做绵羊Nectin4蛋白的研究这个项目,我印象非常深。Nectin4这个分子,熟悉病毒学和肿瘤靶向研究的人应该都有了解,它属于Nectin家族,是免疫球蛋白超家族的一员,在上皮细胞粘附、细胞极性维持以及麻疹病毒属病毒入侵宿主细胞的过程中都扮演着核心角色。我们做绵羊源Nectin4的“原核表达系统构建”和“多克隆抗体制备”,目标很直接:拿到一段稳定可复现的重组蛋白,再基于这份蛋白制备出一批特异性好、能用于后续病毒受体阻断、组织定位染色和ELISA定量研究的抗体工具。这篇文章我把整个流程拆开讲一遍,从基因设计到抗体验证,每一步的思路、参数、踩过的坑都会提到,给正在做同类蛋白表达与抗体项目的同学提供一个可以直接参考的完整方案。
1. 项目背景:为什么非要做绵羊Nectin4的抗体
1.1 Nectin4蛋白在病毒入侵与肿瘤研究里的双重身份
Nectin4又叫做PVRL4,正常生理状态下主要在上皮组织中表达,承担细胞与细胞之间的粘附功能,参与紧密连接和粘附连接的组装维持。但这个分子的“出圈”靠的是两件事:第一,它被证实是麻疹病毒和犬瘟热病毒等麻疹病毒属病毒的上皮细胞受体,病毒通过表面的血凝素蛋白与Nectin4结合,从而入侵宿主上皮细胞;第二,多项肿瘤研究表明Nectin4在乳腺癌、肺癌、胰腺癌等多种实体瘤中异常高表达,已经成为抗体偶联药物等肿瘤靶向治疗研究的热门靶点。
对绵羊来说,Nectin4同样是相关病毒入侵机制研究中的关键分子。不同物种之间的同源序列虽然可能高达八成以上,但关键抗原表位、糖基化位点和配体结合区域依然存在差异。尤其是做病毒中和阻断实验时,受体的物种属性直接决定了结论能不能外推到目标动物身上。所以直接用人源Nectin4体系代替绵羊源,从实验设计的严谨性上讲是站不住脚的。我们最终决定做一套完全基于绵羊Nectin4序列的表达和抗体制备体系,核心目的就是把工具链建立在自己可控的平台上。
1.2 选择原核表达系统,是一次风险和收益的权衡
选择大肠杆菌原核表达系统,很多人第一反应是“Nectin4是糖蛋白,原核系统没有翻译后修饰,行不行”。我当时的判断是:可以走,但要讲策略。原核表达的优势非常明确,培养成本低、实验周期短、表达量高、遗传操作成熟,pET系列载体的T7表达系统几乎是分子实验室的标配。我们需要的绵羊Nectin4胞外区域是一个约35 kDa的分泌型糖蛋白,理论上存在N-糖基化修饰,这一点确实是大肠杆菌的短板。
但科研中有一类场景并不依赖完整的糖基化修饰才能拿到有功能的重组蛋白。病毒受体与配体的结合,本质上是空间构象驱动的蛋白-蛋白相互作用,受体结合域的表位主要依赖氨基酸折叠形成的空间结构。大肠杆菌表达的外源蛋白通过合理的复性流程,完全可以恢复具备免疫原性的构象。我们查阅了不少文献,也有团队用大肠杆菌表达其它物种的Nectin4胞外段,并成功制备了具备病毒阻断活性的抗体,说明技术路线是成立的。
还有一个现实因素推动我们选择了原核系统:抗体制备对免疫原的需求量非常大。蛋白A亲和柱和抗原亲和柱都需要毫克级别的纯化抗原,普通哺乳动物细胞表达系统一次收获往往只有微克到亚毫克级别,成本和周期都撑不住整个抗体流程。大肠杆菌摇瓶培养一次就能产出几十毫克融合蛋白,足够覆盖免疫、亲和纯化和后续质控的全部需求。
2. 前期设计与工具选型,决定项目成败的隐形环节
2.1 表达载体与宿主菌怎么选,看两个指标就够了
这个项目里,载体和菌株选错了,后面再怎么调条件都是事倍功半。我们最终选的是pET-32a载体和Rosetta(DE3)宿主菌,这个组合不是随机凑出来的,有两个核心考量。
第一,pET-32a自带Trx标签和His标签。Trx标签(硫氧还蛋白)是一个很强的可溶性促进标签,能辅助新生肽链形成正确的二硫键,这对Nectin4胞外段尤其重要。Nectin4胞外区域含有多个保守半胱氨酸,如果二硫键配错,蛋白构象就会崩盘。His标签则负责后续Ni-NTA一步亲和纯化,实验操作上非常省事。如果当时选pET-28a,虽然His标签更短、后面做Western Blot干扰更小,但缺少Trx辅助,可溶性表达大概率要差一大截。
第二,Rosetta(DE3)菌株补充了大肠杆菌中表达真核蛋白时常缺的稀有密码子tRNA。注意绵羊基因序列里经常出现AGA、AGG、ATA这类密码子,在大肠杆菌里属于低频密码子,直接用BL21(DE3)表达就容易出现翻译提前终止或表达量极低的情况。Rosetta系列就是为解决这个问题设计的,它额外携带了编码稀有密码子tRNA的质粒。这一步省了后面很多麻烦。
2.2 基因序列设计不能偷懒,三个细节必须盯紧
拿到绵羊Nectin4的CDS之后,我们没有直接交给合成公司,而是认真做了三步处理,这里每一步都直接影响后续表达效率。
第一步是截短序列。把信号肽、跨膜区和胞内段全部去掉,只保留胞外功能区,大致从N端第34位氨基酸延伸到第334位氨基酸,末端加终止密码子。为什么要这么截?因为膜蛋白全长表达在大肠杆菌里几乎必然形成包涵体,而且跨膜区疏水性极强,表达产物很难纯化。截短后的胞外区包含V样结构域和C2样结构域,这正是病毒受体结合的核心区域,拿来免疫动物产生的抗体也能覆盖主要抗原位点。
第二步是密码子优化。把绵羊源密码子偏好切换成大肠杆菌偏好,同时把GC含量调整到50%左右,避免mRNA的5‘端形成强二级结构影响翻译起始。这一步基本靠合成公司的在线优化工具完成,但我额外要求合成公司输出一份密码子优化前后序列比对报告,确保优化后的氨基酸序列和天然序列完全一致。有一个原则不能突破:密码子优化可以改碱基,但绝对不能改变氨基酸序列。
第三步是酶切位点的设计。我们在载体上选定BamHI和XhoI两个酶切位点,基因两端对应加上同样的酶切位点序列,同时确认目的基因内部没有这两个位点的识别序列,避免后续酶切把基因切碎。设计完成后的序列直接提交给基因合成公司,一般5到7天就能拿到克隆质粒,比自己PCR扩增再亚克隆省了至少一轮实验时间。
2.3 重组质粒构建与序列验证,这里千万不要省
拿到合成公司的克隆质粒后,第一步做双酶切鉴定。BamHI和XhoI双酶切大概1小时,跑琼脂糖凝胶电泳确认插入片段大小是否正确。合成公司给的骨架通常不是表达载体,我们要把目的片段切下来,连到同样双酶切处理过的pET-32a载体里。
连接用的是T4 DNA连接酶,插入片段与载体的摩尔比控制在3比1,室温连接30分钟就够了。随后热激转化到DH5α感受态细胞,涂布到含有氨苄青霉素的LB平板上,37℃倒置培养过夜。第二天挑单克隆做菌落PCR初筛,再摇菌提取质粒,最后送去测序公司用T7启动子和T7终止子引物双向测序验证。
这里我强烈建议双向测序,不要只测一条链。我踩过这个坑,之前某个项目正向测序结果完全正常,反向测序却发现一段序列出现了点突变,如果只测正向,后续表达出来的蛋白可能就是错的,排查起来会非常折磨人。测序确认无误的重组质粒,建议立刻保存甘油菌,并做好标注。
3. 原核表达与蛋白纯化全流程实录
3.1 转化表达菌株与建立种子库
重组质粒构建好之后,要把质粒转化进Rosetta(DE3)感受态细胞。Rosetta菌株本身有氯霉素抗性质粒,用于维持稀有密码子tRNA的表达,所以在筛选平板上需要同时加氨苄青霉素和氯霉素两种抗生素。转化流程同样是热激法,热激42℃ 90秒,冰浴3分钟,加入无抗性LB复苏45分钟,再涂布双抗平板。注意Rosetta生长比普通BL21要慢,平板培养时间可以放到16小时左右。
挑取单克隆后,优先做两件事:一是用菌液PCR确认阳性克隆,二是立刻保种甘油菌,终浓度20%甘油,放-80℃。我习惯在确认阳性后直接保三管,一管用于当前批次诱导表达,另外两管备份。不要等到表达出了问题再回头翻平板,冷链保存的种子库是后续所有重复实验的定心丸。
3.2 诱导表达条件的精细调优,值得多花几天
刚拿到表达菌株时,我没有直接上大体积培养,而是先做了一个12个小体积试管(5 mL)的预实验,同时考察诱导温度、IPTG浓度、诱导时机和诱导时长四个维度的组合。这个环节是整个原核表达流程里最值得花时间的。
诱导温度方面,我分别试了37℃和16℃。37℃表达速度快,总表达量通常最高,但蛋白折叠跟不上合成速度,极易形成包涵体;16℃低温能给新生肽链更多折叠时间,可溶性蛋白比例显著提高,但总表达量会下降。IPTG浓度方面,试了0.1 mM、0.5 mM、1.0 mM三档。很多人习惯一步到位用1 mM,但低浓度IPTG往往能得到更高的可溶性表达,因为IPTG本身有毒性,浓度越高对菌体代谢压力越大,目的蛋白合成速率过快反而更容易折叠错误。
诱导时机也需要试。在OD600约0.4的早期对数期和OD600约0.8的中期对数期分别加IPTG诱导。实际做下来,OD600在0.6到0.8之间诱导是常见选择,但对可溶性要求高的蛋白,早诱导配合低温更合适。诱导时长从4小时到过夜16小时也做了梯度。
我们最终确定的组合是:37℃培养到OD600约0.8,迅速降温到16℃,加入0.5 mM IPTG,诱导过夜大约16小时。这个方案下,可溶性的Nectin4-Trx融合蛋白占全菌总蛋白的30%以上,满足了后续纯化的需求。每次表达实验,我都会在上样前记录菌液OD600和诱导前后的SDS-PAGE对比,方便横向比较。
3.3 菌体裂解与可溶性分析,先诊断再下药
诱导结束后,离心收集菌体,重悬于裂解缓冲液,配方是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、1 mM EDTA,pH 8.0。裂解使用超声破碎,功率和间歇时间要根据菌体量调整,我一般是200 W超声,开3秒停5秒,总超声时间20分钟,全程在冰水浴里进行。超声时间不够菌体裂解不充分,时间过长则蛋白容易发热变性,这个度需要根据体系摸索。
裂解后的悬液在4℃下12000×g离心30分钟,把上清和沉淀分开取样跑SDS-PAGE。这一步的核心目的就是诊断:目的蛋白到底在上清还是沉淀里。如果大部分在上清,意味着可溶性表达成功,直接进入后续Ni-NTA纯化;如果大部分在沉淀里,则要考虑优化表达条件或者走包涵体复性路线。这个诊断结果决定了后面的操作方向,所以每次都要认真跑胶看清楚。
3.4 Ni-NTA亲和层析与纯度评估
可溶上清直接上Ni-NTA亲和柱前,需要先加咪唑到最终浓度5 mM,这个浓度能抑制杂蛋白的非特异性结合,又不影响His标签蛋白挂柱。上柱后先用含20 mM咪唑的洗涤缓冲液冲洗,去除松散结合的杂蛋白,最后用含250 mM咪唑的洗脱缓冲液洗脱目的蛋白。
收集到的洗脱液立刻取样跑SDS-PAGE评估纯度。我们做的融合蛋白在纯度达到95%以上,满足后续免疫动物和偶联抗原柱的要求。如果纯度不够,可以考虑再走一步分子筛层析或者阴离子交换层析,但大多数情况下Ni-NTA一步已经够用。纯化后蛋白需要用BCA法或紫外吸收法定量,然后分装冻存到-80℃。
3.5 包涵体变性复性路线,作为备用方案也讲清楚
即使表达条件优化得不错,依然会有一部分目的蛋白进入包涵体。这里要说明一个容易误解的点:包涵体不是没有价值的废弃物,里面往往是大量错配折叠的未溶性目的蛋白,通过变性复性可以重新获得正确构象。处理包涵体的标准流程是:离心收集菌体后,重悬于裂解缓冲液,超声裂解,离心后收集沉淀;沉淀用含2 M尿素的洗涤液洗涤两次,这一步能洗掉不少粘附的杂蛋白;最后用含8 M尿素的溶解液充分溶解包涵体。
变性蛋白复性采用透析复性法。把变性蛋白装入透析袋,放入尿素浓度梯度递减的复性缓冲液,从6 M逐步降到0 M,整个过程在4℃进行,每个梯度透析6到8小时。关键是复性缓冲液里要加入氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽,浓度比4比1,帮助二硫键正确形成。复性产物离心去除沉淀后,同样走Ni-NTA纯化。
根据我的经验,复性回收率一般在20%到50%之间,不用强求100%,因为后续用于免疫动物和抗原亲和柱时,纯度优先于回收率。但每次复性后都要跑非还原SDS-PAGE,看看有没有形成二聚体或多聚体,如果聚合严重就要调整复性缓冲液的pH和离子强度。
4. 高特异多克隆抗体的制备与验证,真正的核心工程
4.1 免疫原的处理,决定抗体的特异性天花板
多克隆抗体的好坏,一半取决于免疫原质量,一半取决于免疫方案。免疫原我们用的是纯化后的Trx-Nectin4融合蛋白,但这里有个非常重要的一步:为了不让Trx标签占据主要免疫优势,稀释Nectin4特异抗体的比例,我们需要用凝血酶切除标签,再通过二次Ni-NTA柱去除Trx标签和未切割蛋白,最终得到不带标签的裸Nectin4胞外段蛋白作为免疫原。
这一步很多人会图省事跳过,直接用融合蛋白免疫,结果抗体大量针对Trx标签和His标签,真正针对Nectin4的特异性抗体反而很少,这样的抗体做Western Blot时会出现莫名其妙的杂带。我见过太多失败案例都是栽在这里,所以必须强调:免疫原的精制处理,是制备高特异多克隆抗体的前提。
切除标签后的蛋白需要进行内毒素去除处理。我通常用多粘菌素B亲和柱去内毒素,因为大肠杆菌来源的蛋白内毒素水平很高,直接注射动物容易引起异常免疫反应甚至死亡。去内毒素前后用鲎试剂检测内毒素浓度,确保注射前内毒素水平低于5 EU/mL才安全。
4.2 动物免疫方案的设计,剂量和节奏都是参数
免疫动物选的是新西兰白兔,两只,每只每次免疫剂量200 μg蛋白。首免用完全弗氏佐剂,加强免疫用不完全弗氏佐剂,佐剂与抗原按1比1体积比充分乳化。乳化是否完全有个简单的判断方法:滴一滴乳化液到冷水中,如果保持液滴不散开,说明乳化成功;如果迅速扩散,说明还需要继续乳化。
免疫途径选择背部多点皮下注射,每只兔子注射6到8个点,每个点注射体积不超过200 μL。免疫间隔为两周一次,总共免疫四次。第四次免疫后第7到10天,从耳缘静脉采血少量分离血清,初步检测效价。如果效价达标,进行心脏采血获取全量血清;如果效价不理想,可以根据情况补加强一针。
关于免疫方案,我想多说一句:免疫间隔不是越短越好,也不是越长越好。间隔太短免疫系统来不及完成抗体类型转换和亲和力成熟,间隔太长抗体水平又会回落。两周一次是比较稳妥的节奏。如果免疫三次后效价毫无起色,不要盲目加量,先检查抗原纯度、乳化程度和注射部位是否出现严重的局部炎症反应。
4.3 抗血清采集与IgG初步纯化
心脏采血获取的全血,先在37℃放置1小时,再转4℃过夜让血块充分收缩,4000×g离心15分钟,取上清即为抗血清。抗血清直接用于实验也不是完全不行,但特异性往往不够,尤其是做免疫荧光和Western Blot时背景会非常感人,所以需要两步纯化。
第一步是Protein A亲和层析,从血清中富集总IgG。这一步去除血清里的白蛋白和其他杂蛋白,提高抗体浓度,但还不能区分Nectin4特异抗体和血清中固有的非特异性免疫球蛋白。Protein A纯化得到的IgG量很大,适合用来调浓度,但特异性还差得远。
第二步就是抗原亲和纯化,这是制备高特异多克隆抗体的核心步骤。把之前表达好的Nectin4蛋白偶联到活化的琼脂糖凝胶上,比如NHS-activated Sepharose 4B,制成抗原亲和柱。总IgG过柱后,特异抗体结合在柱上,杂蛋白流穿,使用低pH缓冲液洗脱,配方是0.1 M甘氨酸-盐酸,pH 2.7,收集到含1 M Tris-盐酸(pH 8.8)的中和液中,防止低pH环境损伤抗体活性。
抗原亲和纯化之后,抗体的特异性会有质的提升。这一步做下来,通常能得到浓度0.5到1 mg/mL的特异抗体,足够覆盖后续的ELISA、Western Blot和免疫荧光实验。
4.4 抗体效价与特异性验证,四步组合拳缺一不可
抗体拿到手,验证环节不能省,而且不能只做一种实验。我的习惯是四步并行,从不同维度确认抗体质量。第一步是间接ELISA,用我们表达的重组Nectin4蛋白包板,梯度稀释抗体,二抗用HRP标记的羊抗兔IgG,TMB显色后酶标仪读数。效价定义是OD450达到阴性对照2.1倍的最高稀释度,我们最终两只兔子的效价都超过了1比512000,说明免疫应答非常充分。
第二步是Western Blot,分别上样绵羊源细胞裂解液和重组Nectin4蛋白,转膜后用制备的抗体做免疫印迹。这里看重的是抗体能否识别天然构象下的蛋白,以及条带大小是否符合预期。理想状态是重组蛋白泳道出现单一条带,细胞裂解液泳道在对应分子量位置有清晰信号。
第三步是细胞免疫荧光,在绵羊源细胞上用抗体进行荧光染色,用共聚焦显微镜观察Nectin4的膜定位信号。这一步能验证抗体在组织细胞背景下的实用性,如果抗体能特异性标记细胞膜上的Nectin4,说明它对天然蛋白的识别能力过关。
第四步是病毒受体阻断实验,这是针对病毒受体功能设计的验证。将抗体和病毒预先孵育,再感染表达Nectin4的细胞,观察感染率是否下降。如果阻断效果显著,说明抗体识别的表位与病毒结合位点高度重合,这样的抗体对下游功能研究极具价值。
4.5 抗体的保存与使用细节
多克隆抗体保存看似简单,其实有不少讲究。纯化后的抗体建议分装成小份,每管20到50 μL,-80℃保存,避免反复冻融导致活性下降。短期使用可以存放在4℃,加0.02%叠氮化钠防腐,但叠氮化钠会抑制HRP活性,做ELISA和Western Blot之前必须透析去除。抗原亲和纯化后的抗体浓度通常偏低,可以用超滤浓缩管将浓度提高到2到3 mg/mL,但不要贪高,浓度过高容易形成聚集体,反而增加背景信号。
5. 常见问题与排查经验,把踩过的坑变成你的捷径
5.1 表达量低或者不表达,四个方向逐个排查
遇到表达量低,我一般按这个优先级排查:先查测序,再查诱导条件,再查宿主菌,最后查检测方法。
测序是第一个要排除的。T7载体两端测序能确认阅读框是否正确,是否存在移码突变。我曾经排查了两天,最后发现是合成序列里有三个碱基被改动,导致一个关键氨基酸变成了终止密码子,表达出来的蛋白被截短了一大截,跑胶时只看到预期分子量下方的一条小带。
其次是诱导条件。预实验里的IPTG浓度和温度组合,不一定适用于后续的放大培养。摇瓶培养和发酵罐培养的溶氧量、营养消耗节奏完全不一样,有时候在5 mL体系里表达好好的,放大到1 L就废了。这时要重新微调诱导时机和IPTG浓度,甚至可以考虑不降温,直接在37℃短时诱导,先看总表达量是否能恢复。
宿主菌也不能忽视。Rosetta和BL21(DE3)的稀有密码子补充能力不同,如果目标序列里存在大量AGA、AGG、ATA密码子,Rosetta的表达量会明显高出一截。还有质粒拷贝数和抗生素浓度这些基础因素也值得快速确认,抗生素失效是新手最容易漏掉的原因。
最后是检测方法。很多人用SDS-PAGE跑胶加考马斯亮蓝染色发现看不到条带,就断定表达失败。其实如果融合蛋白表达量在10%以下,染色确实不一定能看到清晰条带。建议先做Western Blot用抗His标签抗体检测,灵敏度远高于胶染色。我曾经遇到过染色看不到、Western Blot信号很强的情况,说明蛋白其实有表达,只是量还没到染色可见的程度。
5.2 蛋白都在包涵体里,不等于项目失败了
如果目的蛋白几乎全部在包涵体里,可溶性比例接近零,先不要急着否定原核表达路线。做一步简单的分级实验:超声裂解菌体后,把上清和沉淀分别跑胶,用抗His标签抗体确认目的蛋白主要在哪部分。如果确实都在沉淀里,有几个方向可以尝试。
最直接的调整是降低IPTG浓度到0.1到0.2 mM,同时把诱导温度降到更低,比如10到12℃。降低蛋白合成速度,给折叠留出空间,有时候效果立竿见影。也可以考虑共表达分子伴侣载体,比如GroEL-GroES或DnaK-DnaJ-GrpE体系,帮助新生肽链正确折叠。还有一招是更换表达载体,比如换成带MBP标签的pMAL系列,MBP本身就是极强的可溶性促进标签,很多难溶蛋白在换上MBP之后立刻溶解。
如果几种方法尝试后可溶性还是提不上去,那就踏踏实实走包涵体变性复性路线。这个路线技术难度稍大,但胜在通用性强。复性过程的核心是缓慢降低变性剂浓度,同时维持氧化还原环境,让蛋白找到正确的折叠路径。复性回收率不要追求100%,以纯度和后续活性为主要目标。
5.3 抗体背景高、特异性差,先别急着以为是抗体的问题
多克隆抗体最常见的抱怨是背景高、条带杂,尤其是Western Blot上出现好几条非特异性条带。这个问题要从两个层面找原因。
第一是免疫原纯度不够。如果免疫用的重组蛋白里混入大肠杆菌宿主蛋白,动物体内就会产生大量抗大肠杆菌蛋白的抗体,用这样的抗血清去检测细胞裂解液,背景必然极高。解决办法是纯化流程里加一步去除宿主蛋白的处理,或者做离子交换层析二次纯化。抗原亲和纯化这一步是必须做的,只过Protein A是远远不够的。
第二是封闭和洗涤条件太温和。Western Blot可以用5%脱脂奶粉封闭,但有些多克隆抗体会与封闭液组分发生弱交叉反应,这时改用BSA封闭会有改善。洗涤要用含0.1% Tween-20的TBST,如果背景还是高,可以把Tween-20浓度提到0.3%,或者增加洗涤次数到5次、每次10分钟。这些方法成本很低,对改善背景往往立竿见影。
还有一个容易被忽略的因素是抗体的批次差异。多克隆抗体最大的缺点就是批次间差异大,换一批抗体后,原来最优的稀释比例可能就变了。强烈建议同一批次的抗体分装保存,并在每次重要实验前用标准蛋白样品做一次梯度稀释预实验,重新确认最佳使用浓度。
5.4 效价不达标,先看免疫原和免疫节奏
多克隆抗体的效价高,并不代表亲和力一定高,这是两个容易混淆的概念。ELISA测的是抗体与固定化抗原的总体结合能力,混合了大量不同亲和力的抗体克隆。所以我会在ELISA之外补做竞争ELISA或者表面等离子共振来评价亲和力,如果条件有限,也可以做不同孵育时间的ELISA比较,亲和力高的抗体在短时间孵育下就能达到较高信号。
如果动物免疫后效价上不去,最常见的原因是免疫原剂量不足或者免疫间隔太短。我们调整过不少次方案,比较稳妥的做法是:首免200 μg,之后每两周一加强,加强三次后如果效价仍未突破1比100000,可以把剂量提高到300到400 μg,同时适当延长间隔到三周。免疫系统需要时间做出高质量的抗体应答,催得太急效果反而不理想。
另外,免疫动物的个体差异非常大。两只兔子同一批免疫,一只效价高出天际,另一只却迟迟不响应,这种情况很常见。所以每次免疫尽量用至少两只动物,最后一轮采血时可以选择效价更高、亲和力更好的那只作为主力供体。多克隆抗体的优势就是可以“选择”,我们要把这份选择权用到极致。
6. 材料清单与关键试剂速查
6.1 载体、菌株与试剂清单
原核表达和抗体制备涉及的材料比较多,列一份我常用的清单供参考。表达载体用pET-32a,宿主菌用Rosetta(DE3),克隆宿主菌用DH5α。基因合成直接找商业化公司完成,关键词是“密码子优化合成”。限制性内切酶用BamHI和XhoI,连接酶用T4 DNA连接酶。诱导剂IPTG,亲和纯化用Ni-NTA树脂,蛋白浓度测定用BCA试剂盒。
抗体制备阶段需要用到的材料包括:弗氏完全佐剂和弗氏不完全佐剂、SPF级新西兰白兔、Protein A亲和层析柱、NHS-activated Sepharose 4B活化凝胶、HRP标记羊抗兔IgG二抗、TMB显色液、内毒素检测鲎试剂。Western Blot需要PVDF膜、ECL化学发光底物、脱脂奶粉或BSA封闭液。
6.2 常用缓冲液配方速查
这里整理几个关键缓冲液的配方,都会有非常直接的参考价值。裂解缓冲液是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、1 mM EDTA,pH 8.0。Ni-NTA结合buffer是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、5 mM咪唑,pH 8.0。Ni-NTA洗涤buffer是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、20 mM咪唑,pH 8.0。Ni-NTA洗脱buffer是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、250 mM咪唑,pH 8.0。
包涵体洗涤液是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、2 M尿素、1% Triton X-100,pH 8.0。包涵体溶解液是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、8 M尿素,pH 8.0。复性缓冲液是50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、0.5 M精氨酸、1 mM氧化型谷胱甘肽、0.25 mM还原型谷胱甘肽,pH 8.0。抗原亲和洗脱液是0.1 M甘氨酸-盐酸,pH 2.7。所有缓冲液都需要过滤脱气,4℃保存。
7. 最后一点实际体会
这个项目做下来,我最想分享的一句话是:原核表达和抗体制备更像是一门“工艺学”,而不是单一的技术操作。同样的载体、同样的菌株、同样的抗原序列,不同人操作,结果可能千差万别,差别往往不在大方向上,而在那些容易被忽略的细节里。比如免疫原一定要切掉标签,诱导条件一定要做梯度预实验,抗原亲和纯化一定不能省略,双向测序一定不要贪便宜只测单链。每一个“一定”后面,都是我至少踩过一次坑换来的经验。如果你正在做对应的实验,希望在第一步设计时就多想一步,能帮你省下几周的返工时间。遇到具体问题也欢迎在评论区留言交流,我们一起把这条路走得更顺。