真菌菌丝体蛋白质分离鉴定的冷冻研磨提取检测方法
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真菌菌丝体蛋白质是研究真菌代谢、致病机制的核心材料,但细胞壁刚性与蛋白酶降解易影响分离效果。冷冻研磨法通过液氮低温破碎细胞壁、抑制酶活,是真菌蛋白研究的关键技术,流程涵盖预处理、研磨、提取、澄清、定量、电泳及酶解等环节,需严格控制参数以保证结果可靠。
真菌菌丝体的预处理
菌丝体需选对数生长期——代谢旺盛,蛋白含量高且稳定,避免 stationary phase 蛋白酶积累。摇瓶丝状真菌用纱布过滤,固体培养用刮勺轻取,避免琼脂杂质。
收集后用预冷PBS洗3次(转速<500g),去培养基残留;无法立即处理的液氮速冻后-80℃保存,抑制蛋白酶。
预处理检查:研磨后考马斯亮蓝染色变蓝,显微镜观察无细胞质泄漏,确保菌丝完整。
例:酿酒酵母3000g离心5min收集,黑曲霉用纱布过滤,避免团聚。
冷冻研磨的设备与参数
冷冻研磨用液氮珠磨机——液氮冷却腔(-196℃),研磨珠振动破细胞壁。丝状真菌用2-3mm氧化锆珠(硬、无金属),酵母用1mm不锈钢珠。
参数:每管50-100mg干重,分3次研磨(每次1min,间隔30s液氮),台盼蓝染色>90%蓝色为破碎完全。
避免:长时间研磨(>5min)生热激活蛋白酶;研磨珠填1/3-1/2管体积,保证撞击。
例:酿酒酵母1mm珠填1/2,磨3次;黑曲霉2mm珠填1/3,磨4次,效果佳。
蛋白质提取液的配制
提取液配方:4M尿素+1M硫脲(破氢键)、2% SDS(溶膜蛋白)、10mM DTT(防聚集)、50mM Tris-HCl(pH8.0)、1%蛋白酶抑制剂。
调整:丝状真菌SDS增至2.5%(膜蛋白多),酵母降1%(避电泳干扰);加10%甘油稳分泌蛋白。
配制:超纯水,抑制剂临用加(PMSF现配);提取液预冷4℃,研磨后即加。
pH:8.0-8.5,抑制酸性蛋白酶,配合抑制剂防碱性酶激活。
研磨后匀浆的澄清
研磨后匀浆4℃12000g离心15min,上清为蛋白液,沉淀是细胞壁碎片。
浑浊则重复离心或0.22μm滤膜过滤(膜预润洗防吸附)。
匀浆冰浴<30min离心,室温易激活蛋白酶降解蛋白。
上清分装-80℃,长期加50%甘油,避反复冻融。
蛋白质浓度的定量
BCA法首选——Cu²+与肽键生成Cu⁺,与BCA成紫复合物,562nm测吸光度。兼容SDS,线性20-2000μg/mL。
操作:BSA制标准曲线,样品稀释至范围,37℃孵育30min测吸光。
干扰:高DTT先脱盐,低浓度用增强型BCA。
验证:用50μg/mL BSA测,偏差<10%为可靠。
蛋白质变性与电泳分离
变性:样品加等体积SDS上样缓冲液,沸水浴5-10min,破二级结构,与SDS结合带负电。
电泳:12%凝胶分20-100kDa蛋白,浓缩胶50V,分离胶120V,溴酚蓝到胶底停止。
上样:离心去沉淀,上样10-20μL;甘油沉样品,溴酚蓝示进度。
染色:考马斯亮蓝染2h(灵敏度50ng),低丰度用银染(1ng),需脱银防质谱干扰。
质谱鉴定前的酶解处理
酶解前切胶条(1mm×1mm),用50mM碳酸氢铵+50%乙腈脱色(超声10min×2-3次),至胶块无色。
还原烷基化:加10mM DTT 56℃30min(还原二硫键),吸去后加55mM碘乙酰胺室温避光30min(烷基化巯基,防重新形成)。
酶解:乙腈脱水10min,加20ng/μL胰蛋白酶(50mM碳酸氢铵),4℃渗透30min,37℃孵育过夜。
提取肽段:用50%乙腈+0.1%甲酸超声10min×2,合并液真空干燥,C18 ZipTip柱净化(去杂质,提质谱灵敏度)。