2017年10月2日
染色质结合蛋白的连续盐提取是一种用于确定大型蛋白质复合物结合特性的有效工具。该方法可用于评估蛋白质复合物中各个亚基或结构域在整体上与大量染色质结合亲和力中的作用。
顺序盐提取法的总体目标是表征蛋白质与总染色质的结合特征,并评估当蛋白质自身或其环境发生改变时,这种结合如何发生变化。该方法可测量表观遗传调控因子与染色质之间的相对亲和力,可用于评估在基因、化学或环境干预条件下这些相互作用发生的变化。该技术的主要优势在于,它是一种快速且经济的方法,可用于分析染色质结合蛋白的结合特性。
刚进入染色质领域的研究人员通常在染色质免疫沉淀(ChIP)实验上遇到困难。连续盐萃取是一种经典技术,即使经验不足的科研人员也可使用该方法来回答许多相同的问题。开始实验时,从每种目标细胞系中收获 8,000,000 个细胞。
用5毫升预冷的PBS洗涤每个细胞样品,重复两次。将每个样品重悬于含蛋白酶抑制剂的1毫升低渗缓冲液中。将细胞悬液转移至1.5毫升微量离心管中。
将悬浮液上下颠倒旋转 10 分钟,温度为 4 °C,然后在相同温度下以 6,000 ×g 离心 5 分钟。弃去上清液。使用 1 mL 吸头装配微量移液器。
向沉淀中加入 200 微升含蛋白酶抑制剂的无盐改良 RIPA 缓冲液。将移液器吸头轻触微量离心管底部,使沉淀进入吸头内。上下吹打沉淀 15 次。
随着沉淀物破裂,样品应变得浓稠且具有黏性。以这种方式匀浆每个样品,并将样品在冰上孵育3分钟。然后在4°C条件下以6500 G离心3分钟。
将上清液转移至洁净的1.5毫升微量离心管中。向每份沉淀中加入200微升含100毫摩尔/升氯化钠及蛋白酶抑制剂的改良RIPA缓冲液。用移液器将沉淀吹打15次。
如果沉淀物最初难以吸入移液枪头,可轻敲枪头底部。对每个样品重复此操作,并将样品置于冰上孵育3分钟。在4°C条件下以6500 G离心3分钟。
将上清液转移至新的1.5毫升微量离心管中。继续使用含逐渐增加氯化钠浓度的改良RIPA缓冲液溶液提取样品。当沉淀不再停留在管底时,在倾倒上清液前将沉淀置于离心管盖内。
经过连续盐提取后,对每个样品,向五个上清液组分中的每一个加入70毫升的4倍蛋白上样缓冲液。将每个组分的30微升上样至SDS丙烯酰胺凝胶。通过将蛋白质转移至膜并用相应的特异性一抗进行染色,进行标准的蛋白质印迹(Western blot)分析。
将印迹膜与标记有红外染料的二抗孵育,并对印迹膜进行成像。使用图像分析软件计算每种盐浓度下的条带强度。以条带强度对盐浓度作图,以确定目标蛋白的洗脱模式。
ARID1a 和 Polybromo 1 蛋白的连续盐梯度提取结果显示,它们分别在 200 和 300 毫摩尔的盐浓度下稳定洗脱。而对相同蛋白进行的非连续盐提取则表现出较低的一致性。针对每种待检测蛋白,孵育时间必须进行优化。
因此,采用SSE来分析不同孵育时间后的洗脱谱。转录激活因子Polybromo 1在孵育3分钟和10分钟时表现出相似的洗脱谱。而由BMI1指示的转录抑制因子Polycomb抑制复合物1(Polycomb Repressive Complex 1)则需要超过3分钟才能从染色质中释放。
通过分析洗脱谱的变化来研究蛋白质-蛋白质相互作用。在存在抑制剂的情况下,含溴结构域蛋白4在较低盐浓度下即被洗脱,而无抑制剂时则在较高盐浓度下洗脱。当细胞经组蛋白去乙酰化酶抑制剂处理后,观察到组蛋白修饰模式的差异,从而改变了染色质的结构特征。
当细胞经历基因组应激时,蛋白质结合的变化也反映在洗脱谱中。此处,洗脱所需盐浓度的升高表明,在阿霉素诱导的DNA损伤后,Polybromo 1 与染色质的结合更加紧密。一旦掌握,若操作得当,该技术可在两到三小时内完成。
进行该实验操作时,请务必尽可能保持每个样本处理的一致性。该方法可用于研究的初始阶段,以阐明染色质结合蛋白的作用机制及其调控方式,从而避免不必要的全基因组研究,节省时间和经费。
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顺序盐提取法旨在表征蛋白质与大量染色质的结合特征,并评估这些结合如何因各种处理而发生变化。该方法特别适用于评估表观遗传调控因子与染色质的亲和力。
顺序盐萃取(SSE)提供了一种快速且经济有效的方法,用于评估染色质结合蛋白的亲和力,从而支持表观遗传学导向药物发现中的早期靶点验证。通过量化遗传、化学或环境扰动如何改变蛋白质-染色质相互作用,SSE可在投入资源密集型实验之前,助力降低染色质修饰复合物机制研究中的风险。该方法通过区分直接结合效应与间接细胞应答,提高了先导化合物筛选的预测可信度。
SSE 适用于从靶点验证到先导化合物优化的整个发现过程,为表观遗传学研究中的生化结合实验与细胞表型读数之间提供了机制上的桥梁。