常见问题
原因1:样本中的杂蛋白影响了介质与目的蛋白的亲和
原因 | 解决方案 |
大部分杂蛋白分子量小于目的蛋白,可能是目的蛋白降解 | 1.裂解过程中加入蛋白酶抑制剂(如PMSF) 2.降低超声破碎的功率和时间 |
杂蛋白与目的蛋白相互作用,共同被洗脱 | 细胞破碎前加低浓度还原剂或去污剂减少非特异性作用 |
杂蛋白与介质亲和力太强 | 提高样品介质结合起始咪唑浓度 |
样品中含有其他的组氨酸标签蛋白 | 1.调节pH或咪唑浓度优化洗杂条件; 2.使用多步纯化法进一步纯化洗脱组分(如离子交换,疏水等); 3.使用双标签纯化(如同时在重组蛋白上添加His标签和Strep II标签) |
原因2:操作或介质选择不当
原因 | 解决方案 |
洗杂操作不彻底 | 增加Wash Buffer体积 |
介质中金属离子选择性较弱 | 优化过渡金属离子种类:可以采用选择性更高的Co2+作为过渡金属离子,使得含有组氨酸的杂蛋白无法吸附在介质上 |
介质中配体选择性较弱 | 优化层析介质种类:可以采用纯度较高的Smart介质代替IDA与NTA作为层析介质 |
原因1:目的蛋白不挂柱
原因 | 解决方案 |
菌体未裂解 | 判断方法:取裂解上清,电泳检测是否含有目的蛋白 1.调整超声功率2.改变裂解方式(如化学裂解法) |
蛋白表达为包涵体 | 参考包涵体纯化方法 |
His标签断裂丢失 | 判断方法:通过WB检测His标签 1.调整破碎条件,加入蛋白酶抑制剂 2.His标签设计在蛋白N端 |
标签未充分暴露 | 1. 参考包涵体纯化方法,在蛋白中加入适量的尿素或盐酸胍等变性剂使标签暴露。 2. 改变His标签位置或增加His标签长度提高标签暴露 |
目的蛋白表达量低 | 优化表达条件(查) |
原因2:目的蛋白结合弱
原因 | 解决方案 |
目的蛋白在洗杂步骤被洗脱 | 判断方法:电泳检测洗杂液中是否含有目的蛋白 1.降低Wash Buffer中咪唑浓度; 2.增加Wash Buffer的pH; 3.延长结合时间,改变结合条件 |
介质中金属离子结合力较弱 | 优化过渡金属离子种类:可以采用结合力更强的Cu2+作为过渡金属离子,增加目的蛋白与介质间结合作用 |
纯化介质中Ni2+被剥离 | 1.如填料颜色变浅,可通过填料再生,重新挂Ni2+ 2.如缓冲液中含有DTT、EDTA等试剂,调整试剂浓度或者选择Ni NTA Beads 6FF/Ni Smart Beads 6FF |
原因3:目的蛋白洗脱不下来
原因 | 解决方案 |
洗脱条件太温和 | 1.提高Elution Buffer中咪唑浓度 2.降低Elution Buffer的pH |
目的蛋白结合力太强导致咪唑无法竞争洗脱 | 1.可采用螯合能力弱的Co2+作为过渡金属离子,降低目的蛋白与介质间结合作用; 2.减少蛋白与介质结合时间 |
目的蛋白形成聚集体遮挡结合位点使咪唑无法竞争洗脱 | 选择EDTA脱镍洗脱,再通过透析或超滤换液方式去除EDTA、Ni2+和DTT |
蛋白与介质发生非特异性疏水或其他相互作用 | 1.在洗脱液中加入非离子型去污剂; 2.增加NaCl的浓度 |
上样过程中蛋白发生沉淀 | 1.常规结合温度:16-28℃,也可以选择低温结合:2-8℃ 2.若蛋白发生聚集,可在样品和所有的缓冲液中添加稳定剂(如0.1%的Triton X-100或Tween-20) |
缓冲液pH≥目的蛋白pI 0.5-3个单位,蛋白带负电,选择弱阴离子交换填料(DEAE);
缓冲液 pH≥目的蛋白pI 3个蛋白以上,蛋白带负电,选择强阴离子交换填料(Q);
缓冲液 pH≤目的蛋白pI 0.5-3个单位,蛋白带正电,选择弱阳离子交换填料(CM);
缓冲液 pH≤目的蛋白pI 3个单位以上,蛋白带正电,选择强阳离子交换填料(SP);
缓冲液中含有较高离子强度时选择复合型离子交换填料(MMC/MMA)。
强阴/阳离子交换剂:适用pH范围广,pH范围内结合效果更稳定;
弱阴/阳离子交换剂:适用pH范围窄,载量随着pH变化,分辨率较高;当用强阴/阳离子无法满足分离效果时,可以选择。
Streptactin Beads 4FF建议用脱硫生物素洗脱,不能用D-生物素洗脱,原因是D-生物素与填料结合非常紧密,高浓度氢氧化钠清洗后载量只能达到初始载量的 50%左右。每次用完都需要再生。
STarm Streptactin beads 4FF洗脱液为D-生物素,可以耐受高盐和变性剂等试剂,也可以在微量游离生物素浓度下结合目的蛋白。使用完后可以用PBS进行清洗,无需每次再生。
Streptavidin Beads 6FF适用于生物素化蛋白、抗体等组分的亲和;
Streptactin Beads 4FF适用于Strep-tag Ⅱ标签融合蛋白、Twin Strep-tag Ⅱ标签融合蛋白的亲和。
IDA | NTA | Smart | |
载量 | 较高 | 较高 | 较低 |
蛋白纯度 | 较低 | 中等 | 较高 |
耐受试剂 | 常规纯化试剂,不耐受还原剂,变性剂,EDTA等 | 耐受低浓度还原剂,EDTA和变性剂 | 耐受一定浓度还原剂,EDTA,变性剂和氢氧化钠 |
纯化样本 | 原核可溶蛋白 | 原核可溶蛋白或包涵体 | 真核胞内外蛋白,无需换液 |
再生方法 | 脱镍再生 | 脱镍再生 | 氢氧化钠清洗 |
适用性 | 载量高,性价比高 | 适用性更广,配体更稳定,选择性更高 | 很强的组分兼容性,适用于广泛底物及盐浓度的缓冲条件 |
(1)血清可先用Protein G预处理,在培养前除去IgG。或选用IgG含量较低的血清。
(2)样品先用Protein A或G纯化,得到的抗体再经过疏水层析除去牛IgG。
(1)首先看样品是否结合,抗体种属亚型与亲和填料是否有亲和力,结合缓冲液pH是否中性,流穿中抗体是否有减少,可将原始样品和流穿同时跑SDS-PAGE电泳进行分析。
(2)再看样品是否与填料结合太牢固,没有洗脱下来,建议用pH更低的缓冲液洗脱。
(3)洗脱后酸性条件下抗体是否水解,可在收集管中预先加入中和液或精氨酸等保护剂,或者选择能在近中性条件下洗脱的填料。
(1)洗杂是否完全?可取zui后洗杂液跑SDS-PAGE电泳进行分析。
(2)适当提高结合时盐离子浓度,或在洗杂液中加入低浓度的非离子型去垢剂,降低非特异性吸附。
(3)上样前样品预处理,除去部分杂质。
(4)采用两步纯化,先亲和层析纯化,后经离子交换层析,除去HCP 、脱落的 Protein A以及部分聚体等等,得到纯度更高的抗体。
(1)Protein L可以特异性的结合抗体的κ轻链,因此,只要Fab 片段中含有κ轻链,就可以选择Protein L填料进行纯化。
(2)Protein G 除了可以特异性结合IgG 的Fc 片段,还可以特异性低亲和的与某些抗体Fab片段结合。
(3)Protein A只结合IgG的Fc片段。采用流穿模式,将纯的IgG酶解后过Protein A填料,Fab在流穿峰,Fc片段结合在填料上。
(1)更换亲和力更高的填料。
(2)对于Protein A填料,结合pH可以升至8-9。
(3)填料多次使用后残留物增多,载量降低,建议用6M盐酸胍或70%乙醇清洗填料。对于耐碱填料可以使用0.1-0.5M NaOH清洗。
(1)通常采用沉淀法结合凝胶过滤法纯化IgM,但对于大量纯化抗体,这种方案繁琐且产量低。
(2)采用Protein L亲和填料,特异性的结合κ轻链,对纯化抗体片段及完整地抗体IgG、IgM和IgA很有用。
(3)嗜硫填料是根据其配基与抗体间的二硫键产生特异性相互作用,中性条件下吸附、洗脱,纯化后蛋白活性高,是一种通用型抗体纯化手段。
最常用的预处理方法是沉淀法。对于腹水中的脂蛋白,常用硫酸右旋葡糖酐沉淀,或是在pH=7时,采用PVP沉淀b-脂蛋白和球蛋白。上样时若腹水样品太粘稠可以使用上样缓冲液稀释样品。对于白蛋白等杂蛋白,可以使用分级沉淀法去除,如硫酸铵沉淀、羊脂酸沉淀等。利用脱盐柱或透析可以除去盐离子并更换缓冲液。