包涵体Inclusion Bodies
做重组蛋白原核表达可能会遇到WB验证没有条带的情况,总的来说是因为真核蛋白质在细菌宿主中表达时经常会形成包涵体(Inclusion Bodies),包涵体是缺乏生物活性的错误折叠蛋白的不溶性聚集体,而包涵体中的错误折叠蛋白是无法被WB检测出来的。
虽然真核细胞表达能够满足蛋白质翻译后修饰的需求并且保持蛋白活性,但是产量通常要低得多,这也是选择原核表达进行生成重组蛋白的原因。
然而,原核细胞内积累的重组蛋白经常以包涵体的形式沉积。从包涵体中分离蛋白质往往会导致重折叠困难,而且通常无法完全恢复生物活性。
如果蛋白质以包涵体的形式表达,有几种方案需要考虑:
1.尽可能优化可溶性表达;
2. 接受包涵体的形成,但制定溶解和重新折叠蛋白质的策略;
3. 尝试另一种表达宿主;
4. 或修改质粒构建体。
(一)优化可溶性表达
生长速度的降低通常会导致更多的可溶性表达,从而降低形成包涵体的趋势。因此,为了优化可溶性表达,值得考虑对培养条件进行一些简单的修改,以降低生长速度和表达速度。缺点是重组蛋白的总产量也可能因此而降低。将生长温度降至20 °C至30 °C之间可降低生长速度。对于在诱导启动子控制下表达的蛋白质,也可以通过改变诱导条件来降低表达率:以较低的细胞密度诱导(菌密度OD600 = 0.5)
(二)缩短诱导时间
使用较低浓度的诱导剂(如0.1 mM IPTG)进行诱导。
如果这些措施不足以优化可溶性表达,可以考虑进行更全面的修改。这包括使用融合标签,如GST和麦芽糖结合蛋白(MBP)。其他选择包括修改质粒构建体与伴侣蛋白或其他折叠机械成分共表达,以及使用其他宿主生物。
(三)溶解包涵体
如果可溶解的标记蛋白产量没有被提高,还可以使用常见的变性剂(如4-6 M盐酸胍、4-8 M尿素、洗涤剂、碱性pH值(大于 9)、有机溶剂或N-月桂酰肌氨酸)来溶解包涵体。
一般可以先使用低浓度的变性剂和去垢剂洗涤去除杂质后再用高浓度变性剂溶解包涵体。
(四)重新折叠已溶解的重组蛋白质
重折叠通常需要大量的优化工作。我们应始终考虑其他替代方法,例如优化可溶性表达、制作新的构建体或更换表达宿主。
溶解后,蛋白质必须适当地重新折叠才能恢复功能。必须始终去除变性剂,以使蛋白质重新折叠并形成正确的分子内关联。重折叠过程中的关键参数包括pH值、还原试剂的存在、去除变性剂的速度以及待重折叠蛋白质的纯度。