λ噬菌體 PL 啟動子是受控于溫度敏感阻抑物(cIts857) 的強效啟動子,阻抑物可在低溫下阻抑 PL 啟動子的轉錄,但在髙溫下不能。因此帶有λ噬菌體啟動子的載體必須以帶有 cIts857 基因的菌株作為宿主。本實驗來源于分子克隆實驗指南(第三版)下冊,作者:〔美〕J. 薩姆布魯克 D.W. 拉塞爾。
| 實驗材料 | 載體和細菌菌株PL 表達載體陽性對照質粒 |
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| 試劑、試劑盒 | 考馬斯亮藍染色溶液或銀染溶液L-色氨酸SDS 凝膠加樣緩沖液SDS-聚丙烯酰胺凝膠靶基因或 cDNA 片段LB 瓊脂平板LB 培養基M9 基本培養基 |
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| 儀器、耗材 | SorvallGSA 轉頭或相當的轉頭沸水浴振蕩培養器 |
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| 實驗步驟 | 材料
緩沖液和溶液
貯存液、緩沖液和試劑的成分參見附錄 1。 貯存液稀釋至適當濃度。
考馬斯亮藍染色溶液或銀染溶液 參見附錄 8。
1XSDS 凝膠加樣緩沖液 不含 DTT 的 1xSDS 凝膠加樣緩沖液室溫保存,1mol/LDTT 貯存液現用現加于上述緩沖液。
L-色氨酸(10 mg/ml)
凝膠
SDS-聚丙烯酰胺凝膠(10%) 用于分離蛋白的 SDS-聚丙烯酰胺凝膠的制備參考附錄 8。
核酸和寡核苷酸
靶基因或 cDNA 片段
培養基
LB 瓊脂平板 LB 培養基 根據所用載體在培養基中加入不同的抗生素。
加熱到 65°C 的 LB 培養基 備選,參見步驟 13。
M9 基本培養基 滅菌后補加 0.5%(m/V) 葡葡糖,0.2%(m/V) 酪蛋白酸水解物和所需抗生素,用于色氨酸誘導的表達載體。
離心機和轉頭
SorvallGSA 轉頭或相當的轉頭
特別配備
沸水浴
設定為 30°C 和 40°C 的振蕩培養器 只有使用λ噬菌體 cI 基因的溫度敏感型等位基因時才需要。
補充試劑
本方案步驟 1 需要第 8 章方案 7 中所列試劑。 本方案步驟 2 需要第 1 章方案 17 或 19 中所列試劑。 本方案步驟 3 需要第 1 章方案 23~26 中所列試劑。 本方案步驟 4 需要第 12 章方案 3 中所列試劑。
載體和細菌菌株 帶有λ噬菌體 cI 基因的 cIts857 等位基因或野生型等位基因的大腸桿菌菌株在 M5219 菌珠中是熱誘導的 clts857 等位基因,在 GI724 菌珠 (ATCC55151cI 基因)中是色氨酸誘導的野生型 cI 基因。
PL 表達載體(如 pHUB,pPLc,pKC30,pASl,pCQV2,pAL-781 和 pTrxFus)
陽性對照質粒(表達已知大小融合蛋白的 PL 表達載體)
方法
含重組表達載體的大腸桿菌菌株的構建
1.PCR 修飾(第 8 章方案 7) 或限制性內切酶消化分離 DNA 片段,片段 5'端和 3'端帶有與 PL 表達載體對應的限制酶位點。 必要時可在 cDNA/基因的 ATG 上游置入強的核糖體結合位點。 為確定擴增反應沒有引入錯誤突變,應對 PCR 產物進行序列分析。
2. 靶 cDNA/基因的 DNA 片段與表達載體連接(第 1 章方案 17 或 19)。
3. 連接產物轉化含有 cIts857 等位基因或野生型 cI 基因的大腸桿菌菌株。將轉化體鋪于含相應選擇抗生素的 LB 平板(通常為 50ug/ml 的氨芐青霉素),于 30°C(含有cIts857 等位基因)或 37°C(含有色氨酸誘導的野生型 cI 基因)過夜培養。 空的表達質粒轉化相同的大腸桿菌菌株作陰性對照。
4. 通過菌落雜交和/或小量制備質粒的限制酶切分析、寡核苷酸雜交或序列分析篩選帶有插入片段的轉化體(請參見第 12 章方案 3)。
誘導靶蛋白表達的優化 許多研究表明細胞生長速率嚴重影響外源蛋白的表達,因此必須對接種細菌量、誘導前細胞生長時間和誘導后細胞密度進行控制。生長過度或過速都會加重細菌合成系統的負擔,導致形成包涵體。
5. 通過提髙溫度或加入色氨酸,下調 cI 阻抑蛋白,誘導靶蛋白表達,篩選最佳表達條件。 影響誘導表達的因素請參見方案 1 步驟 8 的注解。
對于溫度誘導系統
a. 對照菌和重組菌分別挑取 1~2 個菌落,接入 1 ml 含所需抗生素的 LB 培養液,30°C 培養過夜。 編碼己知大小蛋白的表達載體作陽性對照。
b. 取 50ul 接入 10 ml 含抗生素的 LB 培養液,在 50 ml 搖瓶中于 30°C 培養至對數中期(A550=0.5?1.0)。
c. 吸出 lml 未經誘導的培養物放在一個微量離心管中,按下面步驟 6 和 7 所述進行處理。
d. 調整溫度至 40°C, 誘導剩余培養物。繼續步驟 6。 盡管在本書其他章節中采用 42~45°C 滅活λ噬菌體 cIts857 阻抑物,但此處采用40°C 以便減少熱激蛋白的誘導并使細菌能夠繼續生長。
對于色氨酸誘導系統
a. 含空載體和重組表達載體的大腸桿菌(帶有 cI 野生型等位基因)分別挑取 1~2個菌落,接入 1ml 補充 M9 培養液,37°C 培養過夜。 編碼已知大小蛋白的表達載體作陽性對照。
b. 取 50ul 接入 10 ml 補充 M9 培養液,在 50 ml 搖瓶中于 37°C 培養至對數中期(A550=0.5~1.0)。
c. 吸出 1 ml 未經誘導的培養物放在一個微量離心管中,按下面步驟 6 和 7 所述進行處理。
d. 剩余培養物中加入色氨酸至終濃度 100ug/ml,37°C 繼續培養。
6. 誘導不同時間(如 1、2、4 和 6 h) 后取 1ml 樣品放于微量離心管中,測定A550, 室溫高速離心 1 min。
7. 沉淀懸于 100ul 1XSDS 凝膠加樣緩沖液,100°C 加熱 3 min, 室溫高速離心lmin,冰上放置,待全部樣品處理完后上樣。
8. 樣品加熱至室溫,取 40ug 或相當于 0.15 OD550 培養物的懸液上樣于 10%SDS 聚丙烯酰胺凝膠。
9.8~15V/cm 電泳,至溴酚蘭遷移到分離膠底部。
10. 考馬斯亮藍染色或銀染,或免疫印跡,觀察表達產物條帶(見附錄 8)。 未轉化的大腸桿菌細胞和轉化了空載體的細胞,蛋白質帶形應該沒有區別。誘導一定時間的重組菌應有一條與預計大小一致的帶。
大量表達靶蛋白
11. 挑取一個重組大腸桿菌菌落接入 50 ml 含抗生素的 LB 培養液或補充 M9 培養液, 在 250 ml 搖瓶中于 30°C 或 37°C 過夜培養。
12. 取 50 ml 過夜培養物接入 450 ml 含抗生素的 LB 培養液或補充 M9 培養液,在 2L 搖瓶中于 30°C 或 37°C 振蕩培養至對數中期(A550=0.5~1.0), 按步驟 13 或 14 進行誘導。
13. 加入 500 ml 加熱至 65°C 的 13 培養基,誘導帶 cIts857 等位基因的大腸桿菌。40°C培養預試驗確定的最佳時間。或者于室溫以 12000 g(8600r/min Sorvall 轉頭)離心 5 min 收集細胞,沉淀重懸于 500 ml40°C 的LB 培養基,40°C 繼續培養預試驗確定的最佳時間。
14. 加入色氨酸至終濃度100ug/ml, 誘導帶 cI 等位基因的大腸桿菌。37°C 繼續培養預試驗確定的最佳時間。
15. 誘導適當時間后,于 4°C 以 5000 g(5500r/min Sorvall GSA 轉頭)離心 15 min 收集細胞,繼續后面的純化方案:
? 如果表達的是 GST 融合蛋白,繼續方案 5
? 如果表達的是麥芽糖結合蛋白融合蛋白,繼續方案 6
? 如果表達產物帶有組氨酸標簽,繼續方案 7
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