SDS-聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分离蛋白质
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SDS- 聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质分子量【目的】1 .掌握 SDS-PAGE 测定蛋白质分子量的操作方法。
2 .熟悉 SDS-PAGE 测定蛋白质分子量的原理。
【原理】带电粒子在电场中向着与其自身电荷方向相反的电极移动,称为电泳。
不同蛋白质分子具有不同的大小、形状,在一定的 pH 环境中带有不同的电荷量,因而在一定的电场中所受的电场引力及介质对其的阻力不同,二者的作用结果使不同蛋白质分子在介质中以不同的速率移动,经过一定的时间后得以分离,这就是电泳分离蛋白质及核酸生物大分子的基本原理。
聚丙烯酰胺凝胶电泳就是以聚丙烯酰胺凝胶作为电泳介质的电泳。
在电泳时,蛋白质在介质中的移动速率与其分子的大小,形状和所带的电荷量有关,为了使其只与蛋白质分子的大小有关,从而利用蛋白质在介质中的迁移率来测定蛋白质的分子量,就需要消除蛋白质分子的形状和所带电荷量的不同对迁移率的影响或减小到可忽略不计的程度。
SDS 是十二烷基硫酸钠( sAium dAecyl sulfate )的简称,它是一种阴离子表面活性剂,加入到电泳系统中能使蛋白质的氢键和疏水键打开,并结合到蛋白质分子上(在一定条件下,大多数蛋白质与 SDS 的结合比为 1.4 g SDS/ 1 g 蛋白质),使各种蛋白质 -SDS 复合物都带上相同密度的负电荷,其数量远远超过了蛋白质分子原有的电荷量,从而掩盖了不同种类蛋白质间原有的电荷差别,使电泳迁移率只取决于分子大小这一因素,于是根据标准蛋白质分子量的对数和迁移率所作的标准曲线,可求得未知物的分子量。
SDS 与蛋白质结合后引起蛋白质构象的改变。
SDS- 蛋白质复合物的流体力学和光学性质表明,它们在水溶液中的形状,近似于雪茄烟形状的长椭园棒,不同蛋白质的 SDS 复合物的短轴长度都一样(约为 18? ,即 1.8 nm ),而长轴则随蛋白质分子量成正比的变化。
说明, SDS 和蛋白质的结合所形成的 SDS- 蛋白质复合物消除了由于天然蛋白质形状不同而对电泳迁移率的影响。
垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分离蛋白质一、试验目的了解并掌握垂直板凝胶电泳的使用方法。
二、实验原理聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳是以聚丙烯酰胺凝胶做支持物的一种区带电泳,由于此种凝胶具有分子筛的性质,所以本法对样品的分离作用,不仅决定于样品中各组分所带净电荷的多少,也与分子的大小有关。
其次,聚丙烯酰胺凝胶电泳还有一种独特的浓缩效应,即在电泳开始阶段,由于不连续pH 梯度的作用,将样品压缩成一条狭窄区带,从而提高了分离效果。
聚丙烯酰胺凝胶具有网状立体结构,很少带有离子的侧基,惰性好,电泳时,电渗作用小,几乎无吸附作用,对热稳定,呈透明状,易于观察结果。
聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺(简称Acr)和交联剂亚甲基双丙烯酰胺(简称Bis)在催化剂的作用下,聚合交联而成的含有酰胺基侧链的脂肪族大分子化合物。
三、仪器和试剂仪器电泳仪、垂直平板电泳槽、微量注射器、灯泡瓶、移液器、染色与脱色缸、量筒、滴管。
试剂1. 丙烯酰胺(单体,简称Acr)2. 1%琼脂3. N,N,N,,N,—四甲基乙二胺(TEMED)4. N,N,—亚甲基双丙烯酰胺(交联剂,简称Bis)5. 过硫酸铵(聚合时的催化剂)6. 试剂A(pH8.9):36.6g 三羟甲基氨基甲烷(Tris)和48mL 1mol/l HC l 混合加水至100ml7. 试剂B(pH 6.7):5.98g Tris 和48ml 1mol/lHCl 混合加水至100ml8. 电极缓冲液:6.0gTris 和28.8g 甘氨酸混合加水至1000ml,用时稀释10倍9. 0.05%溴酚蓝10. 20%甘油11. 7%醋酸12. 1mol/l HCl13. 蛋白样品:人或动物血清四、操作步骤1.垂直平板电泳槽的安装先把垂直平板电泳槽和两块玻璃板洗净,晾干。
通过硅胶带将两块玻璃板紧贴于电泳槽(玻璃板之间留有空隙),两边用夹子夹住。
将1%琼脂糖融化,冷至50℃左右,用吸管吸取热的1%琼脂沿电泳槽的两边条内侧加入电泳槽的底槽中,封住缝隙,冷后琼脂凝固,待用。
实验8 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的相对分子量Mr原理蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中, 蛋白质的迁移率取决于它所带净电荷及分子的大小和形状。
在聚丙烯酰胺凝胶系统中加入阴离子去污剂十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfate,简称SDS)和还原剂(如巯基乙醇)处理蛋白质样品, 则蛋白质分子中的二硫键被还原, 1g蛋白质可定量结合1.4g SDS。
由于SDS呈解离状态, 使蛋白质亚基带上大量的负电荷, 其数值大大超过蛋白质分子原有的电荷量, 因而掩盖了不同种类蛋白质间原有的电荷差别。
各种蛋白质-SDS复合物表现出相等的电荷密度, 在聚丙烯酰胺凝胶上电泳时, 它们纯粹按照分子的大小由凝胶的分子筛效应来进行分离, 有效迁移率与相对分子量的对数成很好的线性关系。
用这种方法测定蛋白质的Mr, 简便、快速, 只需要廉价的设备和μg量的蛋白质样品。
所得的结果, 在Mr为15000~200000的范围内, 与用其他方法测得的Mr相比, 误差一般在±10%以内。
因此SDS测定Mr的方法, 已得到非常广泛的应用和迅速的发展。
现在经SDS-聚丙烯酰胺凝胶研究过的蛋白质已经有很多种了。
实验证明, 在蛋白质溶液中加入SDS和巯基乙醇后, 巯基乙醇可使蛋白质分子中的二硫键;SDS能使蛋白质的氢键、疏水键打开, 并结合到蛋白质分子上形成蛋白质-SDS复合物。
在一定的条件下, SDS与大多数蛋白质的结合比为1.4gSDS/1g蛋白质。
由于十二烷基硫酸根带负电, 使各种蛋白质的SDS复合物都带上相同密度的负电荷, 它的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量, 因而掩盖了不同种类的蛋白质间原有的电荷差别。
1.在用SDS-凝胶电泳法测定蛋白质的Mr时, 应注意以下几个问题:如果蛋白质-SDS复合物不能达到1.4gSDS/1g蛋白质的比率并具有相同的构象, 就不能得到准确的结果。
影响蛋白质和SDS结合的因素主要有以下3个: ⑴二硫键是否完全被还原: 只有在蛋白质分子内的二硫键被彻底还原的情况下, SDS才能定量地结合到蛋白质分子上去, 并使之具有相同的构象。
实验十聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离蛋白质【实验目的】1. 了解和掌握聚丙烯酰胺凝胶电泳的技术和原理;2. 掌握用此法分离蛋白质组分的操作方法。
【实验原理】在生物化学、分子生物学和基因(遗传)工程实验中,常常要进行蛋白质和核酸的分离工作。
聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamide Gel Electrophoresis, PAGE)是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质进行蛋白质或核酸分离的一种电泳方法。
聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺单体(acrylamide,简称ACR)和交联剂N,N-甲叉双丙烯酰胺(N,N-methylene bisacrylsmide 简称BIS)在催化剂的作用下聚合交联而成的三维网状结构的凝胶。
通过改变单体浓度与交联剂的比例,可以得到不同孔径的凝胶,用于分离分子量大小不同的物质。
聚丙烯酰胺凝胶聚合的催化体系有两种:(1)化学聚合:催化剂采用过硫酸铵,加速剂为N,N,N,N-四甲基乙二胺(简称TEMED)。
通常控制这二种溶液的用量,使聚合在1小时内完成。
(2)光聚合:通常用核黄素为催化剂,通过控制光照时间、强度控制聚合时间,也可加入TEMED 加速反应。
聚丙烯酰胺凝电泳常分为二大类:第一类为连续的凝胶(仅有分离胶)电泳;第二类为不连续的凝胶(浓缩胶和分离胶)电泳。
一般地,不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳有三种效应:①电荷效应(电泳物所带电荷的差异性);②凝胶的分子筛效应(凝胶的网状结构及电泳物的大小形状不同所致)。
③浓缩效应(浓缩胶与分离胶中聚丙烯酰胺的浓度及pH的不同,即不连续性所致)。
因此,样品分离效果好,分辨率高。
SDS即十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,简称SDS)是阴离子表面活性剂,它能以一定比例和蛋白质结合,形成一种SDS-蛋白质复合物。
这时,蛋白质即带有大量的负电荷,并远远超过了其原来的电荷,从而使天然蛋白质分子间的电荷差别降低仍至消除。
SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳:莱姆利(emmli)于1970年创建的含十二烷基硫酸钠(SDS)的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质方法。
向样品加入还原剂(打开蛋白质的二硫键)和过量SDS,SDS是阴离子去垢剂,使蛋白质变性解聚,并与蛋白质结合成带强负电荷的复合物,掩盖了蛋白质之间原有电荷的差异,使各种蛋白质的电荷/质量比值都相同,因而在聚丙烯酰胺凝胶中电泳时迁移率主要取决于蛋白质分子大小。
是分析蛋白质和多肽、测定其分子量等常用的方法。
可测定蛋白质分子量.其原理是带大量电荷的SDS结合到蛋白质分子上克服了蛋白质分子原有电荷的影响而得到恒定的荷/质比.SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测蛋白质分子量已经比较成功,此法测定时间短,分辨率高,所需样品量极少(1~100μg),但只适用于球形或基本上呈球形的蛋白质,某些蛋白质不易与SDS结合如木瓜蛋白酶,核糖核酸酶等,此时测定结果就不准确.2、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)(1)定义丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE):是以聚丙烯胺凝胶作为载体的一种区带电泳。
SDS-PAGE:是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS(十二烷基磺酸钠)(2)SDS的作用SDS是一种阴离子去垢剂,可与蛋白质结合,形成SDS-蛋白质复合物。
于SDS带有大量负电荷,好比蛋白质穿上带负电的“外衣”,蛋白质本身带有的电荷则被掩盖,即消除了蛋白质分子之间电荷差异。
此在电泳时,蛋白质分子的迁移速度则主要取决于蛋白质分子大小(3) SDS-PAGE分类:SDS-PAGE按照缓冲液pH值和凝胶孔径差异分为连续系统和不连续系统两大类:连续系统:电泳体系中缓冲液pH值及凝胶浓度相同,带电颗粒在电场作用下,主要靠电荷和分子筛效应。
不连续系统:缓冲液离子成分,pH,凝胶浓度及电位梯度均不连续性,带电颗粒在电场中泳动不仅有电荷效应,分子筛效应,还具有浓缩效应,因而其分离条带清晰度及分辨率均较前者佳(4)聚丙烯胺凝胶的生成:聚丙烯胺凝胶由丙烯酰胺单体(Acr)和N,N’-甲叉双丙烯酰胺(Bis)在催化剂作用下聚合而成。
垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质一、实验目得学习SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS—PAGE)测定蛋白质得分子量得原理与基本操作技术、二、实验原理蛋白质就是两性电解质,在一定得pH条件下解离而带电荷。
当溶液得pH大于蛋白质得等电点(pI)时,蛋白质本身带负电,在电场中将向正极移动;当溶液得pH小于蛋白质得等电点时,蛋白质带正电,在电场中将向负极移动;蛋白质在特定电场中移动得速度取决于其本身所带得净电荷得多少、蛋白质颗粒得大小与分子形状、电场强度等。
聚丙烯酰胺凝胶就是由一定量得丙烯酰胺与双丙烯酰胺聚合而成得三维网状孔结构、本实验采用不连续凝胶系统,调整双丙烯酰胺用量得多少,可制成不同孔径得两层凝胶;这样,当含有不同分子量得蛋白质溶液通过这两层凝胶时,受阻滞得程度不同而表现出不同得迁移率。
由于上层胶得孔径较大,不同大小得蛋白质分子在通过大孔胶时,受到得阻滞基本相同,因此以相同得速率移动;当进入小孔胶时,分子量大得蛋白质移动速度减慢,因而在两层凝胶得界面处,样品被压缩成很窄得区带。
这就就是常说得浓缩效应与分子筛效应。
同时,在制备上层胶(浓缩胶)与下层胶(分离胶)时,采用两种缓冲体系;上层胶pH=6、7—6。
8,下层胶pH=8.9;Tris—HCI缓冲液中得Tris用于维持溶液得电中性及pH,就是缓冲配对离子;CI-就是前导离子。
在pH6.8时,缓冲液中得Gly—为尾随离子,而在pH=8、9时,Gly得解离度增加;这样浓缩胶与分离胶之间pH得不连续性,控制了慢离子得解离度,进而达到控制其有效迁移率之目得。
不同蛋白质具有不同得等电点,在进入分离胶后,各种蛋白质由于所带得静电荷不同,而有不同得迁移率、由于在聚丙烯酰胺凝胶电泳中存在得浓缩效应,分子筛效应及电荷效应,使不同得蛋白质在同一电场中达到有效得分离。
如果在聚丙烯酰胺凝胶中加入一定浓度得十二烷基硫酸钠(SDS),由于SDS带有大量得负电荷,且这种阴离子表面活性剂能使蛋白质变性,特别就是在强还原剂如巯基乙醇存在下,蛋白质分子内得二硫键被还原,肽链完全伸展,使蛋白质分子与SDS充分结合,形成带负电性得蛋白质—SDS复合物;此时,蛋白质分子上所带得负电荷量远远超过蛋白质分子原有得电荷量,掩盖了不同蛋白质间所带电荷上得差异、蛋白质分子量愈小,在电场中移动得愈快;反之,愈慢。