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制备限制性内切酶-生物技术制药实验

【摘要】:实验九限制性内切酶的制备1.实验目的了解制备限制性内切酶的一般操作过程,掌握磷酸纤维素柱色谱纯化蛋白的方法。用冰浴保持菌液温度不超过10℃。⑤外切酶的检测将有内切酶活性的洗脱液与底物长时间保温,观察电泳图谱有无变化。

实验九 限制性内切酶的制备

1.实验目的

了解制备限制性内切酶的一般操作过程,掌握磷酸纤维素柱色谱纯化蛋白的方法。

2.实验原理

淀粉芽孢杆菌H(RUB500)菌株中含有极高量的限制性内切酶BamHⅠ,因而是制备BamHⅠ内切酶的良好材料。菌体经溶菌酶处理、超声波碎菌后离心,即得粗酶液,再经磷酸纤维素色谱使内切酶和杂蛋白(包括外切酶)分开。

3.实验试剂与材料

(1)缓冲液Ⅰ:7mmol/Lβ-巯基乙醇,80mmol/LNaCl,10mmol/L磷酸钾缓冲液,pH7.0。

(2)缓冲液Ⅱ:2mmol/Lβ-巯基乙醇,0.5mmol/LEDTA,50%甘油,50mmol/LTris-HCl缓冲液,pH7.5。

(3)缓冲液Ⅲ:50mmol/LTris-HCl缓冲液(pH8.0),10mmol/LMgCl2,50mmol/LNaCl,1mmol/LDTT(二硫苏糖醇)。

(4)缓冲液Ⅳ:50mmol/LTris-HCl缓冲液(pH7.5),0.5mmol/LEDTA-Na2,1mmol/LDTT,500mg/mlBSA。

(5)电泳缓冲液:50mmol/LTris-HCL缓冲液(pH7.8),0.25mmol/LEDTA,125mmol/L乙酸钾。

(6)溴酚蓝-蔗糖液:2.5g/L溴酚蓝,400g/L蔗糖。

(7)蛋白胨、酵母浸膏、牛肉浸膏、利福平(12.5mg/ml)、溶菌酶、磷酸纤维素P11、NaCl、1mol/LNaOH、0.5mol/LNaOH、0.5mol/LHCl、λDNA、琼脂糖凝胶、0.5mg/ml溴化乙啶、聚乙二醇(PEG12000)。

(8)培养基(g/L):

蛋白胨10、酵母浸膏5、牛肉浸膏3、NaCl3、K2HPO43.6、KH2PO41.3,用1mol/LNaOH调pH值到7.4,121℃高压灭菌20分钟。

(9)菌株:Bacillusamylotiguefacians的自发利福平突变株——淀粉芽孢杆菌H(RUB500)。

4.实验仪器

恒温振荡器、超声波破碎仪、冷冻离心机、蠕动泵、低温超级水浴箱、部分收集器、紫外分析仪、紫外检测器、梯度洗脱装置、水浴箱、色谱柱、平板电泳槽及直流稳压电源、高压灭菌锅、超净工作台、显微镜等。

5.操作步骤

(1)菌株培养

①将一支冷冻干燥菌种接种在固体斜面培养基上,37℃培养24小时。

②用接种环转种在装有150ml培养基(内含12.5mg/ml利福平)的500ml锥形瓶中,接种6个锥形瓶,37℃培养6小时,达对数生长后期。

③7000r/min离心10分钟,弃上清,用缓冲液Ⅰ洗1次。

(2)菌体破碎及抽提

①以每克湿菌体加5ml缓冲液Ⅰ悬浮菌体,然后加入溶菌酶,室温搅拌(100r/min)30分钟。

②用超声波破碎仪破碎菌体,每次持续1分钟,间歇30秒,共12次。用冰浴保持菌液温度不超过10℃。

③镜检,如大部分细胞未破,还需继续破碎。(www.chuimin.cn)

④将超声波处理后的悬液于4℃,3000r/min,离心1小时,取上清,即为酶粗提液。

(3)磷酸纤维素色谱纯化酶粗品

①磷酸纤维素的处理

a.取12.5g磷酸纤维素P11,悬浮于400ml0.2mol/L盐酸-乙醇溶液(0.2mol/L盐酸-95%乙醇=1∶1,体积比),在室温下温和搅拌30分钟。

b.待浆液下沉,将上清倾掉,以除去细小的颗粒和其他的颗粒状物质。

c.抽滤收集树脂状沉淀物,再悬浮于400ml蒸馏水中洗涤,反复洗涤2~3次。

d.用2mol/LNaOH调pH值至中性,将此纤维素悬浮于0.1mol/LNaOH溶液,室温搅拌30分钟。

e.抽滤收集,并用蒸馏水洗涤3次。

f.用1mol/L盐酸调pH值近于中性,用缓冲液Ⅰ浸泡贮存备用。

②装柱先将部分缓冲液Ⅰ倾入柱内,然后将悬浮的纤维素慢慢倒入柱内(注意不要产生气泡),同时打开柱下面的出口,使纤维素随缓冲液慢慢流下而均匀沉降到色谱柱底部,不断补充均匀悬浮液,直到装成(1.5cm×20cm)的柱床,放置于4℃,并用4℃的缓冲液Ⅰ流洗平衡。

③加样及洗脱

a.将柱中缓冲液Ⅰ逐渐放出,当顶部液面近于柱床表面时(不能露出床面)开始加样,上样速度0.8ml/min。

b.当样品全部渗入床面时,用缓冲液Ⅰ进行洗脱,同时打开紫外检测仪,一直洗至A280接近于零。

c.最后用含0.08~0.8mol/LNaCl的缓冲液Ⅱ和Ⅲ各400ml进行梯度洗脱,流速0.7~0.8 ml/min,打开部分收集器,每管收集4.5ml。

④酶活性的检测(琼脂糖凝胶电泳法)

a.取10μl从色谱柱中所得的部分,加入缓冲液Ⅱ体系中,再加入λDNA底物(0.1~0.2μg),反应总体积为40μl。

b.37℃保温1小时,60℃加热10分钟,加入10μl溴酚蓝—蔗糖液。

c.在0.9%琼脂糖凝胶上电泳。电压为130v,室温下泳动6小时。

d.在254nm紫外灯观察,找出有酶活性的洗脱液管号。

⑤外切酶的检测

将有内切酶活性的洗脱液与底物长时间保温(15~24小时),观察电泳图谱有无变化。(如有外切酶,则电泳图谱上条带模糊或消失;如电泳图谱没用变化可认为不含或很少含有外切酶。)

⑥酶液浓缩

把具有BamHⅠ酶活性而无外切酶活性的各管装入透析袋,外加聚乙二醇(PEG12000),待体积浓缩至1ml左右,用缓冲液Ⅱ透析过夜(如需冷冻干燥改用缓冲液Ⅰ透析),然后加入缓冲液Ⅳ后冷冻干燥。

6.结果分析

(1)画出内切酶洗脱液与底物长时间保温的电泳图谱的变化。

(2)说明所制备的酶是否有活性。