Western blot原理与 相关技术操作 主要内容 Western blotWestern blot一般流程一般流程 Western blotWestern blot常见问题分析常见问题分析 Western blotWestern blot简介简介 Western blot基本原理 在电场的作用下将电泳分离的多肽从凝胶转移至一种固相 支持体，然后用这种多肽的特异抗体来检测。 Western blot的中文名称是：蛋白质印迹,也叫免疫印 迹（immunoblotting)。是分子生物学中常用的三种印 迹技术之一。目前公认的该实验技术的发明人为美国 斯坦福大学的乔治斯塔克（George Stark）。 Western blot蛋白质印迹 Southern blotDNA印迹 Northern blotRNA印迹 Western blot 优点 高分辨率的电泳技术 特异敏感的抗原-抗体反应 1-5ng中等大小的靶蛋白 Western blot应用 目的蛋白的表达特性分析 目的蛋白与其它蛋白的互作 目的蛋白的组织定位 目的蛋白的表达量分析 主要内容 Western blotWestern blot简介简介 Western blotWestern blot一般流程一般流程 Western blotWestern blot常见问题分析常见问题分析 6.最后加上相应的 底物溶液，当二抗 上的酶催化底物产 生化学发光时,用X 光片曝光，洗片后 就会产生可见的区 带，指示目的蛋白 质的位置和强弱。 3.通过SDS-PAGE电 泳将蛋白样品分开。 5.印迹首先用封闭液（如5 的脱脂奶粉）处理以封 闭固相载体上剩余的疏水 结合位点，而后用目的蛋 白的抗血清（一抗）孵育 ，印迹中只有目的蛋白质 与一抗特异性结合。洗去 游离的一抗后，用再与酶 标记的二抗孵育 4.将电泳分离的蛋 白从凝胶转移至一 种固相支持体.转移 后的硝酸纤维素膜 就称为一个印迹（ blot），用于对蛋 白质的进一步检测 。 1.样品前处 理，提取细 胞或组织蛋 白 2.测定蛋白浓度，样 品变性 Western blot Western blot 流程流程 一、蛋白样品的提取 提取细胞蛋白多是利用将细胞裂解、破碎、使蛋白质释放的原理。 提取蛋白质的方法很多， 鉴于后续实验对蛋白性质的要求不同， 因此裂解方法有所不同。 不论采用那种方法，都应遵循以下原则： 1尽可能采用简单方法进行样品处理，以避免蛋白丢失。 2细胞和组织样品的制备应尽可能减少蛋白的降解，低温和蛋 白酶抑制剂可以减少蛋白的降解，蛋白酶抑制剂的种类很多，要根 据具体情况具体选择。 3样品裂解液应该新鲜制备，并且分装冻存于-80。切勿反复 冻融已制备好的样品。 目的：要获得高丰度、高品质的蛋白质，以满足后续实验的需求 RIPA裂解液（中度）配方： 1 M Tris-HCl(pH7.4)2 ml 3 M NaCl(MW:58.5)2 ml NP400.4 ml 0.5 M EDTA 0.04 ml 5%脱氧胆酸钠4 ml 18兆去离子水调整总体积40ml 50mM Tris-HCl(pH7.4) 150mM NaCl 1% NP40 0.5%脱氧胆酸钠(sodium deoxycholate) 0.5 mM EDTA 每10ml RIPA裂解液放入0.1ml蛋白酶抑制剂cocktail. -20分装保存，临用前无需加入PMSF。 二、蛋白样品的定量 n Western blot作为一项半定量实验技术，电泳前，必须 尽量使各组之间总蛋白量基本一致; n 蛋白质总量不足可能妨碍对目的蛋白的鉴定; 蛋白质含 量太高则会使带形扭曲,甚至会影响此电泳方法的分辨力 。 n目前常用比色法测定样品蛋白的含量：Bradford法（考 马斯亮蓝法）、Lowry法（Folin-酚试剂法）、BCA法等。 BCA法蛋白浓度测定 原理：二价铜离子在碱性的条件下，可以被蛋白质还原成一价铜离子（biuret reaction），一价铜 离子和独特的BCA Solution A（含有BCA）相互作用产生敏感的颜色反应。两分子的BCA螯合一个铜离 子，形成紫色的反应复合物。该水溶性的复合物在562nm处显示强烈的吸光性，吸光度和蛋白浓度在 广泛范围内有良好的线性关系，根据吸光值可以推算出蛋白浓度。 试剂：BCA工作液 ，双蒸水，蛋白标准液（ 将2mg/ml蛋白溶液稀释至2mg/ml,1mg/ml,0.5mg/ml, 0.25mg/ml, 0.125mg/ml, 0.0625mg/ml。） 管号012345 蛋白标准液10050 2512.56. 253.125 ddH2O0507587.593.596.8 样品1010 10101010 BCA(ML)222222 三、蛋白样品的变性 2SDS-PAGE上样缓冲液： DTT可临用前以1：4比例混合加入，亦可全部配好分装，-20冻存。 按1:1比例与蛋白质样品混合，95100加热515min，冰上冷却后再 上样，上样量一般为20-25l，总蛋白量2050g。 1M Tris-HCl(pH6.8)10 ml 1M DTT20 ml SDS4 g 甘油20 ml 溴酚蓝0.2 g 总体积100ml 100mM Tris-HCl(pH6.8) 200mM DTT 4%SDS 0.2%溴酚兰 20%甘油 ddH2O SDS： 阴离子去污剂 变性剂 氨基酸侧链与SDS充分结合形成带负电荷的蛋白质-SDS胶束。 蛋白质-SDS胶束所带的负电荷大大超过了蛋白质分子原有的电荷 量，消除了不 同分子之间原有的电荷差异。 与强还原剂一起使蛋白分子氢键、疏水键打开，使蛋白质分子线 性化。 蛋白质-SDS胶束的特点： （1）具有相同的形状，形 状像一个长椭圆棒 （2）平均1g 蛋白质结合 1.4g SDS （3）短轴对不同的蛋白质 亚基-SDS胶束基本上是相 同的 （4）长轴的长度则与亚基 分子量的大小成正比 不连续的电泳缓冲体系。 SDS蛋白质复合物在凝胶电泳时，不再受蛋白质电荷 与形状的影响，而只取决于蛋白质分子量的大小。 四、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 SDS聚丙烯酰胺凝胶配制及蛋白分离范围 5ml10%分离胶3ml5%浓缩胶 ddH2O 1.9 2.1 30%Acr 1.7 0.5 PH8.8Tris 1.3 PH6.8Tris 0.38 20%SDS 0.025 0.015 10%AP 0.05 0.03 TEMED 0.002 0.003 作用缓冲液PH凝胶浓度 浓缩胶 使蛋白样品浓缩pH6.8Tris-Cl低，2-5% 分离胶 使蛋白样品分离pH8.8Tris-Cl高，根据蛋白大小 凝胶浓度（）线性分离范围（KD) 1512-43 1016-68 7.536-94 5.057-212 灌胶 灌制分离胶 隔绝空气 灌制浓缩胶 插入梳子 电泳 加足够的电泳液后开始准备上样。（电泳液至少要漫过内测的小玻璃板。 ）用微量进样器贴壁吸取样品（Marker： 5-10l ；样本：10 l ）。将加 样器针头插至加样孔中缓慢加入样品。（加样太快可使样品冲出加样孔，若有 气泡也可能使样品溢出。加入下一个样品时，进样器需在外槽电泳缓冲液中洗 涤3次，以免交叉污染。 采用恒压的方法：1.恒压60V，至样本跑过 浓缩胶；2.将电压调至120V至 溴酚兰刚跑出即可终止电泳，准备进行进行转膜。 Staking gel Separating gel 五、转膜 凝胶电泳结束后，将凝胶上分离的蛋白条带通过转移电泳方式转印至 固相支持物上，常用的固相支持物有NC （硝酸纤维素）膜、尼龙膜 及PVDF（聚偏氟乙烯）膜。 选择膜的主要根据有： 1.膜与目的蛋白分子的结合能力（也就是单位面积的膜能结合蛋白的载 量） 2.膜的孔径（也就是拦截蛋白的大小） 3.不影响后续的显色检测（也就是适合用于所选显色方法，信噪比好） 4.如果后继实验有其他要求，比如要做蛋白测序或者质谱分析，还要根 据不同目的来挑选不同的转移膜 转移膜的选择转移膜的选择 湿转系统 转一张膜需准备滤纸和1张转印膜。切滤纸和膜时一定要戴手套，因 为手上的蛋白会污染膜。转膜前，转印膜以及滤纸均需浸润在电转液 中活化15-20min（其中PVDF膜需在无水甲醇中活化30min后再浸润于 电转液中，且滤纸应与胶和膜的大小一致）。 将玻板轻轻撬开，将凝胶剪裁后从玻板上移至电转液中。从阴极到正 极，按照三层滤纸 凝胶 转印膜 三层滤纸的顺序制成“三明 治”（湿转在三明治的两侧各加一层活化过的海绵，同时应注意去除 膜、凝胶和滤纸之间的气泡）。 - 滤纸 凝胶 膜 滤纸 + 半干转移系统 转完后将膜用1丽春红染液染5min（于脱色摇床上摇）。然后用水冲洗掉 没染上的染液就可看到膜上的蛋白，将膜晾干备用。 将凝胶用考马斯亮蓝染色，观察凝胶中的蛋白是否完全转至印迹膜上。 六、转膜后检测六、转膜后检测 Substrate Protein Protein Blocking AgentBlocking AgentBlocking Agent Membrane Primary Antibody Secondary Antibody/Enzyme (E) E E E E s s s s s s s s s Product P P P P P 七、封闭，结合一抗，结合二抗 封闭封闭 为避免作为检测试剂的特异性第一抗体与膜发生 非特异性结合，使非特异性背景提高，需对膜上 的潜在结合位点进行封闭处理。 5%脱脂奶粉或BSA（室温孵育1h） Tween-20的作用：减少非特异性吸附，不影响抗 体与抗原的结合。 结合一抗、二抗 把膜放在密闭塑料袋或者培养皿中，根据膜面积以 0.1mL/cm2的量加入一抗溶液，摇床上平缓摇动，于室 温孵育1-2小时或4过夜。 回收一抗溶液，用TBST漂洗膜3次，每次10min。 加入二抗，摇床上缓慢摇动，于室温孵育1-2小时或4 过夜。 用TBST漂洗膜3次，每次10min。 最后用TBS漂洗膜2次，每次10min。 八、固相免疫检测 利用ECL（增强化学发光）发光检测目的蛋白。 ECL试剂采用氧化还原反应的原理： 发光液A和B分别是鲁米诺和过氧化氢，在辣根过氧化物酶（HRP） 的催化作用下,鲁米诺与过氧化氢反应生成一种过氧化物，过氧化物不 稳定随即分解，形成一种能发光的电子激发中间体,当后者由激发态返 回至基态，就会产生荧光。 九、Western blot结果分析 目的蛋白的灰度值除以内参的灰度值以校正误差，所 得结果代表某样品的目的蛋白相对含量。 内参的选择 内参即是内部参照，对于哺乳动物细胞表达来说一般是指由管家基因编码 表达的蛋白，它们在各组织和细胞中的表达相对恒定，一般要选择一个在处理 因素作用的条件下蛋白含量不会发生改变的蛋白作内参。 内参起着校正总蛋白上样量的重要作用，只有在内参条带基本均匀一致的 情况下，目的蛋白条带出现的差异才有意义,表明的确是实验设计的干预因素 造成目的蛋白量的变化，而不是加样误差造成目的条带含量的变化。 内参名称分子量大小适用范围 Tubulin55kD胞浆和全细胞 VCDA1/Porin31kD线粒体 COXIV16kD线粒体 Lamin B166kD细胞核 TBP38kD细胞核 -actin 42kD胞浆 GAPDH 35kD胞浆 主要内容 Western blotWestern blot简介简介 Western blotWestern blot一般流程一般流程 Western blotWestern blot常见问题分析常见问题分析 SDS-PAG