酵母蛋白表達步驟/實驗流程
本文主要講述了酵母蛋白表達步驟,詳細酵母表達流程。從感受態細胞制備,轉化方法選擇及操作,從化學試劑PEG1000 轉化,電擊轉化,原生質體法轉化三個方法入手及轉化子的篩選及最終的蛋白表達,全套酵母蛋白表達標準操作流程。
質粒線性化
在酵母表達系統中已經介紹了酵母蛋白表達原理,因此線性化是酵母轉化的第一步,采用不同的限制酶酶切可以得到不同的表型。
轉化方法
轉化方法 | 轉化效率 | 是否會多拷貝整合 | 操作 |
原生質體法 | 105 | 是 | 操作復雜 |
電穿孔法(電擊) | 105 | 是 | 操作方便 |
PEG 誘導轉化 | 105 | 否 | 操作方便 |
配置緩沖液
1)緩沖液 A:1.0M 山梨醇,10mM 甘氨酸,pH8.35,3%(v/v)乙二醇,濾膜過濾,-20℃保存;
2)緩沖液 B:40%(w/v)PEG1000,0.2M 甘氨酸,pH8.35,濾膜過濾,-20℃保存;
3)緩沖液 C:0.15M NaCl,10mM 甘氨酸,pH8.35,濾膜過濾,-20℃保存;
4)未污染的新鮮、試劑級 DMSO,-70℃保存
將 DNA 直接加在凍結的酵母細胞上是本實驗的關鍵之處(即使在冰上解凍的待轉化細胞,其攝取外源 DNA 的能力也在解凍過程中迅速下降;樣品的轉化,進行多組試驗。
感受態制備
1)接種酵母受體菌單菌落于 YPD 平板(YPD:蛋白表達試劑配置),30℃培養 2 天;
2)挑取平板上的單菌落接種于 10mlYPD 液體培養基中,30℃搖床震蕩過夜;
3)過夜培養后按 1%左右的接種量接種到 100mlYPD 培養基中震蕩培養至 OD 值從 0.1 至 0.5~0.8;
4)3000~5000rpm 離心收集沉淀菌體,用 50ml 預冷 A 液洗滌,并重懸與 4mlA 液中;
5)根據每次使用量(0.1-0.2ml 左右)分裝與 1.5ml 離心管中,每管加入 10ul 的預冷 DMSO,混合后迅速-80℃/液氮(感受態可以放到-80℃ ,但是酵母表達建議感受態現做現用)
酵母轉化
1)線性化質粒 50ug(可預冷)溶于 200ul 的 TE 中,直接加入凍存的酵母感受態中;
2)37℃水浴 5min,過程混合樣品 2 次;
3)取出加入 1.5ml 緩沖液 B,徹底混勻;
4)30℃水浴 1 小時;
5)室溫 2000rpm 離心 10min,去上清,得沉淀,重懸菌體與 1.5ml 緩沖液 C 中;
6)再次離心,去上清,得沉淀,輕輕加入 0.2ml 緩沖液 C 重懸;
7)將重懸的轉化液涂與選擇性培養基(根據抗性配置)中,30℃孵育 3-4 天,進行鑒定。
畢赤酵母電擊感受態細胞制備及轉化
感受態制備
1)接種酵母受體菌單菌落于 YPD 平板,30℃培養 2 天;
2)挑取平板上的單菌落接種于 10mlYPD 液體培養基中,30℃搖床震蕩過夜;
3)過夜培養后按 1%左右的接種量接種到 100mlYPD 培養基中震蕩培養至 OD 值 1.2~1.5;
4)4℃,5000rpm 離心 5min 收集沉淀菌體,用 100ml 預冷無菌水重懸菌體;
5)4℃,5000rpm 離心 10min 收集沉淀菌體,用 100ml 預冷無菌水重懸菌體;
6)再次 4℃,5000rpm 離心 10min 收集沉淀菌體,用 100ml 預冷無菌水重懸菌體;
7)20ml,1mol/L 山梨醇洗滌 1 次;
8)將菌體溶于 200ul,1mol/L 預冷山梨醇中,不加甘油,-80℃放置幾小時,待轉化
酵母電轉
1)準備好 80ul 的酵母感受態與線性化的質粒 1-5ug(冰上預冷 15min)混合,迅速放入 0.2cm 的電擊杯中(電擊杯冰上預冷滅菌),電擊;
2)電擊結束,迅速加入 1ml 山梨醇,涂平板(在搖床上培養 1h 后涂平板也可);
3)MD 培養基生長 3-4 天,ROB 培養基上生長 4-5 天后,鑒定。
電擊注意點
1)線性化質粒的含量在 1-5ug,純度越高越好,量要有保證,很多人找不到陽性轉化子可以考慮是否是這個因素造成;
2)感受態菌液收集,確定 OD 值在 1.2-1.5 之間,可以稀釋不同倍數,判斷是否是線性關系,菌液渾濁單 OD 值不高,可能是OD 稀釋倍數不夠;
3)感受態保存,感受態制備但其他還沒處理好,冰上放置的時間對轉化效率也會有影響,因此還是那個原則:現做現用;且分裝成每次夠用的量,一旦拿出就不在放回,也避免每次吸取造成污染;
4)電擊杯清洗,先洗凈吹干,浸泡在 75%乙醇中,使用前超凈臺紫外滅菌,重復使用對實驗也會有一定影響;
5)電擊參數,電壓及電擊時間可以摸索,適當增加電壓或延長電擊時間,電擊過程冰上操作
畢赤酵母原生質體法轉化及感受態制備
原生質轉化原理
酵母細胞具有細胞壁,細胞壁會組織其對外源 DNA 的攝入,因此,去除掉部分的細胞壁有利于酵母細胞對 DNA 的吸收。利用藤黃節桿菌酶(為一種葡聚糖酶),可以部分消化細胞壁。關鍵在于不能過度的消化細胞壁,否則將造成細胞死亡。藤黃節桿菌酶的消化能力受到 SDS 的影響,可以加入 SDS 對其消化進行控制,以得到消化適度的細胞。消化獲得 70%的原生質細胞時,效果最好。
試劑配制
轉化當天,配制如下溶液:
① SE:1M 山梨醇,25mM EDTA,pH8.0
② SCE:SE:1M 山梨醇,1mM EDTA,10mM 檸檬酸鈉緩沖液,pH8.5
③ SOS:1M 山梨醇,0.3xYPD,10mM CaCl2
④ CaS:1M 山梨醇,10mM Tris-HCl,pH7.5,10mM CaCl2
⑤ DTT,PEG:DTT 水配制為 1M 濃度,PEG 用水配制 40%(w/v)
⑥ CaT:20mM Tris pH7.5,20mM CaCl2
⑦ 藤黃節桿菌酶:用水配制成 3mg/ml 的濃度
⑧ 5%SDS 溶液,RD 融化瓊脂 100ml,1M 山梨
醇每次轉化時配制
① SED:19ml LSE 加 1ml DTT
② PEG/Cat:1:1 混合 40%PEG 及Cat 其他試劑
① YPD 培養基 1L,YPD 平板 1L
② RDB 平板 1L,RDHB 平板 1L
感受態制備及消化細胞壁
1)接種酵母受體菌單菌落于 YPD 平板,30℃培養 2 天;
2)挑取平板上的單菌落接種于 10mlYPD 液體培養基中,30℃搖床震蕩過夜;
3)取培養的細胞 5ul,10ul,20ul 分別加入到含有 200mlLYPD 的液體培養基中,30℃震蕩過夜(300rpm);
4)第二天測每個培養瓶中的 OD600 值,并取出事先配置好的轉化溶液,室溫放置:
5)收集 OD600 值在 0.2-0.3 對應的培養瓶中的細胞,室溫離心(1500rpm5min 左右),得到沉淀;如果沒有培養瓶中的 OD 值在 0.3 左右的話,選擇一個培養瓶,用新配置的培養基以 1:4 稀釋,再次培養(2-3h 左右),直至出現OD 值為 0.2-0.3,收集細胞;
6)準備去除細胞壁,準備去壁試劑和待去壁的細胞;
7)準備去壁試劑:現配 SED,保證DTT(分析級)的新鮮度,配完放-20℃;
8)準備帶去壁細胞:先用滅菌水清洗,轉入離心管;1500rpm 離心 5min,收集細胞,用 20mlSED 重懸并洗滌離心;再次用 1M 山梨醇洗滌,離心(同上);用SCE 重懸,分開至兩個離心管中(每管 10ml 左右);
9)準備藤黃節桿菌酶,取一管酶放置冰上,以上準備的兩管細胞取出一管加入藤黃節桿菌酶,開始消化細胞(這一步可確定酶消化的最佳時間);
最佳時間的確定
① 準備 20ml 5%SDS 溶液分光光度計調至 800nm,空白對照為 800ul 5% SDS 及 200ul SCE;
② 準備 10 個離心管,編號為 0,2,4,5,6,7,8,9,10,15,20,25,30,40,45,50(根據時間編號);
③ 取上述 8 步中的另一管細胞,取出 200ul 加入至 0 號管中,放置冰上,此為 0 點;
④ 加入 7.5ul 藤黃節桿菌酶在剩余的細胞中,輕混,30℃孵育(不要晃動)用來建立最佳時間所用
⑤ 2min 時取 200ul 懸浮液至 2 號管中,同理 4,5,6,7,8min 時重復操作,讀樣品 OD800 值;
⑥ 用公式計算細胞去壁的效率:%去壁率=100-{(T 時間 OD800-0 時間 OD800 值)x100} 10)
10)計算出去壁率為 70%左右時,得出最佳消化時間,同樣操作加入 7.5ul 消化酶于另一管中消化細胞
11)室溫離心去除懸浮液,1M 山梨醇洗滌一次,0.6mlCaS 懸浮細胞,立即轉化,去壁的細胞應立即轉化。
轉化畢赤酵母
1)取 100ul 將去壁細胞,放入 1.5ml 離心管中(滅菌);
2)準備 10ug 線性化質粒(預冷)與去壁細胞混合,加入 1ml 新鮮 PEG/Cat 溶液,輕混,室溫孵育 10min;
3)室溫 750rpm 離心 10min,去除 PEG/Cat 溶液;并用 150ulSOS 培養基懸浮轉化細胞,室溫孵育 20min;
4)加入 800ul 1M 山梨醇,涂平板;
5)取 200ul 轉化細胞和 RD(液體)混勻倒于 RDB 平板上,凝固后導致平板,30℃培養 4-6 天,出現轉化子;
6)取 100ul 稀釋細胞,與 RDH(液體)混勻,涂在 RDHB 上,凝固后倒置生長,30℃培養 4-6 天,出現克隆, 表明去壁細胞可再次生長為分裂細胞。
陽性轉化子的篩選與蛋白表達
Mut+和 Muts 表型的判斷
待轉化子在平板上生長一段時間后,進行 Mut+和 Muts 的篩選。挑取單克隆,在 MM 及 MD 培養基上劃線或點(先在MM 平板上點,再在 MD 平板上點,一個克隆換一次牙簽),30℃培養 2 天。觀察,在MD 培養基上生長而在MM 培養基上不生長或長的很小即為 Muts 表型,其余為 Mut+表型。
Mut+的誘導表達
1)挑取單菌落,搖菌,在 25mlMGY 或 BMG 或 BMGY 培養基中,30℃,300rpm 培養至 OD600 為 2-6(培養15-18h 左右觀察);
2)室溫 2000rpm 離心 5min,收集菌體,用上述培養基重懸,使 OD600 為 1.0 左右;將菌液至于 1L 搖瓶中,30℃300rpm 培養,每 24 小時加入 100%甲醇,至終濃度為 0.5-1.0%;
3)根據時間點取樣(1ml)至于 1.5ml 離心管中,離心收集上清和菌體,分析蛋白表達量和最佳收獲時間;
4)可以用 SDS-PAGE 和Western blot 進行分析鑒定表達情況。
Muts 的誘導表達
1)挑取單菌落,搖菌,在 25mlMGY 或 BMG 或 BMGY 培養基中,30℃,300rpm 培養至 OD600 為 2-6(培養15-18h 左右觀察);
2)室溫 2000rpm 離心 5min,收集菌體,用上述培養基重懸,使 OD600 為 1.0 左右;將菌液至于 1L 搖瓶中,30℃300rpm 培養,每 24 小時加入 100%甲醇,至終濃度為 0.5-1.0%;
3)根據時間點取樣(1ml)至于 1.5ml 離心管中,離心收集上清和菌體,分析蛋白表達量和最佳收獲時間;
4)可以用 SDS-PAGE 和Western blot 進行分析鑒定表達情況。