相信如何提高目的重组
蛋白的诱导表达量是很多同学在研究中都会遇到的问题。泡了无数论坛,看了无数帖子,尝试过IPTG的诱导浓度、培养基成分、诱导温度、诱导时间,甚至让别的公司帮忙做密码子优化(将目的片段通过全基因合成的方式合成出来)。总的来说,提高IPTG浓度是可以提高目的蛋白的诱导表达量的,但一般也就用到1mM的浓度,再高对细胞有毒性; 培养基营养越丰富,表达量越高,所以如果追求表达量的话,就不要用LB培养基了,用自动诱导培养基吧; 诱导温度,温度越低表达量越低,但是可溶的比例一般来说会越高,所以如果追求表达量可以尝试37℃或者42℃(没试过42℃);诱导时间,这个跟培养基成分及供氧情况很有关系,如果供氧不足/营养不够,提高时间会起到反效果。
综合而言,一般用的重组蛋白诱导表达条件是固定的,有时候要追求可溶表达,顶多就调整下诱导温度(25℃)。条件就是:自动诱导培养基(不用额外的IPTG),37℃,20h。一般来说大分部蛋白的表达量都还可以。
但有些蛋白的表达量不行,或者某些蛋白需要长期大量使用,因此提高这些重组蛋白的诱导表达量就十分有必要了,如果进一步提高呢?
我们都知道,蛋白质的表达量和蛋白质的翻译效率有关,翻译效率又跟mRNA的二结构又有关系,如果mRNA形成了复杂的二结构,会导致核糖体无法顺畅的将整个mRNA读通,甚至会提从mRNA上掉下来。一般公司号称的密码子优化,也就是通过替换掉一些稀有密码子,显然如果不从二结构上考虑的话,是没法提高蛋白质的表达量的,而事实也确实如此。在公司做研发的几年中,做过多个蛋白的密码子优化(通过全基因合成的方式),结果差强人意。
天介绍的方法,不是从二结构上来预测的(据我所知,目没有比较准确的方法来预测mRNA的二姐结构),而是一种简单、高效的方法:通过优化目的基因的5'部分DNA序列,而且不需要通过软件预测,完全随机,包含所有可能(理论上),且不改变氨基酸序列。
原理:蛋白质的翻译效率很大程度上跟翻译起始效率有关,因此mRNA的5'端必须得很好翻译,好不要有复杂的二结构;通过PCR的方法在基因的5‘端引入简并序列,构建克隆,挑选多个克隆,诱导表达之,SDS-PAGE电泳检测表达量的高低,挑选高表达克隆进行测序。
实验步骤:
1.设计目的重组蛋白质的N端10-15个氨基酸的简并序列。
2.引物合成上述简并序列,同时设计合成目的基因反向引物。
3.PCR扩展目的基因,这样在目的基因的5‘端就引入了兼并序列,同时不改变氨基酸序列。
4.双酶切,插入到目标载体。
5.转化。
6.挑选多个克隆(比如100-200个)到1.5ml EP管,直接诱导表达(记得带上为改造克隆菌株的对照)。
7.SDS-PAGE检测。
8.挑选高表达的多个克隆,测序。