CN108828049B - 一种小麦高低分子量麦谷蛋白亚基sds-page分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS‑PAGE分离方法,其包括如下步骤:醇溶蛋白的去除;麦谷蛋白的还原;麦谷蛋白亚基与样品缓冲液的混合烷化;SDS‑PAGE电泳;本发明在保持样品分离效果的前提下,减少了试剂的用量和样品制备的步骤,缩短了样品制备的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种小麦加工品质改良领域中小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法。
背景技术
小麦的麦谷蛋白包括高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白(LMW-GS),它们与醇溶蛋白一起共同构成小麦的面筋蛋白,在面筋网络中,不同的麦谷蛋白起不同的作用,高分子量麦谷蛋白是面筋网络的主要成分,是面筋网络的骨架,低分子量麦谷蛋白与高分子量麦谷蛋白相连形成有细小枝杈的链状结构,麦谷蛋白的组成直接影响小麦面筋的强弱,是影响小麦加工品质的重要参数,而SDS-PAGE是分析小麦麦谷蛋白组成的常用方法。
常规的麦谷蛋白SDS-PAGE分离方法操作较为繁琐,耗时较长,药品用量较多。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法简单、分离效果好又节约药品的小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法。
本发明采用如下技术方案:
一种小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法,其包括如下步骤:
(1)取单粒小麦种子磨碎或取20 mg面粉置于2 ml离心管中,加1 mL提取液A,涡旋混匀后65℃水浴提取30 min,水浴期间至少再混匀2次;水浴加热结束后,10000g离心1min,弃上清,得到第一次沉淀;
(2)所述第一次沉淀按照步骤(1)重复提取1次,得到第二次沉淀;
(3)所述第二次沉淀用0.5 mL的提取液A洗一次,10000g离心5 min,弃上清,得到待分离沉淀;
(4)向所述待分离沉淀中加入100 ul含质量体积比为1%二硫苏糖醇的提取液B,涡旋混匀后在65℃水浴提取30 min,10000g离心5 min;
(5)取50 ul经过步骤(4)得到的上清液加到50 ul含质量浓度为1.0%-0.6%的4-乙烯基吡啶的样品缓冲液C中,涡旋混匀后65℃水浴处理15 min,10000g离心5 min,取10 ul上清进行下一步的SDS-PAGE电泳;
(6)采用SDS不连续缓冲系统, 分离胶缓冲液为0.375 mol•L-1 Tris-HCl,pH8.8,0.1% SDS,分离胶浓度10%,浓缩胶缓冲液为0.125 mol•L-1 Tris-HCl,pH6.8,0.1% SDS,浓缩胶浓度4.8%,分离胶和浓缩胶交联度均为2.6%,电极缓冲液为0.025 mol•L-1 Tris-HCl,pH8.3,0.192 mol•L-1甘氨酸,0.1% SDS,每孔上样量10 ul,22℃循环水浴,电流20 mA,电泳5.5 h;
(7)电泳结束后,凝胶在染色液中染色, 在脱色液中脱色至背景清晰。
分离方法中,所述提取液A为体积分数为30%的异丙醇水溶液。
分离方法中,所述提取液B为体积分数为30%异丙醇,0.08 mol•L-1 Tris-HCl,pH8.0。
分离方法中,所述样品缓冲液C为0.08 mol•L-1 Tris-HCl,pH 8.0,2%SDS, 40%甘油和0.02%溴酚蓝。
分离方法中,所述染色液为10%三氯乙酸,0.05%考马斯亮蓝R-250。
分离方法中,所述脱色液为10%乙醇,8%乙酸。
本发明的有益效果在于:与传统的小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法相比,本发明在不影响分离效果的前提下,减少了试剂异丙醇和4-VP的用量,分离步骤由原来的4步减少为3步,样品的终浓度提高了1倍,样品制备的时间缩短了15分钟。
附图说明
图1为利用50%和30%异丙醇去除醇溶蛋白后分离得到的麦谷蛋白进行SDS-PAGE分离的效果比较。
图1中,A表示用50%异丙醇去除醇溶蛋白;B表示用30%异丙醇去除醇溶蛋白。
图2为麦谷蛋白还原时不同异丙醇浓度对麦谷蛋白亚基分离效果的影响。
图2中,1、2、3、4、5、6、7分别表示样品还原溶液中含有10%、15%、20%、25%、30%、35%和50%的异丙醇。
图3为麦谷蛋白的烷化与样品缓冲液的混合合并为一步后得到的麦谷蛋白与传统方法得到的麦谷蛋白经SDS-PAGE分离后的效果比较。
图3中,A表示上样量为10ul,B表示上样量为20ul。1为传统方法,2、3和4分别表示样品缓冲液C中含有1.4%、1.0%和0.6%的4-VP,3和4为本发明采用的方法。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述,该实施例是示例性的,仅用于解释本发明,并不对保护范围构成限定。
供试小麦品种:科农199。
主要仪器设备:WD9419型电动粉碎器,北京市六一仪器厂生产;JY-SCZ9型电泳槽,玻璃板规格14x16 cm,北京君意东方电泳设备有限公司生产。
主要药品:丙烯酰胺和二硫苏糖醇(DTT)上海生工产品;甲叉双丙烯酰胺为Sigma产品;十二烷基硫酸钠(SDS)为Biotopped产品;Tris为Amresco产品;异丙醇由天津市凯通化学试剂有限公司生产;三氯乙酸由天津市科密欧化学试剂有限司公生产;4-乙烯基吡啶(4-VP)购自索莱宝。
提取液母液:
提取液A1:50%异丙醇;
提取液A2:30%异丙醇;
提取液B1:10%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
提取液B2:15%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
提取液B3:20%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
提取液B4:25%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
提取液B5:30%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
提取液B6:35%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
提取液B7:50%异丙醇+0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0);
样品缓冲液C: 0.08 mol•L-1 Tris-HCl (pH=8.0) +2%SDS + 40%甘油+0.02%溴酚蓝。
对比例 麦谷蛋白亚基的传统提取方法
(1)醇溶蛋白的去除:取单粒小麦种子用电动粉碎器磨成粉或取20 mg面粉置于2ml离心管中,加1 mL提取液A1,涡旋混匀后65℃水浴提取30 min,水浴其间至少再混匀2次以便充分提取,10000g离心1 min,弃上清,重复提取1次,沉淀用移液枪头挑起后容易混匀,经过2次提取后的沉淀再用0.5 mL的提取液A1洗一次,10000g离心5 min,弃上清,沉淀用于下一步试验。
(2) 麦谷蛋白的还原:向上述沉淀中加入100 ul含1%DDT(W/V)的提取液B7,涡旋混匀后在65℃水浴提取30 min,10000g离心5 min。
(3)麦谷蛋白亚基的烷化:向上述还原的麦谷蛋白溶液中加入含100 ul含1.4% 4-VP的提取液B7,65℃水浴处理15 min,10000g离心2 min。
(4)烷化的麦谷蛋白亚基与样品缓冲液的混合:取上述烷化处理后的上清100 ul加到含100 uL样品缓冲液C的离心管中,简单涡旋后65℃水浴处理15 min,10000g离心2min,取20 uL上清进行下一步的SDS-PAGE电泳。
(5)SDS-PAGE电泳:采用SDS不连续缓冲系统,分离胶缓冲液为0.375 mol L-1Tris-HCl,pH8.8,0.1% SDS,分离胶浓度10%,浓缩胶缓冲液为0.125 mol L-1 Tris-HCl,pH6.8,0.1% SDS,浓缩胶浓度4.8%,分离胶和浓缩胶交联度均为2.6%,电极缓冲液0.025mol L-1 Tris-HCI,pH8.3,0.192 mol L-1甘氨酸,0.1% SDS,每孔上样量10-20 ul,22℃循环水浴,电流20 mA,电泳约5.5 h。电泳结束后,凝胶在染色液(10%三氯乙酸,0.05%考马斯亮蓝R-250)中染色,在脱色液(10%乙醇, 8%乙酸)中脱色至背景清晰。
实施例
操作流程同对比例,区别在于:
1、在醇溶蛋白去除和麦谷蛋白的还原环节,把异丙醇浓度的浓度由原来的50%降为30%,即,将提取液A1(50%异丙醇)换做提取液A2(30%异丙醇),将提取液B7换做提取液B5。
2、在麦谷蛋白亚基的烷化环节,麦谷蛋白还原后不直接进行烷化处理,而是把烷化剂4-VP直接加到样品缓冲液C中,在麦谷蛋白亚基提取液与样品缓冲液C混合过程中同时进行烷化,4-VP在样品缓冲液C中的浓度为1.0%-0.6%,即,操作时取50 ul经过还原处理的上清液加到50 ul含4-VP的样品缓冲液C中,涡旋混匀后65℃水浴处理15 min,10000g离心2min,取10 ul上清进行下一步的SDS-PAGE电泳。
具体为,将步骤(3)和(4)替换为:
取50 ul经过步骤(2)得到的上清液加到50 ul含质量浓度为1.0%-0.6%的4-乙烯基吡啶的样品缓冲液C中,涡旋混匀后65℃水浴处理15 min,10000g离心5 min,取10 ul上清进行下一步的SDS-PAGE电泳。
结果与分析
图1为利用50%和30%异丙醇去除醇溶蛋白对麦谷蛋白亚基分离效果的比较,在该比较中,除了去除醇溶蛋白使用的异丙醇浓度不同外,分离麦谷蛋白的后续步骤完全相同,均为传统提取方法,可以看出,50%和30%异丙醇去除醇溶蛋白的效果没有差别,在本发明中用30%的异丙醇去除醇溶蛋白与传统方法中用50%的异丙醇去除醇溶蛋白效果相同。
通常认为,醇溶蛋白的去除过程中,较高浓度的异丙醇(50%)可以去除的更彻底,本发明突破常规,选用低浓度的异丙醇(30%)来去除醇溶蛋白也达到了同样的效果。
图2是在麦谷蛋白还原时不同异丙醇浓度对麦谷蛋白亚基分离效果的比较,可以看出,异丙醇浓度对高分子量麦谷蛋白亚基的分离效果没有明显影响,但对低分子量麦谷蛋白亚基的分离效果影响却很大,异丙醇浓度低时,低分子量麦谷蛋白亚基的提取量也低,随异丙醇浓度提高,低分子量麦谷蛋白亚基的提取量也提高,异丙醇浓度达到30%时,低分子量麦谷蛋白亚基提取量达到最高,异丙醇浓度继续提高到50%,低分子量麦谷蛋白亚基提取量维持在最高水平,在本发明中,麦谷蛋白还原时异丙醇的浓度由传统方法的50%降到了30%。
关于异丙醇浓度高低与小麦高低分子量麦谷蛋白亚基提取量的关系,以往未见类似报道,本领域技术人员通常不会考虑在麦谷蛋白的还原阶段降低异丙醇的浓度,即使为了减低成本想降低异丙醇的浓度,也不清楚异丙醇浓度降到多少合适,本发明通过试验研究,发现在麦谷蛋白的还原过程中30%的异丙醇与50%的异丙醇提取麦谷蛋白的效果相同。
为简化麦谷蛋白亚基提取的步骤,在麦谷蛋白亚基的烷化环节,麦谷蛋白还原后不直接进行烷化处理,而是把烷化剂直接加到样品缓冲液中,在麦谷蛋白亚基提取液与样品缓冲液混合过程中同时进行烷化,图3为本发明与传统提取程序的分离效果比较,图中A1和B1为传统方法制备的样品,A3、A4和B3、B4为用本发明的方法制备的样品(A2和B2由于背景较重,没有纳入本发明方法当中),可以看出本发明的方法10ul的上样量与原方法20ul的上样量效果相同。
还原后的麦谷蛋白在电泳分离过程中,为防止其重新氧化,需用4-VP对其进行烷化处理,在传统分离方法中,烷化处理是单独进行的,烷化处理后再与样品缓冲液混合,本发明创造性地把这两个步骤合并为一个步骤,不但缩短了样品的制备时间,而且提取的麦谷蛋白的终浓度提高了一倍。
由于样品缓冲液中含有高浓度的甘油(40%),与麦谷蛋白还原溶液等量混合后甘油的浓度仍然比较高(20%),通常情况下人们会认为溶液中的甘油会干扰麦谷蛋白的烷化,本发明通过试验颠覆了这种认知,把两个步骤合并为一个步骤。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,但并不限于此,本领域的技术人员很容易根据上述实施例领会本发明的精神,并作出不同的引申和变化,但只要不脱离本发明的精神,都在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法,其特征在于,其包括如下步骤:
(1)取单粒小麦种子磨碎或取20 mg面粉置于2 ml离心管中,加1 mL提取液A,涡旋混匀后65℃水浴提取30 min,水浴期间至少再混匀2次;水浴加热结束后,10000g离心1 min,弃上清,得到第一次沉淀;
(2)所述第一次沉淀按照步骤(1)重复提取1次,得到第二次沉淀;
(3)所述第二次沉淀用0.5 mL的提取液A洗一次,10000g离心5 min,弃上清,得到待分离沉淀;
(4)向所述待分离沉淀中加入100 ul含质量体积比为1%二硫苏糖醇的提取液B,涡旋混匀后在65℃水浴提取30 min,10000g离心5 min;
(5)取50 ul经过步骤(4)得到的上清液加到50 ul含质量浓度为1.0%-0.6%的4-乙烯基吡啶的样品缓冲液C中,涡旋混匀后65℃水浴处理15 min,10000g离心5 min,取10 ul上清进行下一步的SDS-PAGE电泳;
(6)采用SDS不连续缓冲系统, 分离胶缓冲液为0.375 mol•L-1 Tris-HCl,pH8.8,0.1%SDS,分离胶浓度10%,浓缩胶缓冲液为0.125 mol•L-1 Tris-HCl,pH6.8,0.1% SDS,浓缩胶浓度4.8%,分离胶和浓缩胶交联度均为2.6%,电极缓冲液为0.025 mol•L-1 Tris-HCl,pH8.3,0.192 mol•L-1甘氨酸,0.1% SDS,每孔上样量10 ul,22℃循环水浴,电流20 mA,电泳5.5 h;
(7)电泳结束后,凝胶在染色液中染色, 在脱色液中脱色至背景清晰;
所述提取液A为体积分数为30%的异丙醇水溶液;
所述提取液B为体积分数为30%异丙醇,0.08 mol•L-1 Tris-HCl,pH 8.0;
所述样品缓冲液C为0.08 mol•L-1 Tris-HCl,pH 8.0,2%SDS,40%甘油和0.02%溴酚蓝。
2.根据权利要求1所述的一种小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法,其特征在于,所述染色液为10%三氯乙酸和0.05%考马斯亮蓝R-250。
3.根据权利要求1所述的一种小麦高低分子量麦谷蛋白亚基SDS-PAGE分离方法,其特征在于,所述脱色液为10%乙醇和8%乙酸。
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