免疫沉淀通用實驗方案

免疫沉淀(Immunoprecipitation, IP)是一種基于抗原-抗體特異性結合的分子生物學技術,用于從復雜的生物樣本中選擇性地分離和富集目標蛋白質。這一技術的核心在于利用固相支持物(如磁珠或瓊脂糖樹脂)上的特異性抗體捕獲感興趣的蛋白質,隨后通過洗滌去除非特異性結合的雜質,最終釋放純化的抗原-抗體復合物以供下游分析。
免疫沉淀技術在蛋白質研究中的應用極為廣泛,包括但不限于蛋白質-蛋白質相互作用的研究、表位映射、翻譯后修飾分析以及基因調控研究。例如,通過免疫沉淀與質譜聯用,可以鑒定和表征細胞內的蛋白質復合體和相互作用網絡;而染色質免疫沉淀(ChIP)則用于研究蛋白質與DNA之間的相互作用,揭示染色質結構和基因表達調控的動態變化。
此外,免疫沉淀技術還可以與高通量篩選平臺整合,系統分析蛋白質相互作用網絡,識別新的蛋白質復合體,并揭示細胞過程和疾病背后的信號通路。
本實驗方案將針對細胞樣本,采用磁珠法介紹免疫沉淀通用實驗步驟。
第1階段 制備裂解物
第一步是在合適的緩沖液中裂解細胞或組織樣本,以將蛋白質釋放到溶液中。理想的裂解緩沖液將最大限度地減少蛋白質變性,同時從樣品中釋放足夠的蛋白質。
非離子型洗滌劑(如NP-40和Triton X-100)的刺激性小于離子型洗滌劑(如SDS 和脫氧膽酸鈉)。其他可能影響免疫沉淀成功的變量包括鹽濃度、二價陽離子濃度和pH值。
所需材料
- 合適的裂解緩沖液(例如:N274337)
- 蛋白酶抑制劑混合物(例如:P301903)
- 磷酸酶抑制劑混合物(可選-例如:P666104)
- PBS
實驗步驟
1.選擇合適的裂解緩沖液。
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整個過程中將樣品、緩沖液和設備放在冰上。
2.在緩沖液中添加蛋白酶抑制劑,包括磷酸化蛋白質的磷酸酶抑制劑。
3.分離細胞并將其懸浮在裂解緩沖液中。一般建議1-3×107個細胞添加300 µL裂解緩沖液,3×107個以上細胞添加600 µL緩沖液。如果細胞不能很好地懸浮,可適當增加裂解緩沖液。
4.將細胞與裂解緩沖液在冰上孵育10分鐘(不攪拌)。然后將裂解物在冰水中超聲處理3次。
注意:該過程可能需要優化。如果細胞仍然聚集在一起,則需使用渦旋進行攪拌。
5.4°C下以8,000 × g的速度離心10分鐘,將上清液轉移到新管中,并置于冰上。
6.使用Bradford或BCA檢測法測定裂解物中的蛋白質濃度。
7.如果不立即使用,請將等分試樣快速冷凍在液氮中并儲存在-80°C下。
第2階段 免疫沉淀和清洗
免疫沉淀蛋白質主要有兩種方法。第一種方法是將抗體與裂解物混合,然后將 Protein A/G磁珠添加到抗體-裂解物復合物中。這種方法可獲得高純度的蛋白質;然而,抗體也會與目標蛋白質一起洗脫,這有時會給蛋白質印跡檢測帶來困難。
第二種方法是制備抗體-磁珠復合物,然后將其與裂解物一起孵育以提取目標蛋白質。這種方法的產量比第一種方法要低,但避免了抗體共洗脫的問題。
或者也可以按照以下方案進行IP。如果使用同型對照抗體,您可以采用相同的實驗操作,并在分析結果時將其與目標蛋白的IP進行比較。
所需材料
- 裂解物
- 一抗
- 同型對照抗體
- Protein A/G磁珠(例如:P8104、P8103)
- 磁力架
實驗步驟
1.將裂解物與抗體在4°C下孵育過夜,輕輕攪拌。
2.將Protein A/G磁珠添加到抗體-裂解物復合物中。一般每1 mL裂解物添加約100 µL磁珠。4°C下輕輕搖動孵育1-4小時。
注意:裂解物和珠子溶液的體積可能需要優化。
3.用PBS緩沖液清洗磁珠三次,以去除未結合的雜質。
3.1將管子放在磁力架上約1分鐘;磁珠應被磁鐵拉到管子底部。
3.2吸出并丟棄溶液,保留磁珠。
3.3向磁珠中添加約1 mL新鮮裂解緩沖液,并重復上述步驟。
這時,目標蛋白質應該與包被磁珠的抗體特異性結合。
第3階段 洗脫
洗脫可以在各種緩沖液條件下進行,包括甘氨酸(非變性)、Laemmli(變性)和尿素緩沖液。
在所有這些緩沖液中,含有SDS的Laemmli緩沖液是最嚴苛的,因為它會連同目標蛋白一起洗脫非共價結合的抗體和抗體片段。相比之下,甘氨酸緩沖液會溫和地洗脫蛋白,洗脫的抗體量會減少。
- 甘氨酸緩沖液(非變性)
所需材料
- 0.1-0.2 M 甘氨酸,pH 2.6
- 與磁珠結合的樣品
實驗步驟
1.將等體積的甘氨酸添加到磁珠中,室溫下孵育10分鐘,輕輕攪拌。低pH值會將目標蛋白質與抗體磁珠分離。
2.使用磁力架將磁珠與溶液分離。將管子放在磁力架上約1分鐘,使磁珠被磁鐵拉到管底部。
3.吸出溶液,保留磁珠,然后將該溶液轉移到新管中。
提示:(1)有需要的話,可以重復步驟 1-3幾次以最大限度地洗脫蛋白質。
(2)可以用裂解緩沖液清洗磁珠以去除甘氨酸,從而使磁珠可以重復使用。
4.加入Tris-HCl中和溶液的pH值。
注意:此時,如果不立即使用,則分裝樣品,快速冷凍,并儲存在-80°C下。
5.使用蛋白質印跡法或其他技術分析IP結果。如果有使用同種型抗體的話,可以將捕獲抗體和同型對照抗體所進行的 IP 結果進行比較。
- 變性緩沖液
所需材料
- 變性緩沖液:(例如:0.1 M DTT、1× LDS或任何其他緩沖液)
- 與磁珠結合的樣品
- 磁力架或微量離心機
實驗步驟
1.將等體積的變性緩沖液加入到珠子中,100°C下孵育5分鐘。高溫和緩沖液使抗體珠與目標蛋白質分離,同時使蛋白質變性。
2.使用磁力架將磁珠與溶液分離。將管子放在磁力架上約1分鐘,使磁珠被磁鐵拉到管底部。
3.吸出溶液,保留磁珠,然后將該溶液轉移到新管中。
注意:如果不立即使用,則分裝樣品,快速冷凍,并儲存在-80°C下。
4.用Western blot分析IP結果。如果有使用同種型抗體的話,可以將捕獲抗體和同型對照抗體所進行的IP結果進行比較。
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