适用于黄麻根部蛋白质组学分析的双向电泳技术

以黄麻品种'9511'幼苗为试验材料,研究其根部蛋白提取方法的得率及不同的蛋白样品溶解方法、电泳上样量和IPG胶条pH范围对双向电泳图谱的影响.结果表明:采用三氯乙酸(TCA)/丙酮沉淀法提取黄麻根部蛋白质,蛋白得率为80 mg/g;蛋白粉末溶解采用两次水化法,裂解液中含有7 mol/L尿素、2 mol/L硫脲、4% CHAPS、65 mmol/L DTT、0.2%载体两性电解质和1 mmol/L PMSF,能够较充分地溶解蛋白质,且制备的样品浓度能够满足双向电泳上样要求;上样量为400 μg时得到的图谱分辨率高、蛋白斑点分布均匀、清晰;等电聚焦(Isoelectrofocusing,IEF)采用pH 4～7、17 cm的IPG胶条时所得图谱质量最佳.研究表明,样品的制备及IEF有效除盐对获得理想的2-DE图谱非常关键;取材、染色等细节对2-DE的重复性影响很大.     

茶树叶片蛋白双向电泳体系建立与应用

为开展茶树Camellia sinensis 低温和干旱胁迫下差异蛋白的分离和鉴定,以抗逆性较强的茶树品种‘迎霜’为试材,通过对提取方法、IPG 胶条pH 范围、上样量、分离胶浓度、染色方法的比较,筛选适用于茶树叶片的蛋白质双向电泳体系。结果表明,采用TCA-丙酮法或Tris-HCl 法提取叶片总蛋白,选用17 cm pH 4~7IPG 胶条用于等电聚焦,选择1.6~2.2 mg 上样量、13.5%聚丙烯酰胺凝胶进行分离,随后通过高敏考马斯亮蓝R-250 法染色;最终,叶片各分子量的蛋白充分分离,获得的双向电泳图谱分辨率高、背景清晰、重复性好,适用于‘迎霜’低温和干旱胁迫下叶片差异蛋白分析。     

黄瓜悬浮细胞蛋白质组双向电泳分析技术

为建立适于黄瓜悬浮细胞蛋白质组分析的双向电泳体系,对黄瓜悬浮细胞蛋白质双向电泳分析所采用的胶条pH范围、样品制备方法、裂解液配方及分离胶浓度等参数进行研究。结果表明,采用pH范围为4～7的IPG胶条,直接裂解后丙酮沉淀法制备黄瓜悬浮细胞蛋白质,裂解液为8mol/L尿素、2mol/L硫脲、2%IPG Buffer、4%CHAPS、1%TBP、65mmol/L DTT、2mmol/L EDTA、0.001%溴酚蓝和1%鸡尾酒,分离胶浓度为11%,可获得蛋白质点分离清晰的双向电泳图谱。     

水牛精子蛋白质组双向电泳体系的建立和优化

建立和优化一种适合水牛精子蛋白质组学研究的双向电泳技术。以水牛精子为研究对象,比较两种不同配方的裂解液,以及不同上样量对其2-DE图谱质量的影响。结果显示,以7 mol/L尿素、2 mol/L硫脲、4%CHAPS、1%DTT、0.5%Cocktail of protease inhibitors为裂解液,24 cm胶条上样量200μg时,可获得较好的精子总蛋白质2-DE图谱。运用ImageMaster 2-Dplatinum分析软件检测出约500个蛋白质点,蛋白质大部分分布在等电点5-7之间,分子量范围约40-90 kD。     

发菜蛋白质组双向电泳技术的建立及优化

为建立适用于发菜(Nostoc flagelliforme)蛋白质组研究的双向电泳技术,对发菜蛋白质的提取、裂解、上样量、IEF及SDS-PAGE电泳等关键步骤进行了优化,结果显示:发菜蛋白质主要分布在pH 4～7范围内,采用改良TCA法可提高提取液中蛋白质的含量和双向电泳图谱的分辨率,裂解液含60 mmol/L DTT,24 cm IPG胶条上样量1.5 mg时不仅提高了蛋白质的溶解性,而且改善了双向电泳的分离效果,得到近800个蛋白点,且蛋白点清晰,图谱分辨率较好.采用优化后的双向电泳体系提高了发菜蛋白质双向电泳的分辨率和重复性,建立起一套适用于发菜蛋白质组分析的双向电泳方法.     

水牛睾丸曲精细管蛋白质组双向电泳方法的建立及优化

建立并优化了沼泽型水牛睾丸曲精细管蛋白质分离的双向电泳体系,为后续水牛睾丸曲精细管蛋白质表达谱的鉴定和研究奠定基础。比较不同IPG胶条(线性与非线性)、胶条pH范围和蛋白质上样量这三个参数对双向电泳结果的影响。结果显示,采用上样量350μg的曲精细管总蛋白、24 cm且pH值4～7的线性IPG胶条能够更好地分离水牛睾丸曲精细管蛋白质,获得质量较好且分辨率较高的双向电泳图谱,得到大约486个蛋白点。双向凝胶电泳技术能够对水牛睾丸曲精细管蛋白质进行有效分离,并通过对双向电泳体系的优化可获得蛋白质点清晰且分辨率更高的双向电泳图谱。     

衫木叶片蛋白质组的双向电泳技术优化

为建立适用于杉木(Cunninghaimia lanceolata)叶片蛋白质组研究的双向电泳技术,对杉木叶片蛋白质的溶解方法、上样量、IEF及SDS-PAGE电泳等关键步骤进行了优化。结果表明,杉木叶片蛋白质主要分布在pH4-7范围;裂解液中含有硫脲(2mmol/L)才能较充分地溶解蛋白,DTT浓度为60mmol/L、上样量1.5mg时得到的图谱分辨率较好且蛋白斑点分布均匀、清晰,拖尾现象明显减少,平衡液Ⅱ中碘代乙酰胺浓度为450mg(15ml)-1时能提高图谱分辨率;采用与质谱兼容的考马斯亮兰进行染色,得到近700个蛋白点。     

小鼠黑质双向凝胶电泳技术的优化

为了优化小鼠黑质双向凝胶电泳(2-DE)技术,比较了不同样品预处理方法、不同胶条和不同上样量对凝胶电泳结果的影响。研究发现,两种样品预处理方法均可顺利升至最高等电聚焦(IEF)电压(10000V)。与Clean-upkit法相比,TAC/丙酮沉淀法预处理后蛋白得率较低,同时丢失了样品中的部分中、小分子蛋白质。pH3-10L胶条中蛋白点主要分布在中间区域;pH3-10NL胶条对中间区域的蛋白点的分离有所改善;pH4-7胶条中蛋白点分布均匀,横条纹较少。80μg上样量的图谱背景干净,但点数最少(411);180μg上样量的图谱蛋白点较多(883),且圆润、清晰,背景干净,分辨率高;300μg上样量的图谱蛋白点虽然最多(904),但背景较深,部分蛋白点融合,横条纹也较多。研究表明,对于小鼠黑质蛋白质,使用Clean-upkit法对样品进行预处理,选取pH4-7的胶条,采用180μg的上样量能获得背景干净、分辨率高的双向电泳图谱,为帕金森病的生物标志物和药物靶点的研究打下了基础。     

小麦小花高纯度线粒体的分离及其蛋白质双向电泳体系建立

应用差速离心和Percoll不连续密度梯度法分离纯化小麦三核期小花线粒体. 在裂解液选择、IPG胶条pH值范围、SDS-PAGE胶浓度及蛋白质上样量等方面对线粒体蛋白质双向电泳体系进行探索和优化,确立了一套适用于小麦小花高纯度完整线粒体的分离方法及其蛋白质双向电泳的技术体系. 结果表明,采用20%、24%和40% Percoll密度梯度和28% Percoll自形成密度高速离心体系,获得了有活性、高纯度且较完整的线粒体;经TCA-丙酮法提取蛋白,以7 mol/L尿素,2 mol/L硫脲,4% CHAPS(W/V),65 mmol/L DTT,0.5% IPG缓冲液(V/V),0.001% 溴酚蓝(W/V)裂解液溶解蛋白,采用17 cm,pH 4～7 IPG胶条和11% SDS-PAGE分离胶,上样量为160 μg,硝酸银染色法,更适合小麦小花线粒体蛋白质组双向电泳分离. 经PDQuest 2DE 8.0.1软件包统计分析,在2-DE图谱上分辨出约150个蛋白点,蛋白点清晰呈圆形,无横条纹干扰,这为利用双向电泳技术在亚细胞水平对线粒体进行蛋白质组学研究与分析奠定了基础,更为进一步分析研究线粒体与雄性不育的关系提供了理论与技术支撑.     

枸杞胼胝质酶基因克隆及在雄性不育材料中的表达分析

以雄性不育枸杞‘宁杞5号’和正常可育枸杞‘宁杞1号’为材料,提取不同发育时期枸杞花蕾RNA,反转录合成cDNA,利用胼胝质酶的β-1,3-葡聚糖酶属性进行同源克隆和半定量RT-PCR分析.结果表明:(1)所克隆的胼胝质酶基因(LG1)属于植物糖基水解酶第17家族基因,编码344个氨基酸,有5个氨基酸保守区在4种植物的花药β-1,3-葡聚糖酶基因中都存在.(2)LG1在正常可育枸杞花药中高量表达,在雄性不育枸杞花药中表达沉默,但基因序列并没有发生突变.(3)经苯胺蓝染色观察,雄性不育枸杞花药四分体分解受阻与LG1基因表达沉默同步.研究结果提示,LG1基因是受不育基因调控的下游基因,参与了枸杞花粉的败育过程,LG1基因沉默是雄性不育枸杞花粉败育的一个重要原因.     

缺铁逆境胁迫下水稻叶片蛋白的双向电泳及其蛋白质组图谱分析

水稻幼苗经缺铁胁迫诱导分别处理1、3、5天后,用酚法和TCA/丙酮法提取叶片中的可溶性蛋白进行双向电泳分析,从而研究在缺铁条件下叶片中蛋白表达的动态变化规律.结果显示1.不同pH IPG胶条分离蛋白的效果不同.用pH3-10的IPG胶条进行双向电泳,经考马斯亮蓝染色后,可在胶面上检测到大约450个蛋白点,其中约有89%的蛋白是酸性蛋白.如果用pH4-7的IPG胶条进行双向电泳,则可检测到大约600个蛋白点,其中有29个蛋白是上调表达,1个蛋白是下调表达,5个蛋白是诱导特异表达.2.不同方法提取的可溶性蛋白质量不同.TCA法简单易操作,似乎对于碱性蛋白的抽提效果更好,在2-DE图像上,减性端显示的蛋白点多;但此方法所得蛋白的再溶性差.酚法提取的蛋白再溶性好,所抽提的蛋白量较大,纯度较高.     

多子房小麦蛋白质双向电泳体系的建立及优化

为建立适用于显性多子房小麦细胞质效应的蛋白质双向电泳体系,以显性多子房小麦材料DUOII与特异细胞质材料TeZhiI杂交的F1幼穗为材料,采用TCA-丙酮法提取蛋白质,并在IPG胶条长度和pH范围、SDS-PAGE凝胶浓度及蛋白质上样量等方面,对多子房小麦幼穗蛋白质双向电泳体系进行了探究与优化.结果表明,本文采用的蛋白质定量方法准确度高(R²=0.9999),确立了17 cm, pH4～7的IPG胶条, 12% SDS-PAGE分离胶,上样量为900 μg的双向电泳方法体系,获得了最适合本研究蛋白质组分析的双向电泳图谱. 经PDQuest 2DE 8.0.1软件分析,2-DE图谱上可分辨出1.444±14个清晰蛋白质点,且重复性较高(95%), 相关系数为0.960. 建立了一套适用于显性多子房小麦细胞质效应研究的蛋白质双向电泳体系.     

Isoelectric point-based prefractionation of proteins from crude biological samples prior to two-dimensional gel electrophoresis

Two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) is used to compare the protein profiles of different crude biological samples. Narrow pH range Immobilized pH Gradient (IPG) strips were designed to increase the resolution of these separations. To take full advantage of IPG strips, the ideal sample should be composed primarily of proteins that have isoelectric point (pI) values within the pH range of the IPG strip. Prefractionation of cell lysates from a human prostate cancer cell line cultured in the presence or absence of epigallocatechin-3-gallate was achieved in fewer than 30 min using an anion-exchange resin and two expressly designed buffers. The procedure was carried out in a centrifuge tube and standard instrumentation was used. The cell lysates were prefractionated into two fractions: proteins with pI values above 7 and between 4 and 7, respectively. The fractions were then analyzed by 2-DE, selecting appropriate pH ranges for the IPG strips, and the gels were compared with those of unprefractionated cell lysates. Protein loading capacity was optimized and resolution and visualization of the less abundant and differentially expressed proteins were greatly improved.     

Evaluation of protocols used in 2-d electrophoresis for proteome analysis of young rice caryopsis

In order to obtain a high-resolution electrophorogram of rice young panicle proteome, we evaluated various protocols commonly used in two-dimensional (2D) polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) of proteins, including gel staining protocol, pH range of immobilized pH gradient (IPG) strips and sample loading quantity. Results showed that a silver staining protocol using sensitized solution containing glacial acetic acid, sodium acetate and sodium thiosulfate (reported by Heukeshoven and Dernick in 1988) and a Coomassie Brilliant Blue staining method using solution containing G-250, ammonium sulfate and phosphoric acid (reported by Pink et al in 2010) demonstrated the superior staining effect. In addition, we also showed that higher resolution was achieved when IPG gel strip with pH range of 5-8 was used, compared to that with pH range of 4-7. Finally, the optimal loading quantity was determined as 130 μg using the 17 cm-long nonlinear IPG strip with pH 5-8 in combination with the silver nitrate staining protocol. The evaluated results would be helpful in proteome analysis of young rice caryopsis.     

小麦旗叶高纯度质膜的提取及蛋白质组学双向电泳体系的建立

以生长到Feekes 8.5时期小麦旗叶为试验材料,通过差速离心结合两相法提取 并纯化质膜蛋白,进而在裂解液选择、SDS-PAGE胶浓度及蛋白质上样量等方面对质膜蛋白质双向电泳体系进行了优化.结果表明,采用6.4% PEG 3 350/Dextran T-500 (W/W)两相体系可以获得纯度高达87.9%质膜微囊. 经TCA-丙酮法裂解蛋白,以12% SDS-PAGE分离胶对900 μg质膜蛋白进行双向电泳,在2-DE图谱上可分辨出173个蛋白点. 建立了一套用于小麦旗叶高纯度质膜的提取方法及其蛋白质组学双向电泳体系.     

The whereabouts of transmembrane proteins from rat brain synaptosomes during two-dimensional gel electrophoresis

Little is known about what happens to transmembrane proteins (TMP) in 2-DE. In order to obtain more insight into the whereabouts of these proteins we prepared membrane-enriched synaptosomes from rat frontal cortex and washed them with 7 M urea or Na(2)CO(3). From each preparation, 200 microg protein was loaded on 2-DE gels covering the 4-7 and 6-11 pH ranges, respectively. MALDI-MS/MS analysis detected only 3 TMP among 421 identified spots. However, when the samples had been washed with Na(2)CO(3), only few well-focused spots remained detectable on the gel covering the pH 6-11 range. Instead, a heavily ruthenium-stained smear became visible at the upper edge of the gel at the location where the samples had been applied by cup loading. LC-MS/MS analysis revealed that this smear contained 38 unfocused TMP with up to 12 transmembrane helices. After transfer to the second dimension, no major areas of protein staining were left on the IPG strips. This indicates that after extraction and denaturation the TMP may form high-molecular aggregates, due to their "hydrophobic interactions". These aggregates enter the IPG strips, but do not focus regularly. They are then transferred onto the 2-DE-gels, where they remain caught at the upper edge.     

建立和优化双向电泳分析柱花草根系蛋白谱的方法

本研究以柱花草根系为材料,比较了不同蛋白质提取方法和蛋白上样量等因素对双向电泳方法分析根系蛋白图谱的影响。结果表明,在苯酚法提取蛋白中,加入0.7mol·L-1NaCl和20%乙醇,并在蛋白沉淀过程中加入1/10倍体积5mol·L-1NaCl,能够有效去除组织样品中的非蛋白成分,结合使用pH4～7范围的IPG胶条,1mg根系蛋白可以在双向电泳图谱上分辨出较多蛋白点,图谱背景清晰,该体系适合柱花草根系蛋白质的双向电泳分析。     

蝴蝶兰叶片蛋白质提取及双向电泳体系优化

通过对蛋白质提取、IPG胶条选择、上样量、水化方式、聚焦条件等方面的优化,建立蝴蝶兰叶片蛋白质的双向电泳体系。结果表明,采用酚抽提法提取蝴蝶兰叶片蛋白质的纯度较高,复溶较完全;双向电泳优化体系选用24 cm pH 3～10 NL的IPG胶条,被动水化,上样量为1.35 mg,B1程序进行等电聚焦,12%分离胶进行第二向电泳,考马斯亮蓝G-250染色。该方法获得分辨率较高、重复性较好的蝴蝶兰叶片双向电泳图谱,蛋白数点多达1163个,可以满足蝴蝶兰蛋白质组学研究和分析。