相信如何提高目的重組
蛋白的誘導(dǎo)表達量是很多同學(xué)在研究中都會遇到的問題。泡了無數(shù)論壇,看了無數(shù)帖子,嘗試過IPTG的誘導(dǎo)濃度、培養(yǎng)基成分、誘導(dǎo)溫度、誘導(dǎo)時間,甚至讓別的公司幫忙做密碼子優(yōu)化(將目的片段通過全基因合成的方式合成出來)。總的來說,提高IPTG濃度是可以提高目的蛋白的誘導(dǎo)表達量的,但一般也就用到1mM的濃度,再高對細(xì)胞有毒性; 培養(yǎng)基營養(yǎng)越豐富,表達量越高,所以如果追求表達量的話,就不要用LB培養(yǎng)基了,用自動誘導(dǎo)培養(yǎng)基吧; 誘導(dǎo)溫度,溫度越低表達量越低,但是可溶的比例一般來說會越高,所以如果追求表達量可以嘗試37℃或者42℃(沒試過42℃);誘導(dǎo)時間,這個跟培養(yǎng)基成分及供氧情況很有關(guān)系,如果供氧不足/營養(yǎng)不夠,提高時間會起到反效果。
綜合而言,一般用的重組蛋白誘導(dǎo)表達條件是固定的,有時候要追求可溶表達,頂多就調(diào)整下誘導(dǎo)溫度(25℃)。條件就是:自動誘導(dǎo)培養(yǎng)基(不用額外的IPTG),37℃,20h。一般來說大分部蛋白的表達量都還可以。
但有些蛋白的表達量不行,或者某些蛋白需要長期大量使用,因此提高這些重組蛋白的誘導(dǎo)表達量就十分有必要了,如果進一步提高呢?
我們都知道,蛋白質(zhì)的表達量和蛋白質(zhì)的翻譯效率有關(guān),翻譯效率又跟mRNA的二結(jié)構(gòu)又有關(guān)系,如果mRNA形成了復(fù)雜的二結(jié)構(gòu),會導(dǎo)致核糖體無法順暢的將整個mRNA讀通,甚至?xí)釓膍RNA上掉下來。一般公司號稱的密碼子優(yōu)化,也就是通過替換掉一些稀有密碼子,顯然如果不從二結(jié)構(gòu)上考慮的話,是沒法提高蛋白質(zhì)的表達量的,而事實也確實如此。在公司做研發(fā)的幾年中,做過多個蛋白的密碼子優(yōu)化(通過全基因合成的方式),結(jié)果差強人意。
天介紹的方法,不是從二結(jié)構(gòu)上來預(yù)測的(據(jù)我所知,目沒有比較準(zhǔn)確的方法來預(yù)測mRNA的二姐結(jié)構(gòu)),而是一種簡單、高效的方法:通過優(yōu)化目的基因的5'部分DNA序列,而且不需要通過軟件預(yù)測,完全隨機,包含所有可能(理論上),且不改變氨基酸序列。
原理:蛋白質(zhì)的翻譯效率很大程度上跟翻譯起始效率有關(guān),因此mRNA的5'端必須得很好翻譯,好不要有復(fù)雜的二結(jié)構(gòu);通過PCR的方法在基因的5‘端引入簡并序列,構(gòu)建克隆,挑選多個克隆,誘導(dǎo)表達之,SDS-PAGE電泳檢測表達量的高低,挑選高表達克隆進行測序。
實驗步驟:
1.設(shè)計目的重組蛋白質(zhì)的N端10-15個氨基酸的簡并序列。
2.引物合成上述簡并序列,同時設(shè)計合成目的基因反向引物。
3.PCR擴展目的基因,這樣在目的基因的5‘端就引入了兼并序列,同時不改變氨基酸序列。
4.雙酶切,插入到目標(biāo)載體。
5.轉(zhuǎn)化。
6.挑選多個克。ū热100-200個)到1.5ml EP管,直接誘導(dǎo)表達(記得帶上為改造克隆菌株的對照)。
7.SDS-PAGE檢測。
8.挑選高表達的多個克隆,測序。