来源:蛋白降解过快蛋白酶体抑制策略(DNA Lab Space 实验教程)| 编译:DNA Lab Space
做重组蛋白表达纯化,最崩溃的不是不表达,而是表达了又没了。诱导前有条带,收样后只剩影子。你补了MG132,换了裂解液,条带还是弱。问题大概率不在抗体,而在降解没拦住。这篇教程按实验流程拆开讲:从培养诱导到裂解纯化,再到检测,逐段排查蛋白降解的原因,给出可直接上手的抑制剂浓度、操作温度和验证动作,兼顾蛋白酶体与溶酶体两条通路。
第一步:快速排查低级错误
这几个错,新手一天能犯三次。
1. 裂解液里没加抑制剂,或者临用才补。细胞一裂,蛋白酶体全放出来。解决:裂解液现配,MG132加到终浓度20 μM,PMSF 1 mM,全程冰上操作。
2. 样品反复冻融。冻一次,降解一批。解决:收样后立刻分装20 μL小管,-80°C保存,用完即弃,冻融别超2次。
3. 上样缓冲液煮太久。95°C、5分钟就够。煮20分钟,小分子蛋白直接断给你看。解决:定时器设5分钟,沸水浴或PCR仪都行。
4. 血清饥饿过夜还不补抑制剂。血清饥饿24 h会激活自噬和蛋白酶体。解决:饥饿别超6 h,或者转染前4 h换无血清培养基,收了就处理。

第二步:分维度系统排查
按实验顺序来。哪一步丢的蛋白,就在哪一步找。
1. 诱导表达阶段:蛋白在细胞里就被清了
现象:诱导后取全蛋白跑胶,目标带比预期弱很多,或者出现弥散的降解条带。
原理:新生蛋白折叠不好,泛素连接酶贴上K48泛素链,26S蛋白酶体直接降解。哺乳细胞、酵母、昆虫细胞都有这套系统,而且很活跃。
怎么判断:做一组对照。诱导后加MG132至20 μM,37°C孵育4-6 h,再收样。加药组条带明显变深,就是蛋白酶体在清。
怎么解决:哺乳细胞用MG132 10-50 μM,处理4-8 h。毒性大,别超过12 h。想要低毒,换bortezomib 100 nM-1 μM。酵母用MG132 50 μM。同时把诱导温度降到25-30°C,诱导时间压到4-6 h,减少错误折叠蛋白堆积。N端挂SUMO或MBP标签,也能挡一挡降解。
验证方法:加药组和不加药组,同一时间点收样,SDS-PAGE跑10%胶,考马斯亮蓝染色,看目的带灰度差。
2. 裂解提取阶段:抑制剂加晚了
现象:裂解液上清里目的蛋白少,低分子量杂带多。
原理:裂解破坏区室化,蛋白酶体和溶酶体酶一起释放。4°C能减速,但拦不住酶活。
怎么判断:同一批细胞,一半用含抑制剂裂解液,一半用PBS裂解。冰上放30 min后跑胶。有抑制剂的那份带更深,就是降解。
怎么解决:裂解液现配现用。配方给你:50 mM Tris-HCl pH 7.4,150 mM NaCl,1% NP-40,加1 mM PMSF、1 μg/mL leupeptin、1 μg/mL pepstatin A、1 mM EDTA,再加MG132 20 μM。超声时冰浴,每次5 s、间歇10 s,总时长别超2 min。
验证方法:裂解后0 h和2 h各取一份,加2×上样缓冲液煮5 min冻存。跑胶比较,2 h那份带明显弱,就是没拦住。

3. 纯化阶段:室温待太久
现象:亲和柱洗脱峰小,或者洗脱液放一晚就降解。
原理:纯化过程换了缓冲液,保护蛋白没了,加上室温操作,蛋白酶活性回升。
怎么判断:纯化每一步取10 μL留样,跑胶看哪一步丢。
怎么解决:全程4°C冷室操作。缓冲液加10%甘油、0.1% Tween-20稳定蛋白,pH调到