| 實驗方法原理 |
一種研究DNA結合蛋白和其相關的DNA結合序列相互作用的技術，可用于定性和定量分析。這一技術最初用于研究DNA結合蛋白，目前已用于研究RNA結合蛋白和特定的RNA序列的相互作用。 通常將純化的蛋白和細胞粗提液和32P同位素標記的DNA或RNA探針一同保溫，在非變性的聚丙烯凝膠電泳上，分離復合物和非結合的探針。DNA-復合物或RNA-復合物比非結合的探針移動得慢。同位素標記的探針依研究的結合蛋白的不同，可是雙鏈或者是單鏈。當檢測 如轉錄調控因子一類的DNA結合蛋白，可用純化蛋白，部分純化蛋白，或核細胞抽提液。在檢測RNA結合蛋白時，依據目的RNA結合蛋白的位置，可用純化或部分純化的蛋白，也可用核或胞質細胞抽提液。競爭實驗中采用含蛋白結合序列的DNA或RNA片段和寡核苷酸片段（特異）， 和其它非相關的片段（非特異），來確定DNA或RNA結合蛋白的特異性。在競爭的特異和非特異片段的存在下，依據復合物的特點和強度來確定特異結合。   |
|---|---|
| 實驗材料 | DNA樣品 |
| 試劑、試劑盒 | [γ-32P]ATP T4多聚核苷酸激酶 Nuclease-Free Water T4多聚核苷酸激酶緩沖液 醋酸銨 TE 無水乙醇 TBE buffer 重蒸水 甲叉雙丙烯酰胺 丙烯酰胺 甘油 過硫酸銨 TEMED（四甲基乙二胺） EMSA Gel-Shift結合緩沖液 溴酚藍 |
| 儀器、耗材 | 水浴鍋 PCR儀 離心機 電泳儀 電泳槽 |
| 實驗步驟 |
一、探針的標記
1. 如下設置探針標記的反應體系：
（1）待標記探針 (1.75 pmol/微升) ：2微升。
（2）T4 Polynucleotide Kinase Buffer (10X) ：1微升。
（3）Nuclease-Free Water ：5微升。
（4）[γ-32P]ATP(3 000 Ci/mmol at 10 mCi/ml) ：1微升。
（5）T4 Polynucleotide Kinase (5-10 u/微升) ：1微升。
（6）總體積 10微升
（7）按照上述反應體系依次加入各種試劑，加入同位素后，Vortex混勻，再加入T4 Polynucleotide Kinase，混勻。
2. 使用水浴或PCR儀，37℃反應10分鐘。
3. 加入1微升探針標記終止液，混勻，終止探針標記反應。
4. 再加入89微升TE，混勻。此時可以取少量探針用于檢測標記的效率。通常標記的效率在30%以上，即總放射性的30%以上標 記到了探針上。為實驗簡便起見，通常不必測定探針的標記效率。
5. 標記好的探針最好立即使用，最長使用時間一般不宜超過3天。標記好的探針可以保存在-20℃。
二、 探針的純化
通常為實驗簡便起見，可以不必純化標記好的探針。在有些時候，純化后的探針會改善EMSA的電泳結果。如需純化，可以按照如 下步驟操作：
1. 對于100微升標記好的探針，加入1/4體積即25微升的5 M醋酸銨，再加入2體積即200微升的無水乙醇，混勻。
2. 在-70℃至-80℃沉淀1小時，或在-20℃沉淀過夜。
3. 在4℃，12 000 g-16 000 g離心30分鐘。小心去除上清，切不可觸及沉。
4. 在4℃，12 000 g-16 000 g離心1分鐘。小心吸去殘余液體。微晾干沉淀，但不宜過分干燥。
5. 加入100微升TE，完全溶解沉淀。標記好的探針最好立即使用，最長使用時間一般不宜超過3天。標記好的探針可以保存在 -20℃。
三、EMSA 膠的配制
1. 準備好倒膠的模具。可以使用常規的灌制蛋白電泳膠的模具，或其它適當的模具。最好選擇可以灌制較薄膠的模具，以便于干膠等后續操作。為得到更好的結果，可以選擇可灌制較大 EMSA 膠的模具。
2. 按照如下配方配制20毫升4％的聚丙烯酰胺凝膠(注意：使用29:1等不同比例的Acr/Bis對結果影響不大)。
（1）TBE buffer (10X)： 1毫升。
重蒸水 16.2毫升。
（2）39:1 acrylamide/bisacrylamide (40%,w/v)： 2毫升。
（3）80% 甘油： 625微升。
（4）10% 過硫酸銨 (ammonium persulfate) ：150微升。
（5）TEMED ：10微升
3. 按照上述次序加入各個溶液，加入TEMED前先混勻，加入TEMED后立即混勻，并馬上加入到制膠的模具中。避免產生氣泡， 并加上梳齒。如果發現非常容易形成氣泡，可以把一塊制膠的玻璃板進行硅烷化處理。
四、EMSA結合反應
1. 如下設置EMSA結合反應
陰性對照反應：
(1）Nuclease-Free Water ：7微升。
（2）EMSA/Gel-Shift結合緩沖液(5X) ：2微升。
（3）細胞核蛋白或純化的轉錄因子： 0微升。
（4）標記好的探針 ：1微升。
（5）總體積 ：10微升。
樣品反應：
（1）Nuclease-Free Water ：5微升。
（2）EMSA/Gel-Shift結合緩沖液(5X) ：2微升。
（3）細胞核蛋白或純化的轉錄因子 ：2微升。
（4）標記好的探針： 1微升。
（5）總體積： 10微升。
探針冷競爭反應：
（1）Nuclease-Free Water ：4微升。
（2）EMSA/Gel-Shift結合緩沖液(5X) ：2微升。
（3）細胞核蛋白或純化的轉錄因子： 2微升。
（4）未標記的探針： 1微升。
（5）標記好的探針： 1微升。
（6）總體積 ：10微升。
突變探針的冷競爭反應：
（1）Nuclease-Free Water ：4微升。
（2）EMSA/Gel-Shift結合緩沖液(5X) ：2微升。
（3）細胞核蛋白或純化的轉錄因子 ：2微升。
（4）未標記的突變探針： 1微升。
（5）標記好的探針： 1微升。
（6）體積 ：10微升
Super-shift反應：
（1）Nuclease-Free Water：4微升。
（2）EMSA/Gel-Shift結合緩沖液(5X) ：2微升。
（3）細胞核蛋白或純化的轉錄因子：2微升。
（4）目的蛋白特異抗體 ：1微升。
（5）標記好的探針：1微升。
（6）總體積 ：10微升。
2. 按照上述順序依次加入各種試劑，在加入標記好的探針前先混勻，并且室溫(20-25℃)放置10分鐘，從而消除可能發生的探針和蛋白的非特異性結合，或者讓冷探針優先反應。然后加入標記好的探針，混勻，室溫(20-25℃)放置20分鐘。
3. 加入1微升EMSA/Gel-Shift上樣緩沖液(無色，10X)，混勻后立即上樣。注意：有些時候溴酚藍會影響蛋白和DNA的結合，建 議盡量使用無色的EMSA/Gel-Shift上樣緩沖液。如果對于使用無色上樣緩沖液在上樣時感覺到無法上樣，可以在無色上樣緩沖液里面添加極少量的藍色的上樣緩沖液，至能觀察到藍顏色即可。
五、 電泳分析
1. 用0.5XTBE作為電泳液。按照10V/厘米的電壓預電泳10分鐘。預電泳的時候如果有空余的上樣孔，可以加入少量稀釋好的1X 的EMSA上樣緩沖液(藍色)，以觀察電壓是否正常進行。
2. 把混合了上樣緩沖液的樣品加入到上樣孔內。在多余的某個上樣孔內加入10微升稀釋好的1X的EMSA/Gel-Shift上樣緩沖液 (藍色)，用于觀察電泳進行的情況。
3. 按照10 V/厘米的電壓電泳。確保膠的溫度不超過30℃，如果溫度升高，需要適當降低電壓。電泳至EMSA/Gel-Shift上樣緩 沖液中的藍色染料溴酚藍至膠的下緣1/4處，停止電泳。
4. 剪一片大小和EMSA膠大小相近或略大的比較厚實的濾紙。小心取下夾有EMSA膠的膠板，用吸水紙或普通草紙大致擦干膠板邊 緣的電壓液。小心打開兩塊膠板中的上面一塊(注：通常選擇先移走硅烷化的那塊玻璃板)，把濾紙從EMSA膠的一側逐漸覆蓋住整個EMSA膠，輕輕把濾紙和膠壓緊。濾紙被膠微微浸濕后(大約不足1分鐘)，輕輕揭起濾紙，這時EMSA膠會被濾紙一起揭起來。把濾紙側向下，放平，在EMSA膠的上面覆蓋一層保鮮膜，確保保鮮膜和膠之間沒有氣泡。
5. 干膠儀器上干燥EMSA膠。然后用X光片壓片檢測，或用其它適當儀器設備檢測。
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| 注意事項 |
1.通常將純化的蛋白和細胞粗提液和32P同位素標記的DNA或RNA探針一同保溫，在非變性的聚丙烯凝膠電泳上，分離復合物和非結合的探針。 2.DNA-復合物或RNA-復合物比非結合的探針移動得慢。 3.同位素標記的探針依研究的結合蛋白的不同，可是雙鏈或者是單鏈。 4.當檢測如轉錄調控因子一類的DNA結合蛋白，可用純化蛋白，部分純化蛋白，或核細胞抽提液。 5.在檢測RNA結合蛋白時，依據目的RNA結合蛋白的位置，可用純化或部分純化的蛋白，也可用核或胞質細胞抽提液。 6.競爭實驗中采用含蛋白結合序列的DNA或RNA片段和寡核苷酸片段（特異），和其它非相關的片段（非特異），來確定DNA或RNA結合蛋白的特異性。在競爭的特異和非特異片段的存在下，依據復合物的特點和強度來確定特異結合。
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| 其他 |
一、常見問答
凝膠遷移或電泳遷移率實驗（EMSA）是一種研究DNA結合蛋白和其相關的DNA結合序列相互作用的技術，可用于定性和定量分析。這一技術最初用于研究DNA結合蛋白，目前已用于研究RNA結合蛋白和特定的RNA序列的相互作用。
通常將純化的蛋白和細胞粗提液和32P同位素標記的DNA或RNA探針一同保溫，在非變性的聚丙烯凝膠電泳上，分離復合物和非結合的探針。DNA復合物或RNA |
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