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jiangcheng14金蟲 (小有名氣)
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什么實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證一個(gè)蛋白對(duì)dna的nicking作用
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| 純化了一個(gè)蛋白,怎樣做實(shí)驗(yàn)看它有沒有對(duì)dna的nicking作用 |
專家顧問 (知名作家)
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專家經(jīng)驗(yàn): +218 |
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如果某種蛋白質(zhì)與DNA片段相互作用并可能參與DNA的單鏈修復(fù),你可以分幾步來做(我盡量選擇技術(shù)和設(shè)備要求低的實(shí)驗(yàn)方案,各部分的序號(hào)不是隨機(jī)排列,代表了實(shí)驗(yàn)的流程順序): 確定這一蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量,用質(zhì)譜很容易測(cè)定,用SDS-PAGE電泳也可以。想必在分離提純時(shí)已經(jīng)獲得了目的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量。 確定目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu),可以用胰蛋白酶對(duì)其有限水解,然后分別對(duì)水解片段用質(zhì)譜測(cè)定相對(duì)分子量,然后到蛋白質(zhì)組的有關(guān)數(shù)據(jù)庫中搜索出對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì),以此獲得目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息和基因的編碼信息,如果幸運(yùn)的話,還可以獲得目的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)的信息;如果在蛋白質(zhì)組的有關(guān)數(shù)據(jù)庫中搜索不到對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì),那么說明這是一個(gè)全新的蛋白質(zhì),必須對(duì)其進(jìn)行從頭測(cè)序,用全自動(dòng)測(cè)序儀即可,可以本實(shí)驗(yàn)室測(cè)定,也可以送交有條件的生物技術(shù)公司,確定目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)已經(jīng)信息提交國際蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫。無論如何,確定目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)都是發(fā)表論文所必需的。 確定目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位,方法很多,下面說三種方法為例。 。1)以共表達(dá)的目的蛋白質(zhì)-熒光蛋白質(zhì)融合蛋白質(zhì)確定目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位。如果能夠確定目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息和基因的編碼信息,接著用GFP、YFP的基因和目的蛋白質(zhì)的基因以融合蛋白質(zhì)方式導(dǎo)入質(zhì)粒載體,并且導(dǎo)入細(xì)胞,篩選陽性克隆,大規(guī)模培養(yǎng)陽性克隆,在細(xì)胞中以目的蛋白質(zhì)-GFP或YFP融合蛋白質(zhì)表達(dá),最后后在外加光源激發(fā)的情況下,用熒光顯微鏡觀測(cè)以確定目的蛋白質(zhì)-GFP或YFP融合蛋白的具體的細(xì)胞定位位點(diǎn)。如果不能從現(xiàn)有的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中知道的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息和基因的編碼信息,單憑自動(dòng)測(cè)序儀測(cè)定的全新的目的蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息,想獲得其全部基因的編碼也不是很容易,而且知道了想克隆出來也要費(fèi)一些功夫。 。2)直接從細(xì)胞成分的分級(jí)分離確定目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位。我們即使知道了目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息和基因的編碼信息也沒有必要使用基因的編碼信息和GFP等,只要根據(jù)提取目的蛋白質(zhì)時(shí)的該種蛋白質(zhì)在細(xì)胞不同部位的豐度即可。目的蛋白質(zhì)與DNA片段相互作用并可能參與DNA的單鏈修復(fù),那么當(dāng)然在細(xì)胞核里應(yīng)該有,但是可能有細(xì)胞周期有關(guān),所以可以在細(xì)胞周期的不同分布時(shí)期粉碎細(xì)胞,分級(jí)分離提純細(xì)胞核,而后粉碎細(xì)胞核后獲得確定目的蛋白質(zhì),這樣也就證實(shí)了目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位。 。3)顯微注射有熒光標(biāo)記的抗體確定目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位。不知道目的蛋白質(zhì)的基因也可以制備出目的蛋白質(zhì)的抗體,將分離提純出來的蛋白質(zhì)注射入家兔的體內(nèi)(可以加入免疫佐劑),數(shù)月后收獲抗體,分離純化抗體,不必是單克隆抗體,多克隆抗體即可。然后用熒光有機(jī)小分分子標(biāo)記抗體(兩者共價(jià)連接),再用顯微注射法導(dǎo)入到含有目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞,再用熒光顯微鏡觀測(cè),也可以確定目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位。 相比較而言,當(dāng)然是直接從細(xì)胞成分的分級(jí)分離獲得目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位最方便。 4.確定目的蛋白質(zhì)的進(jìn)入細(xì)胞核的途徑,如果需要的話。 做這步實(shí)驗(yàn)就需要確定目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息和基因的編碼信息,如果能夠確定目的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息和基因的編碼信息,接著用GFP、YFP的基因和目的蛋白質(zhì)的基因以融合蛋白質(zhì)方式導(dǎo)入質(zhì)粒載體,并且導(dǎo)入細(xì)胞,篩選陽性克隆,大規(guī)模培養(yǎng)陽性克隆,在細(xì)胞中以目的蛋白質(zhì)-GFP或YFP融合蛋白質(zhì)表達(dá),最后后在外加光源激發(fā)的情況下,用熒光顯微鏡觀測(cè)以確定目的蛋白質(zhì)-GFP或YFP融合蛋白的具體的進(jìn)入細(xì)胞核的途徑,可以對(duì)于活細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)。不過如此實(shí)驗(yàn)實(shí)在是比較麻煩,如果不需要確定目的蛋白質(zhì)的進(jìn)入細(xì)胞核的途徑,這一步就不要做了,即使要做,這一步與下面的實(shí)驗(yàn)也沒有承接關(guān)系,可以平行進(jìn)行。 直接用電子顯微鏡觀測(cè)效果不好,因?yàn)椴缓么_定何時(shí)何種條件下,目的蛋白質(zhì)會(huì)恰好進(jìn)入細(xì)胞核,即使觀察到蛋白質(zhì)會(huì)恰好進(jìn)入細(xì)胞核,如何確定某個(gè)蛋白質(zhì)就是目的蛋白質(zhì)也不很容易。 確定目的蛋白質(zhì)與DNA片段能夠相互作用,并確定目的蛋白質(zhì)特異性結(jié)合到DNA片段上的特異性序列。 DNA-Protein interaction的研究技術(shù)方法多了去了!電子顯微鏡直接觀測(cè)、NMR、DNA-Protein共結(jié)晶后X-ray diffraction、能量轉(zhuǎn)移、足跡法、干擾法、光活化的特異性位點(diǎn)的DNA-Protein交聯(lián)反應(yīng)、原子力顯微鏡液相直接觀測(cè)、全內(nèi)放射光學(xué)顯微鏡觀測(cè)等,你具體可以參考:·Tom Moss and Benoit Leblanc edit,DNA-Protein Interaction-----Principles and Protocols,Huamna Press,2009.下面僅舉三例以作說明。 (1)ChIP-chip。ChIP當(dāng)然是很直接的試驗(yàn)方法,你們實(shí)驗(yàn)室也都做不了,那么就用足跡法吧。能夠使用ChIP芯片當(dāng)然就更好了,不過估計(jì)絕大數(shù)實(shí)驗(yàn)室目前沒有這個(gè)條件。足跡法實(shí)際上還是細(xì)胞外方法,雖然足跡法是細(xì)胞外方法,但是總可以確定該目的蛋白質(zhì)是與特定片段的DNA序列特異性結(jié)合的,并且找出具體結(jié)合的DNA片段。凝膠狀阻滯電泳也可以。 免疫沉淀(用類似免疫共沉淀的方法),但是不一定會(huì)成功。如果你能夠確定細(xì)胞大致在什么條件下會(huì)有目的蛋白質(zhì)結(jié)合于DNA片段上可能參與DNA修復(fù),那么也可以用類似免疫共沉淀的方法獲得DNA-目的蛋白質(zhì)復(fù)合物,此時(shí)粉碎,在細(xì)胞提取液放入抗目蛋白質(zhì)的抗體(單抗或者多抗),攪拌均勻,然后加入共價(jià)連接有瓊脂糖磁珠的Protein A或Protein G,Protein A或Protein G會(huì)與抗目蛋白質(zhì)的抗體(單抗或者多抗)專一性結(jié)合,后者又會(huì)與目蛋白質(zhì)專一性結(jié)合,目的蛋白質(zhì)則會(huì)與DNA片段結(jié)合,這樣目的蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物(同時(shí)連接著抗就被釣出來了,然后用離心方法很溶液獲得蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物,但是這時(shí)目的蛋白質(zhì)-DNA-抗目的蛋白質(zhì)的抗體三元復(fù)合物很可能還非共價(jià)地連接著和共價(jià)連接有瓊脂糖磁珠的Protein A或Protein G,即次級(jí)鍵連接的四元復(fù)合物。如果能夠用一些分梯度的表面活性劑或者變性劑可能獲得蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物而把其他的成分分離下去,然后再用足跡法可以確定目的蛋白質(zhì)結(jié)合DNA的具體序列。但是這樣很難成功,這一實(shí)驗(yàn)方案不一定能成功。那木應(yīng)該如何得到四元復(fù)合物中的目的蛋白質(zhì)則會(huì)與DNA片段結(jié)合的復(fù)合物,而去掉四元復(fù)合物中的其他的成分。最直接的辦法,模仿ChIP,只在在細(xì)胞外進(jìn)行,離心分離到 目的蛋白質(zhì)-DNA-抗目的蛋白質(zhì)的抗體-共價(jià)連接有瓊脂糖磁珠的Protein A或Protein G,即次級(jí)鍵連接的四元復(fù)合物后,加入甲醛,形成DNA-目的蛋白質(zhì) cross linking complex,也就是把最為鄰近DNA的蛋白質(zhì)與DNA的非共價(jià)作用變?yōu)楣矁r(jià)鍵連接。當(dāng)然,甲醛也有可能在抗目的蛋白質(zhì)的抗體-共價(jià)連接有瓊脂糖磁珠的Protein A或Protein G之間也可能構(gòu)成cross linking,甚至把目的蛋白質(zhì)-DNA-抗目的蛋白質(zhì)的抗體-共價(jià)連接有瓊脂糖磁珠的Protein A或Protein G四者通過DNA-Protein形成cross linking complex,如此也不難,只要走一下分子篩層析就行了,實(shí)在不知道分子篩層析哪個(gè)洗脫峰的歸屬,用質(zhì)譜測(cè)一下分子量。DNA的分子量不好確定,那么在用甲醛之前可以用限制性內(nèi)切酶充分切割DNA,讓留下的DNA片段盡量短些,再結(jié)合目的蛋白質(zhì)、抗體和瓊脂糖磁珠的Protein A或Protein G的紅外光譜特征與相對(duì)分子量,并不難確定分子篩層析各個(gè)洗脫峰的歸屬。當(dāng)然如此操作還是不上算。所以接看下面的實(shí)驗(yàn)方案。 (3)親和層析。更直接和更簡(jiǎn)單的的實(shí)驗(yàn)方法是將目的蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合到葡聚糖層析柱的介質(zhì)上,然后用含有目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞的總DNA過葡聚糖層析柱,再洗脫下來,即可得到與目的蛋白質(zhì)專一性結(jié)合的DNA。 但是也有可能在不執(zhí)行DNA修復(fù)時(shí),目的蛋白質(zhì)完全沒有專一性結(jié)合上DNA,這是就必須要人為制造出一些有缺陷的DNA片段,然后加入目的蛋白質(zhì),用凝膠阻滯電泳加以比較,然后用足跡法確定具體結(jié)合位點(diǎn)。體外實(shí)驗(yàn)時(shí)最好加入細(xì)胞核提取液,除去DNA。 確定目的蛋白質(zhì)與DNA片段能夠相互作用,并且參與了DNA單鏈的修復(fù)。可以用細(xì)胞外實(shí)驗(yàn),即用PCR引入突變或者PCR擴(kuò)增DNA后使用產(chǎn)生修飾的化學(xué)試劑等方法產(chǎn)生有非正常的DNA雙鏈,而后加入目的蛋白質(zhì)和ATP、GTP,充分混合,并且加入目的蛋白質(zhì)所在的細(xì)胞核的提取液(除去DNA和組蛋白),然后過一段時(shí)間后提取非正常的DNA雙鏈加以測(cè)序,目的蛋白質(zhì)的確能夠起到修復(fù)作用的話,那么其可能與DNA修復(fù)有關(guān)。 使用RNAi,knock in,knock out等抑制或去除目的蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的表達(dá)的方法也可以,但是首先需要了解如何檢測(cè)特定的DNA修復(fù)過程缺失所產(chǎn)生的表型變化,而且需要能夠游離培養(yǎng)含有目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞。如果要對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物做整體動(dòng)物水平的檢測(cè)特定的DNA修復(fù)過程缺失所產(chǎn)生的表型變化,那要從胚胎干細(xì)胞做起,工作量太大了。 確定目的蛋白質(zhì)受到哪些細(xì)胞信號(hào)的調(diào)控,這包括確定細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑和目的蛋白質(zhì)受到的具體的基因表達(dá)調(diào)控或/和目的蛋白質(zhì)對(duì)于具體的基因表達(dá)調(diào)控的影響。這個(gè)題目就很大了,我不想敘述了。 如果要解析目的蛋白質(zhì)與DNA片段的相互作用的精細(xì)結(jié)構(gòu),那么除了低溫冷凍電子顯微鏡、X-ray diffraction 解析目的蛋白質(zhì)與DNA片段的相互作用的單晶體精細(xì)結(jié)構(gòu)(如果能夠形成共結(jié)晶的單晶體的話)、NMR(需要在細(xì)胞生物合成目的蛋白質(zhì)之前加入自旋量子數(shù)不為零的元素標(biāo)記物的氨基酸,并且使其摻入到目的蛋白質(zhì),而且目的蛋白質(zhì)分子量小于40KD),毫無疑問,一般而言,第8步?jīng)]有必要在做了。 樓主給出的信息太少了,我只能說這些,而且說的內(nèi)容已經(jīng)太多了,有3500+字。 |
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專家經(jīng)驗(yàn): +218 |
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我已經(jīng)想好了試驗(yàn)方法,有很多種。我需要樓主先回答一些問題,以便對(duì)于試驗(yàn)方法有所選擇。 1.該蛋白質(zhì)的識(shí)別DNA雙鏈?zhǔn)欠裼幸阎腄NA的二級(jí)結(jié)構(gòu)或者一級(jí)結(jié)構(gòu)信息,或者是否有同源蛋白的識(shí)別DNA雙鏈?zhǔn)欠裼幸阎腄NA的二級(jí)結(jié)構(gòu)或者一級(jí)結(jié)構(gòu)信息作為參考? 2.目的蛋白質(zhì)的基因是否知道?或者是否有同源蛋白的基因已經(jīng)獲知? 3.目的蛋白質(zhì)切割某一段DNA的雙鏈序列的一條鏈上切出一個(gè)缺口是僅切割不連接?還是既切又連? 4.目的蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是否已知? 5.目的蛋白質(zhì)是否含有任何已知的輔基或者輔酶或者金屬離子? 6.目的蛋白質(zhì)在不切割一段DNA的雙鏈序列的一條鏈時(shí)是否與DNA非共價(jià)結(jié)合? 7.是否已知可能存在的目的蛋白質(zhì)的非共價(jià)結(jié)合的調(diào)控蛋白質(zhì)? 8.目的蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位是否已知? 這些問題實(shí)際上都可能包含在我提供的protocols中,如果樓主希望我提供的protocols有具體的參考價(jià)值,請(qǐng)回答以上問題。對(duì)于以上問題沒有答案也是一種的有效的答案,對(duì)于選擇protocols仍然是有幫助的。 |
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