而变化。凝胶的温度条件可用相关软件
(如macmelt、winmelt软件等)从相应序列的理论解链曲线获得，而无需通过大量实验摸索。]~fge无需制备
变性梯度凝胶，随时间而调整温度也较tgge更易操
作．同时在不降低灵敏度的前提下．其分离范围更宽，
可检测长达lkb的片段。尤其是通过调节温度范围
(窄或宽)及升温速度可以很灵活地调节tyge的分离范围[81。
三、dgge的主要技术特点
作为常规突变检测技术．dgge具有以下优点：(1)
高检测率和灵敏度。对几百bp长的dna片段，使用
带gc—clamp的pcr—dgge技术．突变检出率接近
100％。在tgge中，一般2ram可对应0．6℃温差，而在
ti~ge中．每小时升温可控制为0．1℃ ．极小的tm值差异也可被检出，尤其适用于单碱基突变个体的筛查。
在含量方面，dgge的检测灵敏度可达1％。(2)检测片
段长，可达1 kb。但其最适分离范围为100～500 bp，随
着片段长度增加．其检出率相应降低。(3)简单快速。主
要电泳条件均由微处理器控制。如用bio—rad公司的
dcode突变检测系统最快可在2小时内检测64个样品。(4)可从凝胶中分离回收片段直接用于测序。当
然．该技术也存在一些不足之处：(1)实验之初需进行
计算机分析或预试验以确定最佳的分离条件。(2)使用
带gc—clamp的引物增加了实验费用。(3)gc含量较高
的片段用dgge不易分析。(4)制备精确的梯度凝胶需
法律与医学杂志20xx年第12卷(第2期)
要熟练的操作技巧及复杂的仪器设备。(5)仅能检测突
变的存在但不能确定突变类型，需进一步测序确定。
四、法医学应用
(一)在法医dna 分型中的应用
dgge及相关衍生技术高效率的突变检测能力使
其在法医dna多态性分型中具有极大的应用潜能。
1991年。burmeister等[91采用类似rflp的基因组
dgge(genomic dgge，gdgge)技术分析人类21号染色体长臂近侧区的序列多态性取得良好的效果。与
rflp不同的是，即使限制性内切酶消化后片段长度相同的消化产物gdgge也能分离。在蛋白遗传标记
的基因分型方面，1991年，johnson等【 ol用dgge技术成功检测出人类f一1一抗胰蛋白酶基因的所有主要等位
基因(m1ala、m1val、m2、m3、s和z)以及存在于内含
子3和4中的大量遗传多态性。次年，johnson等【l】1又用pcr—dgge技术尝试对abo血型进行基因分型．
一次扩增即可成功检测6种主要基因型，同时还发现
了未曾报道过的o和b等位基因中包含的序列多态
性，在95个无关欧洲个体中共检出4个不同的o等
位基因和2个不同的b等位基因，从而使该系统的法
医学应用价值大为提高。takahashi等【 21(1991年)在分析日本人群人类f-球蛋白基因5 侧翼区a 兀’rr串
联重复多态性时．以rna ：dna形成异源双链方式
采用dgge技术，除成功检出已报道的重复次数为5
和6的两个等位基因外．还检出了重复次数为7和第
5个重复单位中形成a／g替换的2个新等位基因。
chen等【 31(1994年)用tgge技术对hla—drb3第二外显子271bp的扩增片段采用35℃ ～7o℃ 的温度
梯度进行分析．在hla—drb3的4个等位基因
drb3*0101、"0201、*0202和"0301中可成功检出3 个同源双链片段．其中"0201和*0202因具有相同的
热稳定性无法区分，但可通过人工形成异源双链的方
法加以区分．证实了tgge技术是检测hla基因型
的有效手段。steers等【 (1996年)用pcr—dgge技术
通过扩增分析rhd和rhce基因的第2、第5外显子
成功地从基因组dna实现了rh表型分型。日本学者
matsuzaki—takada和mukaidat 5】通过精心设计引物和优化实验条件．采用pcr—dgge技术实现了在同一
凝胶板上同时进行红细胞血型mn、dufy和kidd以
及血清型gc的基因型分型。
mtdna多态性多表现为不同核苷酸的替换，故
pcr—dgge这种灵敏高效的突变筛选技术非常适于
mtdna的突变筛选或检测．对此已有较多的研究报道
r 7j
。利用dgge技术进行mtdna分析不仅可以同时
法律与医学杂志20xx年第l2卷(第2期)
进行多个样本的检测比对．而且还可应用于mtdna
异质性分析。1999年，steighner等[181在评估pcr— dgge技术检测mtdna高变区l(hv1)序列多态性的可靠性时，所有设计的49对配对序列(每对仅存在
1个碱基差异)用该技术可全部有效加以区分。次年．该研究小组又用dgge技术对253个随机个体的
mtdna hv1进行了分析，发现35个个体存在异质性，其中33个为单核苷酸异质，2个为二核苷酸异质，
进一步证实了mtdna异质性存在的普遍性，而且该
技术检测异质性的灵敏度高达1o~[19]。
(二)在法医病理学研究中的应用
法医病理学中dgge技术的应用相对较少。1999
年，opdal等用pcr—ti’ge技术对158例婴幼儿猝
死综合征(sids)和97例正常对照的mtdna 3230～
3330nt区域进行分析．从4例sids中检出3个不同的
点突变(t3290c、t3308c和t3308g)．而对照组未检
出．同时发现这4例sids的mtdna d一环区碱基替换
率较高，提示mtdna的突变在部分sids中起作用。
nobel等用pcr—dgge技术对蓝藻和硅藻群
落的16s rdna进行研究，发现不同时间、不同环境的
水体或土壤，其蓝藻和硅藻群体的电泳图谱构成均不
相同，形成高度特异的“群落指纹”。基于此，作者设计
课题将该技术引入法医学用于溺死的诊断研究，以期
建立一种特异性好、灵敏度高，既能定性诊断溺死，同
时又能提示溺死地点的全新的分子生物学鉴定方法，
且初步的研究结果较为理想。
五、展望
随着相关技术的发展，dgge技术也会不断发展，
其突变检测能力将进一步增强。如gelfi等将tgge
与毛细管电泳结合建立了高度灵敏的温度梯度毛细
管电泳(temperature gradient capillary electrophoresis，
tgce)技术．并成功分析了囊性纤维化跨膜传导调节
蛋白(cyfr) 基因外显子17b 中的3个点突变
(r1066h、r1066c和f1052v)和外显子14a中的两个
多态性(v868v和t854t)。此外，将荧光技术与dgge
结合的荧光多重复合dgge (fluorescent multiplexing
of denaturing gradient gel electrophoresis，fm—dgge) 技术(http：／／www．miraibio．com／pdf／tech／appnotes／mutation％ 20detection％20．pdf)可使具有多个解链区的多
个位点在同一凝胶上通过重复扫描进行分析，实现了
相对高通量、快速、灵敏的检测目标。相信随着其检测
能力的不断提高，dgge技术定会在更多的领域发挥
更加重要的作用。
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· l47 ·
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RNA的琼脂糖凝胶电泳 实验原理 RNA电泳可以在变性及非变性两种条件下进行。非变性电泳使用1.0%--1.4%的凝胶，不同的RNA条带也能分开，但无法判断其分子量。只有在完全变性的条件下，RNA的泳动率才与分子量的对数呈线性关系。因此要测定RNA分子量时，一定要用变性凝胶。在需快速检测所提总RNA样品完整性时，配制普通的1%琼脂糖凝胶即可。 基本过程同DNA电泳一样，但应明确一点的是，因为RNA分子对RNA酶的作用非常敏感，因此必须用对RNA酶有抑制作用DEPC水来配置所有溶液，所有与RNA接触的仪器和装置都要严格处理以尽量减少RNA酶对样品的降解；另外，因为RNA分子有二、三级结构可以影响其电泳结果，因此电泳时应在变性剂存在下进行，常用的变性剂为甲醛和戊二醛。 RNA非变性琼脂糖凝胶检测 实验材料、器具及药品 蘑菇的总RNA溶液。电泳仪，电泳槽，电子天平，移液器，枪头，微波炉，紫外透射检测仪等。琼脂糖，1XTAE电泳缓冲液，0.5μg/ml溴化乙锭（EB）10X载样缓冲液。 实验步骤 （1）用1×TAE电泳缓冲液制作琼脂糖凝胶，加1×TAE电泳缓冲液至液面覆盖凝胶。（2）在超净工作台上，用移液器吸取总RNA样品4 ul于封口膜上。在实验台上再加入5 ul 1×TAE电泳缓冲液及1 ul 的10X载样缓冲液，混匀后，小心加入点样孔。 （3）打开电源开关，调节电压至100V，使RNA由负极向正极电泳，约30min后将凝胶放入EB染液中染色5min,用清水稍微漂洗。在紫外透射检测仪上观察RNA电泳结果。
非变性电泳：上样量超过3ug，电压超过6V/cm，电泳缓冲液时间太长，均可能导致28S 和18S 条带分不开。使用2ug 上样量，电压小于6V/cm，使用新鲜的电泳缓冲液并且频繁混匀两极的缓冲液，是获得好的电泳结果的前提。(以DNA 标准为参照，28S 和18S 分别位于2.0kb 和0.9kb 左右。) 变性电泳条带变淡：EB 与单链的结合能力要差一些，故同样的上样量，变性电泳比非变性电泳要淡一些。另外的可能是甲醛的质量不高。 RNA的变性琼脂糖凝胶检测 试剂： （1）MOPS缓冲液（10*）:0.4mol/L 吗啉代丙烷磺酸（MOPS）(PH7.0)，0.1mol/L NaAc, 10mol/L EDTA。 （2）上样染料：50%甘油，1mmol/L EDTA ,0.4%溴酚蓝，0.4%二甲苯蓝。 （3）甲醛。 （4）去离子甲酰胺。
变性梯度凝胶电泳 变性梯度凝胶电泳（denatured gradient gel electrophoresis，DGGE），是根据DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。具体而言，就是将特定的双链DNA片段在含有从低到高的线性变性剂梯度的聚丙烯酰胺凝胶中电泳，随着电泳的进行，DNA片段向高浓度变性剂方向迁移，当它到达其变性要求的最低浓度变性剂处，双链DNA形成部分解链状态，这就导致其迁移速率变慢。由于这种变性具有序列特异性，因此DGGE能将同样大小的DNA片段很理想地分开，它是一种很有用的分子标记方法。 DGGE最初是Lerman 等人于20 世纪80 年代初期发明的，起初主要用来检测DNA 片段中的点突变。Muyzer 等人在1993 年首次将其应用于微生物群落结构研究，并证实了这种技术在研究自然界微生物群落的遗传多样性和种群差异方面具有明显的优越性。此后十年间，该技术被广泛用于微生物分子生态学研究的各个领域，现已广泛应用于生物多样性调查、亲缘关系鉴定、基因突变检测等多个领域。这一技术能够提供群落中优势种类信息，并同时分析多个样品，具有可重复和操作简单等特点，适合于调查种群的时空变化。而且可通过对条带的序列分析或与特异性探针杂交分析，鉴定群落组成。DGGE通过逐渐增加的化学变性剂线性浓度梯度，可以把长度相同但只有一个碱基不同的DNA片段分离。 作为一种突变检测技术，DGGE具有如下的优点：（1）突变检出率高。DGGE的突变检出率为99%以上。（2）检测片段长度可达1kb，尤其适用于100~500bp的片段。（3）非同位素性。DGGE不需同位素掺入，可避免同位素污染及对人体造成的伤害。（4）操作简便、快速。DGGE一般在24小时内即可获得结果。（5）重复性好。但是，该方法需要特殊的仪器，而且合成带GC夹的引物也比较昂贵。 DGGE的基本原理及方法： DGGE不是将分子量不同的DNA分开，而是通过聚丙烯酰胺凝胶中变性剂浓度梯度的不同，将序列不同的DNA分开。该方法的原理是根据DNA 的解链特性，不同碱基组成的DNA双螺旋发生变性所要求的变性剂浓度不同，混合双链DNA在变性剂浓度呈线性梯度增加的聚丙烯酰胺凝胶电泳时，当泳动到与DNA变性所需变性剂浓度一致的凝胶位置时，相对应的DNA发生解链变性，导致电泳迁移速率降低。由于泳动受阻DNA分子在凝胶中
非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)的分类 有三种常用的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳方法：blue native（BN-PAGE），clear native （CN-PAGE），quantitative preparative native continuous（QPNC-PAGE）。 在一个典型的native PAGE方法中，复合物被CN-PAGE或BN-PAGE分离。然后可以用其它分离方法如SDS-PAGE或等电聚焦做进一步分离。随后切割凝胶，蛋白复合物每一个部 分都被分开。蛋白的每个条带可以消化后做肽链指纹图谱或重新测序。这样就可以提供一个蛋白复合物中单个蛋白的重要信息。 1. Blue Native PAGE Blue Native PAGE是最古老的Native-PAGE技术。是以考马斯亮蓝作为电泳分离后蛋白 质鉴定染料的一种电泳方法。这种方法的缺点是：考马斯亮蓝与蛋白的结合起到了去垢剂的作用，可能导致复合物的分离；并对化学发光或蛋白质辅基的荧光或荧光染料的标记具有潜在的猝灭作用。 Blue Native PAGE在分析蛋白质-蛋白质相互作用以及膜蛋白复合物方面有很大的优势，其分离范围在100KDa-10MDa。在Blue native PAGE过程中，最重要的化合物就是考马斯亮蓝，除了增溶作用以外，蛋白质表面结合了大量的考马斯亮蓝染料而带上负电荷，这会导致即使碱性蛋白在pH7.5条件下也会向阴极迁移。但是，蛋白质虽然带有大量的负电荷，然而其分离依据的根本还是根据不连续的凝胶梯度-凝胶孔径的逐渐减小，蛋白质最终迁移 到其自身大小与凝胶孔径相近似的位置而停止。并且在分离膜蛋白的过程中，由于带有负电荷，而不会引起蛋白聚合，与酸性染料的结合，膜蛋白也由疏水性变成亲水性，溶解性大大提高。 1.2 Clear Native PAGE Clear Native PAGE是通过除染色以的其它方法如SLS鉴定蛋白的电泳技术。然而，这种方法最大的应用还是研究蛋白质-蛋白质相互作用，特别是和质谱联用。 Clear Native PAGE是在聚丙烯酰胺凝胶中分离酸性水溶性蛋白和膜蛋白（PI<7）的电泳
变性梯度凝胶电泳及其在法医学中的应用 变性梯度凝胶电泳及其在法医学中的应用 【关键词】变性梯度凝胶电泳；法医学应用 【中图分类号】r919．2 【文献标识码】b 【文章编号】1007—9297(20xx)02—0063—04 随着人类基因组计划的实施和迅速发展．人类基 因的神秘面纱已逐步揭开，越来越多的疾病或基因多 样性均与基因的突变有关。因此，对基因突变的筛选 或诊断无论对基础研究还是临床研究均具有重要意 义。近年来，一系列新的基因突变检测方法层出不穷 的同时，经典的方法也不断得到改进。其中。由fischer 和lerman[ ，2】创立的变性梯度凝胶电泳(denaturing gra— dient gel electrophoresis，dgge)历经多次改良，已发展成一类极具实用价值的常规突变检测技术．被广泛 应用于疾病的诊断或相关基因的筛查、人类基因多态 性分析、微生物种群研究等各个领域。 一 、dgge基本原理 dgge是利用dna的物理性质进行突变分析的。 其原理是基于待测dna 片段双螺旋的解链温度 (melting temperature。tm)。tm值由dna片段的碱基数目和碱基组成共同决定。主要引起低温解链区域解 链。当dna片段在变性剂(尿素和甲酰胺)浓度呈线 性梯度增加的凝胶中电泳时。起初双螺旋dna片段 以恒定的速率(由分子量决定)向前迁移，在抵达变性 效果相当于其tm值的变性剂浓度点时．双链dna开 始部分解链．部分解链后的dna分子呈分枝状使其 迁移速度极度减缓．几乎处于“停顿”状态。长度相同 但序列不同的dna片段。即使仅存在单个碱基改变。 也将影响邻近碱基间的相互作用．导致tm值的改变． 从而在不同的变性剂浓度点解链、“停顿”．这样dna 片段由于相同电泳时间内的不同位移而得以分离。 上述原理仅能检测dna片段中低温解链区存在 的序列差异或突变．而位于高温解链区的则无法检 出．因高温解链区解链的变性条件可使整个双链完全 解开导致序列依赖的凝胶迁移特性丧失。基于此．可 通过克隆或pcr方法在待检目的片段的5 端引入 3o 5o个gc碱基组成的寡核苷酸链．即gc—clamp。 使其成为片段中tm最高的区域，从而使目的片段高 温解链区解链时dna双螺旋不至于完全解链成单 链，极大增加dgge的突变检出率。[3]
6 ％变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 实验试剂及配制： a, 40 %丙烯酰胺单体凝胶贮存液。丙烯酰胺38 g，甲叉双丙烯酰胺 2 g，加双蒸水定容至 100mL，过滤，贮存于棕色瓶中。 b,变性剂。1 M NaOH 1 mL，甲酰胺 95 mL，溴酚蓝 0. 05 g，二甲苯青 0. 05 g，加双蒸水定容至100 mL。 C, 固定液。100 mL 冰醋酸溶于双蒸水定容至1 000 mL。 d, 银染液。硝酸银 1 g， 37 甲醛 1. 5 mL，加双蒸水定容至1000 mL。 f, 显影液。无水碳酸钠 30 g， 37 甲醛 1. 5mL， 10 mg /mL 硫代硫酸钠 200 μL，加双蒸水定容至 1 000 mL。 DNA 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的操作流程 6 ％变性凝胶的制备：40 %的凝胶贮存液 11. 2 mL，尿素36.36g， 5 × TBE 15mL，加双蒸水定容至 75 mL。预冷至 4 ℃后，加入500 μL 10 过硫酸铵和 50 μL TEMD 混合均匀，灌胶。灌胶完毕，插入样品梳，在室温下聚合 30 ～60 min。聚合完全后，梳齿下可见二条折光线。 电泳:安装电泳装置，在电泳槽中加入1 × TBE缓冲液，使缓冲液覆盖样品孔。拔出样品梳，用移液器吸取适量缓冲液冲洗样品孔。打开变压器，恒定功率 60 W 预电泳 15 ～30 min。预电泳结束后，用移液器将 DNA 样品小心注入样品孔中( 加样量为 3 ～ 5 μL) ，电泳直至带型分开。
固定:关闭电源，卸下玻璃板，剥离玻璃板，将胶板置于固定液中固定 30 min，直到指示剂颜色褪去。 漂洗:将胶板转移到双蒸水中漂洗三遍， 每次 2 ～ 3 min。 染色:转移胶板至染色液中，在摇床上摇 动染色 30 ～ 40 min。 显影:将胶板在双蒸水中漂洗 5 ～ 10 s 后 立即放入预冷为 4 ℃～ 10 ℃的显影液中，摇动显 影直到带型完全出现。 定影:将出现带型的胶板放入固定液中定 影 2 ～ 3 min，再用双蒸水漂洗两次 ( 每次 2 min) 。 干胶:胶板置于室温自然干燥。 带型统计 改良方法：a,银染 0.5%HNO+0.1 %AgNO b,漂洗蒸馏水2-3s C,显影 1.5% NaOH+0.2%Na_CO+0.5%HCHO 2-5 min d, 终止 5%无水乙醇+ 0.5 %HNO1 m后用自来水冲洗1 min。
变性梯度凝胶电泳(DGGE)实验 【实验目的】 掌握变性梯度凝胶电泳检测新的突变，以及测定高度多态基因的基因型的技术方法。 【实验原理】 在现代遗传学中DNA 序列突变的分析占有十分重要的地位。由于在较大DNA 序列中检测一个细微的突变非常困难，因而现在人们建立了几种方法来解决这一难题。变性梯度凝胶电泳(DGGE)能把长度相同而核苷酸顺序不同的双链DNA 片段分开。这种方法利用了DNA 分子从双螺旋型变成局部变性型时电泳迁移率会下降的现象。不同的DNA 片段发生这种变化所需梯度不同。DGGE 的凝胶中沿电场方向变性剂(甲醛和尿素)含量递增，当DNA 片段通过这种变性剂递增的凝胶时，不同分子的电泳迁移率在不同区域会发生降低。这就可使核苷酸顺序不同DNA 片段分开。此方法可作为测序的初始步骤在杂合个体中分离等位基因。许多研究表明变性递度凝胶电泳分离能力很强，它可以把相差仅1bp 的DNA 片段分开。 【仪器、材料与试剂】 1.50×TAE 缓冲液(2mol/LTris 乙酸盐，0.05mol/L EDTA pH8.0)1L 体积：242gTris碱，57.1mL 冰醋酸，100mL 0.5mol/L EDTA pH8.0，加水至lL。 2.丙烯酰胺贮存液：40%丙烯酰胺(38:2 丙烯酰胺:双丙烯酰胺)。 3.过硫酸铵贮存液(10%)：10mL 配制：1g 过硫酸铵加水至10mL。TEMED(N，N，N＇，N＇，—四甲基乙二胺)。 4.变性剂贮存液：(0%)6%丙烯酰胺TAE 溶液。250mL 溶液：37.5mL 丙烯酰胺贮存液，5mL50×TAE 缓冲液，加水至250mL，过滤和排气。 5.变性剂贮存液(100%)：6%丙烯酰胺，7mol/L 尿素，40%甲醛TAE 溶液。250mL配制：37.5mL 丙烯酰胺贮存液，5mL50×TAE 缓冲液，105g 尿素，100mL 甲醛，加水至250mL，过滤并排气。 6.染料：40%(W/V)蔗糖，0.25%溴酚蓝，0.25%二甲苯青和30%甘油。 7.塑料胶框、梳子和垫片，两个用于固定胶框中玻璃片的塑料支架。 8.一有柄和一无柄的两片玻璃板(尺寸：17.78cm 宽×20.32cm 长×0.635cm 厚)，有柄的玻璃板有一个13.97cm 宽，2.54cm 厚的突出。
蛋白质在烹调过程中的变化 富含蛋白质的食物在烹调加工中，原有的化学结构将发生多种变化，使蛋白质改变了原有的特性，甚至失去了原有的性质，这种变化叫做蛋白质的变性。蛋白质的变性受到许多因素的影响，如温度、浓度、加工方法、酸、碱、盐、酒等。许多食品加工需要应用蛋白质变性的性质来完成，如:水煮蛋、咸蛋、皮蛋、豆腐、豆花、鱼丸子、肉皮冻等。 在烹调过程中，蛋白质还会发生水解作用，使蛋白质更容易被人体消化吸收和产生诱人的鲜香味。因此我们需要了解和掌握蛋白质在烹调和食品加工过程中的各种变化，使烹调过程更有利于保存时食物中的营养素和增进营养素在人体的吸收。 一、烹调使蛋白质变性 1、振荡使蛋白质形成蛋白糊 在制作芙蓉菜或蛋糕时，常常把鸡蛋的蛋清和蛋黄分开，将蛋清用力搅拌振荡，使蛋白质原有的空间结够发生变化，因其蛋白质变性。变形后的蛋白质将形成一张张有粘膜的网，把空气包含到蛋白质的分子中间，使蛋白质的体积扩大扩大很多倍，形成粘稠的白色泡沫，即蛋泡糊。 蛋清形成蛋泡糊是振荡引起蛋白质的变性。蛋清能否形成稳定的蛋泡糊，受很多因素的影响。蛋清之所以形成蛋泡糊，是由于蛋清中的卵粘蛋白和类粘蛋白能增加蛋白质的粘稠性和起泡性，鸡蛋越新鲜，蛋清中的卵粘蛋白和类粘蛋白质越多，振荡中越容易形成蛋泡糊。因此烹调中制作蛋泡糊，要选择新鲜鸡蛋。 如果搅拌震动的时的温度越低或振荡时间较短，蛋清形成的蛋白糊放置不久仍会还原为蛋清，因为这种情况下，只能破坏蛋白质的三、四结构，蛋白质二级螺旋结构没有拉伸开，无法形成稳定的蛋白质网。一旦失去振荡的条件，空气就会从泡沫中逸出，蛋白质又回复到原来的结构，这种变性称为可逆性。烹调和食品加工都不希望发生这种可逆变性发生，要设法提高蛋泡糊的稳定性。 向蛋清中加入一定量的糖，可以提高蛋泡糊的稳定性。蛋清中的卵清与空气接触凝固，使振荡后形成的气体泡膜变硬，不能保容较多的气体，影响蛋泡糊的膨胀。糖很强的渗透性，可以防止卵清蛋白遇空气凝固，使蛋泡糊的泡膜软化，延伸性、弹性都增加，蛋泡糊的体积和稳定性也增加。 做蛋泡糊时，容器、工具和蛋清液都不能沾油。搅打蛋清时如果沾上少量油脂就会严重破坏蛋清的起泡性能，因为油脂的表面张力大于蛋清泡膜的表面张力，能将蛋泡糊的的泡沫拉裂，泡沫中的空气很快从断裂处逸出，蛋泡糊就不能形成。
此文档下载后即可编辑 基因突变的检测方法 基因突变的检测方法 基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一，检测方法也随之迅速发展。人类细胞癌基因的突变类型已如上所述，对于基因突变的检测，1985以前，利用Southern印迹法，可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。对于用该法法不能检测的突变，只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。多聚酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）技术是突变研究中的最重大进展，使基因突变检测技术有了长足的发展，目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上，并且 由PCR衍生出的新方法不断出现，目前已达二十余种，自动化 程度也愈来愈高，分析时间大大缩短，分析结果的准确性也有很大很提高。其中包括单链构象多态性（single-strand comformational polymorphism,SSCP）和异源双链分析法（heteroduplex analysis,HA）。下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法，可根据 检测目的和实验室条件选择时参考。 PCR-SSCP法PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上，短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象， 一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构，这种二级结构依赖于其碱基组成，即使一个碱基的不同，也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速，因而被广泛用于未知基因突变的检测。用PCR-SSCP法检测小于200bp 的PCR产物时，突变检出率可达70％-95％，片段大于400bp时，检出率仅为50％左右，该法可能会存在1％的假阳性率。应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件，一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响，同时该法不能测定突变的准确位点，还需通过
变性聚丙烯酰胺凝胶电泳及银染实验 一变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 配制溶液： 1、30% Acrylamide（14.5 g 丙烯酰胺，0.5g 双丙烯酰胺，加水溶解，定容至50 ml，4℃，棕色瓶中储存） 2、10% 过硫酸铵（0.5g APS，溶于5ml 去离子水中，4℃可储存数个月） 3、10 ×TBE 缓冲液（10.8g Tris,0.744g EDTA,5.5g 硼酸，定容到100ml） 4、TEMED 5、20-200 DNA marker 6、尿素 实验步骤： 1、配置10%的胶10ml：8M*10ml*60g/mol=4.8g 尿素 6.1ml water 3.3ml 30% Acrylamide 1ml 10 ×TBE 0.11ml APS 0.01mlTEMED 2、立即将胶倒入两块板间并插好梳子，放置，待凝固30min，时间可以适当延长。 3、向电泳槽加入1×TBE，拔出梳子并用注射针筒多次洗涤点样孔，尽可能排除未聚合 的丙烯酰胺。 4、将DNA marker 加到点样孔中，以120V（10V/cm）进行电泳直到燃料走到靠近底部 的三分之一处，大约需要60-90分钟。 二银染实验 银染溶液的配置：实验之前准备4℃水 1、固定液（10%醋酸）：20ml冰醋酸，180mlddH2O混匀（通风厨中进行） 2、染色液：将0.1g AgNO3溶解于100 ml ddH2O中，使用前加1.5ml37%甲醛溶液，必须 储存于避光瓶中，防止接触皮肤（通风厨中进行） 3、显影液：将30gNa2CO3溶解于ddH2O中，冷却至4℃，使用前加1.5ml37%甲醛溶液 （通风厨中进行），0.1M五水硫代硫酸钠150μl；（0.1M Na2S2O3。5H2O：将2.48g Na2S2O3。5H2O溶于100mlddH2O）。 注意事项： 1、染色液和显影液要现用现配； 2、显影液必须在4℃使用且必须保存在4℃； 3、甲醛蒸汽致癌，在通风厨内操作； 4、实验室中柔和的背景光线有利于降低背景颜色； 5、显色不能在透光的盒子中进行； 6、溶液不能直接倒在胶面上，应使盘倾斜后将溶液倒在盘的角上，或者将每种溶液各方 一盘，然后将胶从一个盘转到另一个盘； 7、溶液的体积必须足够将胶全部浸没；
凝胶电泳
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论文题目：凝胶电泳 专业：化学 年级：10级 学号：10101550203 姓名：马慧 摘要 凝胶电泳（Gel electrophoresis）或称胶体电泳，也可称为扁平式电泳法，是一大类技术，被科学工作者用于分离不同物理性质（如大小、形状、等电点等）的分子。它是以淀粉胶、琼脂或琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等作为支持介质的区带电泳法。凝胶电泳通常用于分析用途，但也可以作为制备技术，在采用某些方法，如质谱、聚合酶链式反应、克隆、DNA测序或者 免疫印迹检测之前，进行部分提纯分子。通过学习，了 解凝胶电泳的类别、原理、特点及其应用范围。 关键词：制备，类别，定义，原理，特点，应用范围 正文 一、凝胶制备 1、设备与试剂：琼脂糖凝胶电泳分为垂直及水平型两种。其中水平型可制备低浓度琼脂糖凝胶，而且制胶与加样都比较方便，故应用比较广泛。核酸分离一般用连续缓冲体系，常用的有TBE（0.08mol/L Tris?HCl，pH8.5，0.08mol/L硼酸，0.0024mol/L EDTA）和THE（0.04mol/L Tris?HCl。pH7.8，0.2mol/L醋酸钠，0.0018mol/L EDTA）。 2、凝胶制备：用上述缓冲液配制0.5％-0.8％琼脂糖凝胶溶液，沸水浴或微波炉加热使之融化，冷至55℃时加入溴化乙锭（EB）至终浓度为0.5μg/ml，然后将其注入玻璃板或有机玻璃板组装好的模子中，厚度依样品浓度而定。注胶时，梳齿下端距玻璃板0.5-1.0mm，待脱凝固后，取出梳子，加入适量电极缓冲液使板胶浸没在缓冲液下1mm处。
浅谈蛋白质变性的原因 引起蛋白质变性的原因可分为物理和化学因素两类.物理因素可以是加热、加压、脱水、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波的作用等；化学因素有强酸、强碱、尿素、重金属盐、十二烷基磺酸钠(SDS)等.在临床医学上,变性因素常被应用于消毒及灭菌.反之,注意防止蛋白质变性就能有效地保存蛋白质制剂.蛋白质的变性很复杂,要判断变性是物理变化还是化学变化,要视具体情况而定.如果有化学键的断裂和生成就是化学变化；如果没有化学键的断裂和生成就是物理变化. 1、重金属盐使蛋白质变性,是因为重金属阳离子可以和蛋白质中游离的羧（suo）基（含 C、H、O的基）形成不溶性的盐,在变性过程中有化学键的断裂和生成,因此是一个化学变化. 2、强酸、强碱使蛋白质变性,是因为强酸、强碱可以使蛋白质中的氢键断裂.也可以和游离的氨基或羧基形成盐,在变化过程中也有化学键的断裂和生成,因此,可以看作是一个化学变化. 3、尿素、乙醇、丙酮等,它们可以提供自己的羟基或羰基上的氢或氧去形成氢键,从而破坏了蛋白质中原有的氢键,使蛋白质变性.但氢键不是化学键,因此在变化过程中没有化学键的断裂和生成,所以是一个物理变化. 4、加热、紫外线照射、剧烈振荡等物理方法使蛋白质变性,主要是破坏蛋白质分子中的氢键,在变化过程中也没有化学键的断裂和生成,没有新物质生成,因此是物理变化.否则,鸡蛋煮熟后就不是蛋白质了.而我们知道,熟鸡蛋依然有营养价值,其中的蛋白质反而更易为人体消化系统所分解吸收. (1)蛋白质受热或遇到_____、____、____等化学物质，会发生化学反应，失去原有的生理 活性。（填具体物质） (2)维生素是人们不可缺少的营养物质，缺乏维生素或摄入不足，会导致人体患病。缺乏 维生素C，会引起___________。请例举两种富含维生素的常见食品：_________、_________等。 (2)1蛋白质受热或遇到（）、（）、（）等化学物质时,结构就会被破坏,失去 生理活性.（填类） 2变质食品中含有有毒的（）,其中（）的毒性较大. 3一氧化碳可与人体血液中的（）结合,使红细胞输氧能力降低.，尼古丁和焦油使吸烟者对香烟产生依赖性并诱发疾病.
DNA非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳银染配方及步骤 最近需要做DNA非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,需要用银染显示条带,但是找不到具体的配方和步骤,不知和蛋白PAGE电泳银染有什么差别,哪位师兄师姐有配方可否发一份,十分感谢!一、电泳试剂： 1、30％聚丙烯酰胺(29:1) 丙稀酰胺29克，Bis1克，水100ml。 2、10％过硫酸胺 过硫酸胺1克，水10ml。 3、TEMED 4、5xTBE Tris 27克，硼酸13.75克，0.5M EDTA(pH 8.0) 10ml，定容至500ml。 二、银染试剂 1、固定液：100ml无水乙醇，5ml冰醋酸，定容至1000ml。 2、0.2% AgNO3：AgNO3 1克，水500ml。 3、1.5% NaOH：NaOH 7.5克，水500ml。 4、37％甲醛。 三、配胶(6%)： 30％聚丙烯酰胺(29:1) 8ml，5xTBE 8ml，定容至40ml，加10％过硫酸胺 200ul；T EMED 20ul。室温凝固时间>1小时。 四、银染： 1、固定液固定10m。 2、水洗2m x3次。 3、0.2% AgNO3 100ml ＋37％甲醛50ul，混匀，避光染色30～50m。 4、水洗 20秒x2次。 5、1.5% NaOH 100ml，加37％甲醛 0.5ml，混匀，显色3～10m。 6、水洗若干次，终止显色。 电泳时间：150v x 3h，溴酚兰的位置相当于40bp。 银染后胶面积将膨胀10％。 在终止显色过程中，将依惯性继续显色，所以不等显色到位即可进行终止显色。 显色到位后立即拍摄，水浸泡过夜将使背景加深转贴！！！ 聚丙烯酰胺凝胶电泳是分子生物学常用的一种技术。我们实验室应用该项技术进行基因组甲基化的筛选，取得了一定结果。因为全基因组的筛选需要很高的灵敏度，背景干扰降到最低，因此在对凝胶进行染色时，往往采用同位素法或银染法，而且配制的胶往往很大，我们配制的是大约40×35cm的胶，0.4mm厚。同位素十分灵敏，特异，但是由于其操作的复杂性，许多实验室开展有一定困难。银染法相对简便易行，便于一般的实验室开展。 需要指出的是，应用与筛选基因组的银染往往采用测序胶的染色方法，这样才能保证灵敏性，我们在长期的工作中积累了一些银染的经验，与大家分享。 下面是网上的一个银染方法，我们使用后觉得效果不错，然后以此为基础，介绍一下我们的经验 测序凝胶的银染
变性梯度凝胶电泳 摘要：变性梯度凝胶电泳（DenaturingGradientGelE1ectrophoresiS，DGGE）是由Fisher 和Lerman发明用于检测DNA突变的技术，其主要是基于突变型和野生型棱酸序列的不同而导致其变性浓度的差异，利用变性梯度凝胶进行分离, 该手段分辨率达一个碱基。恒定变性凝胶电泳(CDGE)、瞬时温度梯度电泳(TTGE)和温度梯度凝胶电泳(TGGE)是由DGGE经改进而成。它们在突变分析上都有着重要的作用。 关键词：变性梯度凝胶电泳、恒定变性凝胶电泳、瞬时温度梯度电泳、温度梯度凝胶电泳 1、前言： 随着结构基因组计划接近尾声，人类基因神秘的面纱已逐步揭开，GenBank中已知基因的数目也与日俱增，各种遗传病的相关基因也了解得越来越多。但是，在找到了候选基因后，还需要在相关的遗传病病人中进行突变检测，只有找到了相应的突变。才能真正确定该基因与疾病的关系，从而服务于临床。变性梯度凝胶电泳就是一种很有实用价值的突变分析方法。该方法经改进，又发展出了恒定变性凝胶电泳(constant denaturant gel elec—trophoresis，CDGE)、瞬时温度梯度电泳(temporaltemperature gradient electrophoresis，TTGE)和温度梯度凝胶电泳(temperature gradient gel elec—trophoresis，TGGE)。现在上述方法已经广泛应用于遗传病的诊断、突变分析和肿瘤相关基因的筛查等许多方面。 2、基本原理 2.1变性梯度凝胶电泳 由Fisher和Izrman口3于1983年创立，以后该技术和PCR技术相结合被广泛应用于各种突变分析。它主要是利用梯度变性胶来分离DNA片段。电泳开始时，DNA在胶中的迁移速率仅与分子太小有关，而一旦DNA泳动到某一点时，即到达该DNA变性浓度位置时，使得DNA双链开始分开，从而大大降低了迁移速率。由于不同的DNA片段的碱基组成有差异，使得其变性条件产生差异，从而在凝胶上形成不同的条带。目前常用的变性荆有尿素(urea)和甲酰胺(formamide)。根据DGGE变性梯度方向与电泳方向是否一致，可将其分为两种形式的DGGE：垂直DGGE和平行DGGE。垂直DGGE的变性梯度方向与电泳方向垂直，可用于优化样本的分离条件，也可用于分析PCR产物的组成；平行DGGE的变性梯度方向与电泳方向一致，可用于同时分析多个样本。检测某种突变的变性剂浓度一般通过变性
蛋白质变性机理 1、蛋白质介绍 2、蛋白质变性结果 1)活性丧失 蛋白质的生物活性是指蛋白质所具有的酶、激素、毒素、抗原与抗体、血红蛋白的载氧能力等生物学功能。生物活性丧失是蛋白质变性的主要特征。有时蛋白质的空间结构只要轻微变化即可引起生物活性的丧失。 2）某些理化性质的改变 蛋白质变性后理化性质发生改变，如溶解度降低而产生沉淀，因为有些原来在分子内部的疏水基团由于结构松散而暴露出来, 分子的不对称性增加，因此粘度增加，扩散系数降低 蛋白质分子凝聚从溶液中析出
3）生物化学性质的改变 蛋白质变性后，分子结构松散，不能形成结晶，易被蛋白酶水解。蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏。天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展状结构（但一级结构并未改变）。所以，原来处于分子内部的疏水基团大量暴露在分子表面，而亲水基团在表面的分布则相对减少，至使蛋白质颗粒不能与水相溶而失去水膜，很容易引起分子间相互碰撞而聚集沉淀。 4）致变因素 引起蛋白质变性的原因可分为物理和化学因素两类。物理因素可以是加热、加压、脱水、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波的作用等；化学因素有强酸、强碱、尿素、重金属盐、十二烷基磺酸钠(SDS)等。在临床医学上，变性因素常被应用于消毒及灭菌。 反之，注意防止蛋白质变性就能有效地保存蛋白质制剂。蛋白质的变性很复杂，要判断变性是物理变化还是化学变化，要视是物理变化 加热、紫外线照射、剧烈振荡等物理方法使蛋白质变性，主要是破坏蛋白质分子中的氢键，在变化过程中也没有化学键的断裂和生成，没有新物质生成，因此是物理变化。 否则，鸡蛋煮熟后就不是蛋白质了。而我们知道，熟鸡蛋依然有营养价值，其中的蛋白质反而更易为人体消化系统所分解吸收。 5）复性
蛋白质变性后的方面 （一）生物活性丧失 蛋白质的生物活性是指蛋白质所具有的酶、激素、毒素、抗原与抗体、血红蛋白的载氧能力等生物学功能。生物活性丧失是蛋白质变性的主要特征。有时蛋白质的空间结构只有轻微变化即可引起生物活性的丧失。 （二）某些理化性质的改变 蛋白质变性后理化性质发生改变，如溶解度降低而产生沉淀，因为有些原来在分子内部的疏水基团由于结构松散而暴露出来,分子的不对称性增加，因此粘度增加，扩散系数降低。（三）生物化学性质的改变 蛋白质变性后，分子结构松散，不能形成结晶，易被蛋白酶水解。蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏。天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展状结构（但一级结构并未改变）。所以，原来处于分子内部的疏水基团大量暴露在分子表面，而亲水基团在表面的分布则相对减少，至使蛋白质颗粒不能与水相溶而失去水膜，很容易引起分子间相互碰撞而聚集沉淀。 DNA变性
DNA变性指DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，但不涉及到其一级结构的改变。凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等，均可引起核酸分子变性。 变性DNA常发生一些理化及生物学性质的改变： 1）溶液粘度降低。DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后代之以柔软而松散的无规则单股线性结构，DNA粘度因此而明显下降。2）溶液旋光性发生改变。变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构性改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。 3）增色效应(hyperchromic effect)。指变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应。DNA分子中碱基间电子的相互作用使DNA分子具有吸收260nm波长紫外光的特性。在DNA双螺旋结构中碱基藏入内侧，变性时DNA双螺旋解开，于是碱基外露，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故而产生增色效应。 各类连接键，结构稳定的键 多肽链中氨基酸残基的构成以及排列顺序称为氨基酸的一级结构,连接一级结构的键是肽键。氨基酸的二级结构是指氨基酸主链原子的局部空间结构,并不涉及氨基酸残基侧链构象,二级结构的种类有α-螺旋、β-折叠、β-转角儿以及无规卷曲。氢键是维系二级结构最主要的键。三级结构是指多肽链主链以及侧链原子的空间排布。次
DGGE的基本原理 DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis变性梯度凝胶电泳)不是将分子量不同的DNA分开,而是通过PAGE(聚丙烯酰胺)凝胶中变性剂浓度梯度的不同,将序列不同的DNA分开。该方法的原理是根据DNA 的解链特性,不同碱基组成的DNA双螺旋发生变性所要求的变性剂浓度不同,混合双链DNA在变性剂浓度呈线性梯度增加的聚丙烯酰胺凝胶电泳时,当泳动到与DNA变性所需变性剂浓度一致的凝胶位置时,相对应的DNA发生解链变性,导致电泳迁移速率降低。由于泳动受阻DNA分子在凝胶中的停留位置不同,从而使不同DNA分子得以分离。根据变性剂梯度方向的不同, DGGE可分为:垂直DGGE,即变性剂梯度与电场方向垂直,常用于试验决定分离型、野生型和变异型的最佳变性剂梯度范围;平行DGGE,其变性剂的梯度和电场方向平行,主要用于解链范围明确的DNA片段的检测。 DGGE实验 一． 1.制胶：使用梯度胶制备装置，分别制备30%和60%的变性胶。 DGGE制胶参数 制胶30%变性胶的配置20（ml）60%变性胶的配置20（ml）40%丙烯酰胺（Bis-Acr）5ml 5ml 50×TAE 400ul 400ul Formamide去离子甲酰胺 2.4ml 4.8ml 尿素（urea） 2.52g 5.04g DdH 2 O 定容至20ml 定容至20ml 最后加（几分钟内凝固）10%AP(APS) 100ul 100ul TEMED 20ul 20ul 试剂配方： 40%丙烯酰胺（Bis-Acr）： Acrylamide 丙烯酰胺 38.93g Bis-acylamide 双丙烯酰胺 1.07g 蒸馏水定容至100ml 50×TAE： TrisBase 242.0g 冰醋酸 57.1ml EDTA o.5M PH 8.0 100ml 去离子水定容至1000ml。 10%APS； Ammonium persulfate 过硫酸铵 0.1g，蒸馏水定容至1.0ml. 2.灌胶 具体步骤见设备说明 3.点样 缓冲液加热至60℃后准备点样。 将45微升的PCR产物和5微升6×loading buffer 混匀后加入上样孔。若PCR产物亮
蛋白质的变性 湖南省长沙市长大附中高二92班莫超指导老师：胡老师 “生命是蛋白体的存在方式”，蛋白质是构成生命的物质基础。蛋白质对于我们来说再熟悉不过了，它在生产生活、医疗、生命体的活动和科学前沿上都有着举足轻重的作用，而人类健康对于蛋白质有着重要的需求和条件。为了更充分地了解蛋白质的作用和性质，我做了以下的探究实验。 实验日期：2008年11月日 实验目的： 1）掌握蛋白质的变性和盐析的区别，加深对蛋白质的理解。 2）通过设计实验、动手操作等提高自自己对实验的实践能力。 3）通过实验，感受它带给我们的乐趣，提高自己对化学的兴趣度。实验提示： 1）蛋白质的变性与凝结：蛋白质的分子表面上有大量各种极性基团，它们强烈吸引水分子，使溶液中的蛋白质成为高度水化的分 子。直接吸附在蛋白质分子表面的水分子结合得最牢固，称为结 合水，其数量约为蛋白质量的20%~50%；吸附在外层的水分子数 量更多，但结合较松散。蛋白质的水化使它在溶液中有很高的稳 定性，是典型的亲水胶体。另一方面，蛋白质在多种条件下会发 生胶凝作用，形成体积相当大的内部有很多空腔并包容着大量液 体的软胶状物体。常见的例子如鸡蛋受热时整体凝固，少量的蛋 白质将大量的水分子包围在一起凝固，不能再流动。蛋白质的凝 固通常是在发生变性作用以后产生的。蛋白质在多种情况下会发 生变性，加热和多种物理、化学或机械处理都可能使蛋白质发生 变性作用，使蛋白质的分子结构变成松散的无定形结构，分子中
的活性基团更多暴露，化学活性增强，较易发生各种化学反应和 凝结作用。变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低，同时蛋白质的黏度增加，结晶性破坏，生物学活性丧失，易被蛋 白酶分解，即发生凝固。 2）蛋白质的盐析：在蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐（如Na2SO4或(NH4)2SO4等）溶液后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析 出，这种作用叫做盐析。这样析出的蛋白质仍可以溶解在水中， 也不影响原来的性质。盐析是可逆过程。 实验用鸡蛋清溶液的制取： 取鸡蛋清25ml，加入100ml蒸馏水，搅匀后，用浸湿的纱布过滤，即可得到鸡蛋清溶液。 实验用品： 1）蛋白质来源：鸡蛋蛋清或豆浆。 2）实验所用仪器和试剂：试管、烧杯、玻璃棒、酒精灯、试管夹、胶头滴管、石棉网、三角架、蒸馏水、硝酸铅溶液、甲醛溶液、 饱和硫酸铵溶液。 实验过程： 1）实验设计依据的原理： A：高温、重金属离子、甲醛能使蛋白质变性而凝结，且凝结后的蛋白质不能溶于水，变性是化学变化。 B：在蛋白质溶液中加入盐溶液可降低蛋白质的溶解度，因而使蛋白质从深液中析出，盐析是物理变化。 应用：高温消毒、甲醛溶液保存动物标本、漂白粉消毒等；盐析用来分离和提纯蛋白质。
实验19 总RNA的变性琼脂糖凝胶检测 【实验目的】 掌握总RNA变性胶电泳的原理和方法。 【实验原理】 RNA电泳可以在变性及非变性两种条件下进行。非变性电泳使用1.0-1.4%的凝胶，不同的RNA条带也能分开，但无法判断其分子量。只有在完全变性的条件下，RNA的泳动率才与分子量的对数呈线性关系。因此要测定RNA分子量时，一定要用变性凝胶。如需快速检测提取总RNA的质量，可用普通的1% (m/V)琼脂糖凝胶监察。 判断RNA提取物的完整性是进行电泳的主要目的之一。完整的未降解的RNA制品的电泳图谱应可清晰看到28s rRNA、18s rRNA、5s rRNA的三条带，且28s rRNA的亮度应为18s rRNA的两倍。 【器材与材料】 1．器材 水平式琼脂糖凝胶电泳系统、电子天平、移液器、Tip头、电炉、紫外透射检测仪 2. 试剂 (1) 0.1% (V/V) DEPC水 200ml 双蒸去离子水加0.2ml DEPC（焦炭酸二乙酯），充分搅拌混匀，室温放置过夜，高压灭菌。 (2) 10×电泳缓冲液 吗啉代丙烷磺酸（MOPS）0.4mol/L（pH 7.0） NaAc 0.1mol/L 乙二胺四乙酸(EDTA) 10mmol/L (3) 50mL变性琼脂糖凝胶1% (m/V) 10×电泳缓冲液 5 ml 琼脂糖0.5 g 0.1% (V/V) DEPC水36.5 ml 加热溶解，稍冷却，加入8.5 ml 37%(V/V)甲醛。
(4) 上样缓冲液：50% (V/V) 甘油，1mmol/L EDTA，0.4% (m/V) 溴酚蓝，0.4% (m/V)二甲苯蓝。 (5) 甲酰胺（去离子）。 3．材料 植物或动物的总RNA溶液。 【操作步骤】 1．电泳槽，制胶用具的清洗：去污剂洗干净（一般浸泡过夜），水冲洗后用，3% H2O2灌满电泳槽，室温放置10min，用0.1% (V/V) DEPC水冲洗，晾干备用。2．制胶：称取0.5g琼脂糖粉末，加入放有36.5ml的DEPC水的锥形瓶中，加热使琼脂糖完全溶解。稍冷却后加入5ml的10x电泳缓冲液、8.5ml的甲醛。然后在胶槽中灌制凝胶，插好梳子，水平放置待凝固后使用。 3．加样：在一个洁净的小离心管中混合以下试剂：2μl 10×电泳缓冲液、3.5ml 甲醛、10ml甲酰胺、3.5μl RNA样品。混匀，置60℃保温10min，冰上速冷。加入3μl的上样缓冲液混匀，取适量加样于凝胶点样孔内。同时点RNA标准样品。4．电泳：打开电泳仪，稳压7.5V/cm电泳。 5．电泳结束后通过紫外透视仪观察。 【要点提示】 1. 本实验中必须防止RNase污染，以免RNA降解。所有试剂需用DEPC水配制，用具也用DEPC水冲洗，并灭菌。 2. RNA的非变性琼脂糖凝胶电泳与DNA的操作相同。 【思考题】 如何判断RNA提取物的质量？
浅谈蛋白质变性和水解原理的烹饪应用 作者:黄五洲 摘要:蛋白质的变性与水解是烹饪化学中的重要原理,是烹饪时原料发生的各种变化中最重要的变化之一.理解蛋白质的变性与水解的理论,运用其理论指导烹饪实践,解决烹饪的相关问题,无疑对菜肴食品的色、香、味、形、质感的改善与提高有着重要的现实意义.本文谨以本人多年的烹饪学习与实践体会,浅谈蛋白质的变性与水解,以求与烹饪同行作为学习交流,以求对烹饪后学者有所指点帮助 关键词:蛋白质变性.水解 论文正文 一.蛋白质的理解 蛋白质是一种结构十分复杂的高分子有机化合物。由碳、氢、氧、氮等元素构成。 蛋白质是食物原料, 特别是肉食性原料的主要组成分(一般的食物原料, 蛋白质与水分、碳水化合物、脂类即点有原料有效成分的95%多), 豆类、蛋类、各种瘦肉和鱼类含蛋白质较丰富13%～18%。粮谷类的蛋白质含量为7%～10%。蔬菜为0.9%～2%。因此说, 蛋白质在烹饪过程中的变化, 是食物原料烹饪过程中最重要变化, 学习、关注蛋白质的烹饪变化情况, 对烹饪菜肴食品的色、香、味、形以及质感的调整有着重要的指导意义 二.蛋白质的变性与水解的概念认识 蛋白质在温度、酸、碱、盐、有机溶剂、机械作用、紫外线照射等物理化学因素作用下，内部的分子高度规则性排列发生了变化，使蛋白质改变了原来的性质，这就是蛋白质变性。原料内蛋白质变性，有利于人体消化液对蛋白质的消化吸收，并可形成菜品特殊的形态、口感和滋味。 肉料蛋白质变性后，若继续加热，蛋白质会发生水解，形成多肽，这些多肽类物质进一步水解，最后分解成各种氨基酸，溶于汤汁中，使汤汁有鲜味。 三. 蛋白质的变性的烹饪应用 1.温度使蛋白质变性 ⑴烹饪熟处理 肉料须经过加热至蛋白质变性才是成熟。成熟的肉与生肉相比，无论在形态、口感，还是滋味方面，都有极大的区别。 事实上, 烹饪更多的利在利用温度使蛋白质发生应有的变化,从而获得良好的色、香、味、形、质感,使之成为美食,使烹饪成为一种艺术 ⑵温度使蛋白质变性,从而形成菜肴良好的形态 利用蛋白质变性原理,在带有一定韧性的动物原料表面刻切花刀,经焯水处理,能获得菜肴食品优美的形态.