公开/公告号CN103739664A
专利类型发明专利
公开/公告日2014-04-23
原文格式PDF
申请/专利权人 中国医学科学院肿瘤医院;中国人民解放军海军总医院;
申请/专利号CN201410042740.1
申请日2014-01-29
分类号C07K1/14;C07K1/26;G01N27/62;
代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;
代理人刘向昕
地址 100021 北京市朝阳区潘家园南里17号
入库时间 2024-02-19 22:40:22
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2017-01-18
授权
授权
2014-05-21
实质审查的生效 IPC(主分类):C07K1/14 申请日:20140129
实质审查的生效
2014-04-23
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种分离鉴定DNA结合蛋白的方法,具体涉及利用 DNA免疫共沉淀技术分离鉴定DNA结合蛋白的方法。
背景技术
生物医学研究已从一个基因一个蛋白的假说演绎到在组学水平分 析众多基因或蛋白的功能。由于细胞的各种生命活动现象纷繁复杂,全 基因组的序列信息并不能诠释细胞的生物功能,而基因的终极产物蛋白 才是细胞构成及功能的最终执行者。在细胞生命的过程中,特异基因的 开启和关闭是一个复杂的系统工程,人类基因的转录调控一直以来都是 生物学家研究的热点领域。目前,主要利用染色质免疫沉淀技术(ChIP) 研究已知蛋白转录因子与DNA相互作用,在基因转录调控中,转录因 子及转录调节因子与染色质DNA即启动子区之间存在相互作用,染色 质免疫共沉淀技术不仅解决了已知转录因子与启动子DNA直接和间接 的相互作用,而且还可以利用实时定量PCR测定转录因子与DNA结合 的丰度,筛选出转录因子所结合的特异的启动子序列。
当前,科学家利用大规模的蛋白质组学技术发展并绘制了广泛的细 胞内蛋白质之间相互作用的网络图谱。迄今已发展了多种研究蛋白质相 互作用的技术方法,包括酵母双杂交系统、噬菌体展示技术、GST pμll-down技术、免疫共沉淀技术和串联亲和纯化联合质谱分析技术, 为蛋白质相互作用及蛋白质组学的研究奠定了坚实的基础。但目前尚缺 少利用已知DNA序列分离特异结合细胞核蛋白并进一步鉴定DNA结合 蛋白的方法。
发明内容
本发明的发明人经过大量实验和反复摸索,提供了一种利用DNA 免疫共沉淀技术分离和/或鉴定DNA结合蛋白的方法以及所述方法的 用途,具体包括以下几个方面:
本发明第一方面涉及一种分离DNA结合蛋白的方法,所述方法 包括以下步骤:
1)提取细胞的核蛋白;
2)将目标DNA分子与核蛋白混合,孵育;
3)加入能够与该目标DNA分子结合的分子实体,分离得到与目 标DNA分子结合的核蛋白组分;
4)对步骤3)得到的核蛋白组分进行进一步分离,得到DNA结 合蛋白;
优选地,所述目标DNA分子连接有可检测的标记。
在本发明中,所述细胞为真核细胞;所述真核细胞例如可以为哺 乳动物细胞;其中所述哺乳动物例如为人、小鼠、大鼠、狗、猪、羊、 猴等。
在本发明中,所述提取细胞核蛋白的方法为本领域所公知。在本 发明的实施方案中,所述提取核蛋白的方法包括,采用匀浆器裂解细 胞,分离细胞核组分,将核组分经过蔗糖密度梯度离心,纯化细胞核组 分,并进一步用含有蛋白抑制剂的高盐裂解液制备细胞核蛋白,然后 降低盐离子浓度,去除核组分的DNA成分。
根据本发明第一方面任一项的方法,其中在步骤1)后还包括去 除核蛋白中无关高丰度蛋白的步骤。
在本发明中,所述无关高丰度蛋白主要包括组蛋白。
根据本发明第一方面任一项的方法,其中所述去除核蛋白中无关 高丰度蛋白的步骤包括:将非特异DNA分子与核蛋白混合,孵育, 加入能够与该非特异DNA分子结合的分子实体,去除能够与该非特 异DNA分子结合的核蛋白;
优选地,所述非特异DNA分子能够与无关高丰度蛋白结合。
根据本发明第一方面任一项的方法,其中所述DNA结合蛋白是 指转录因子或者转录活化因子。
根据本发明第一方面任一项的方法,其中所述能够与该DNA分 子结合的分子实体为能够与该标记特异性DNA结合的分子实体;和 所述分子实体还偶联有易分离的物质,例如磁珠。
在本发明中,所述可检测的标记为本领域所公知。在本发明的实 施方案中,其中所述可检测的标记为生物素,其中所述能够与该标记 的DNA分子结合的分子实体为亲和素,例如链霉亲和素。
根据本发明第一方面任一项的方法,其中步骤4)中所述分离得 到与目标DNA分子结合的核蛋白组分,包括对结合的核蛋白组分进 行洗脱的步骤。
在本发明中,可以根据不同的标记分子选择洗脱液。
在本发明的实施方案中,所述洗脱液可以将结合在DNA分子上 的蛋白复合体洗下,而分子实体与易分离的物质保持结合。
根据本发明第一方面任一项的方法,其中步骤4)中所述分离的 方法为分离蛋白的方法,例如为电泳,例如为蛋白质电泳,例如为聚 丙烯酰胺凝胶电泳。
在本发明的实施方案中,所述聚丙烯酰胺凝胶电泳可以为 SDS-PAGE,脉冲场凝胶电泳(PFGE),双向电泳等。
在本发明的实施方案中,所述聚丙烯酰胺凝胶电泳为十二烷基硫 酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)。
本发明第二方面涉及一种鉴定DNA结合蛋白的方法,所述方法 包括本发明第一方面任一项的方法,以及对分离得到的DNA结合蛋 白进行鉴定的步骤;
任选地,在鉴定后还包括对鉴定得到的蛋白进行比对和分析的步 骤。
在本发明的实施方案中,其中所述鉴定的方法为质谱鉴定方法, 例如为高质量精度质谱、MALDI-TOF、LTQ等。
本发明第三方面涉及本发明第一或第二方面任一项的方法用于分 离和/或鉴定DNA结合蛋白的用途。
根据本发明第三方面任一项的用途,其中所述DNA结合蛋白为转 录因子或转录活化因子。
本发明第四方面涉及一种去除核蛋白中无关高丰度蛋白的方法, 所述方法包括将非特异DNA分子与核蛋白混合以及孵育的步骤;
优选地,所述方法还包括加入能够与该非特异DNA分子结合的分 子实体的步骤;
优选地,所述非特异DNA分子连接有可检测的标记;
优选地,所述非特异DNA分子能够与无关高丰度蛋白结合。
根据本发明第四方面任一项的方法,其中所述能够与该DNA分子 结合的分子实体为能够与该标记特异性结合的分子实体;和/或,所述 分子实体还偶联有易分离的物质,例如磁珠。
在本发明中,所述转录因子或转录活化因子包括通用转录因子和 调控性转录因子,其中通用转录因子与RNA聚合酶一起构成了转录 机器,通过与DNA转录起点临近位点启动子区结合实现基因转录; 调控性转录因子一般与多样的增强子序列结合,再与转录机器发生作 用,调控基因的转录;所述转录因子例如为p53、c-myc、p300;所述 转录活化因子例如为转录活化因子-3(STAT3)、转录活化因子-1 (STAT1)等。
在本发明中,所述目标DNA分子可以为任何感兴趣的DNA分子, 例如可以为任何感兴趣序列,例如为任何感兴趣的基因的调控基因部 分(例如启动子序列,增强子序列)。在本发明的实施方案中,所述 目标DNA分子为基因的启动子序列或其部分序列。
在本发明中,所述非特异DNA分子可以为任何能够与组蛋白结 合的DNA双螺旋分子,例如为与目标DNA分子不同的DNA分子, 例如为基因组中的外显子DNA部分,例如为目标DNA分子的基因外 显子DNA部分。
在本发明中,所述能够与组蛋白结合的DNA分子是指该DNA分 子所携带的负电荷足以与组蛋白结合以形成DNA-组蛋白复合物;优 选地,该DNA分子能够被标记分子所标记。
在本发明中,所述非特异DNA分子的长度例如为大于100bp,例 如为大于200bp。
在本发明中,所述外显子DNA是指编码蛋白质序列的基因的 DNA序列。
在本发明中,所述调控基因是指调控基因转录的DNA序列。
发明的有益效果
本发明的方法具有稳定性和重复性好的特点,显著提高了鉴定未知 DNA结合蛋白的实验效率。为深入研究细胞基因转录调控、基因转录的 分子行为、分子肿瘤学、细胞生物学、生物化学等学科提供了有益的帮 助。
附图说明
图1:整个分离纯化及鉴定过程模式图。
引物5’端标记上生物素后进行PCR扩增出目的片段。引入一段与 目的片段相当的随机对照片段以除去核组分中高丰度的蛋白,如组蛋 白。将对照片段与链霉亲和素磁珠孵育,使片段5’端带上磁珠,再加入 核组分蛋白中进行孵育,使对照片段与核组分充分结合,通过磁力系统 分离出对照片段结合的大部分非特异高丰度蛋白。然后将去除过高丰度 蛋白的核组分再与目的片段孵育,抓取片段特异结合的蛋白分子,将这 些蛋白洗脱后走胶银染,发现其中的特异性条带,切胶进行质谱鉴定。
图2:经过富集和未经过富集的SDS-PAGE图。其中BC8S为未 经过与非特异片段(对照片段)孵育的电泳结果,BM5为经过与未特 异片段孵育的电泳结果。其中BM5P2是指将核组分进行了一次对照片 段去除高丰度蛋白后的电泳结果,BM5P3是指将核组分进行了两次对 照片段去除高丰度蛋白后的电泳结果。可以看到与未进行富集的组 BC8S相比,BM5P2和BM5P3大部分条带有逐渐加强的趋势,如 35-40kDa之间的条带。
图3:SDS-PAGE及质谱鉴定结果图
如图所示(其中BC8S、BM5P2和BM5P3的含义与图2相同),基 于DIP方法富集了BM5P3片段特异结合的蛋白。取上图箭头所指处的 特异性条带,切胶,进一步质谱鉴定。中图为鉴定样本的一级分离谱图, 箭头框包括的部分是我们感兴趣的其中一个肽段所处在的分离位置,下 图为该蛋白的二级质谱图,经过搜库该肽段对应的蛋白是PURA(核转 录因子)。
图4:DNA与PURA的相互作用
Western blotting分析验证了特异DNA序列与PURA(PURα)的 相互作用,食管癌细胞系KYSE510细胞核蛋白提取,经DIP方法免疫 共沉淀,免疫印迹分析验证质谱的鉴定的转录因子PURA,文献调研发 现PURA与E2F家族有相互调控关系,免疫印迹验证了该特异DNA序 列与PURA和E2F-2蛋白都具有相互作用。
图5:DNA与PARP的相互作用
Western blotting分析验证了特异DNA序列与PARP-1的相互作 用,图中NP为未经处理的食管癌细胞系KYSE510细胞核组分蛋白, 1~4为经过非特异序列去除高丰度蛋白,再经目的的DNA序列结合的 蛋白复合体组分。经DIP免疫共沉淀,免疫印迹分析验证了核因子 PARP-1与特异DNA的相互作用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领 域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限 定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造 商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通 过市购获得的常规产品。
实施例1:采用DNA免疫共沉淀联合质谱鉴定PURA转录因子
1.核组分蛋白的提取
1)使用T75培养瓶培养食管癌细胞KYSE510(由日本Kyoto 大学Shimada教授惠赠),使用4℃预冷的1×PBS洗细胞,10ml/次×1 次。用胰酶消化下来后,完全培养基(RPMI1640,含10%胎牛血清) 10ml终止胰酶翻译,PBS10ml/次×2次洗细胞,弃掉PBS留下沉淀细 胞;用1mL Buffer A(10mM HEPES,pH7.9,1.5mM MgCl2,10mM NaCl,0.5mM DTT)重悬细胞,置于冰上15min;
2)在步骤1)的细胞悬液中加入终浓度0.3%NP40裂解液(50mM Tris(pH7.4),150mM NaCl,1%NP-40),混匀后将细胞悬液加入匀浆 器中,上下匀浆20次;
3)匀浆后,将细胞裂解悬液至228g,4℃离心10min,弃去上清;
4)用300μl Buffer B(0.3M sucrose(蔗糖),10mM HEPES, pH7.9,5mM MgCl2,10mM NaCl)重悬细胞核沉淀,在另一个管中 加入900μl buffer C(1.8M sucrose,10mM HEPES,pH7.9,5mM MgCl2,10mM NaCl),将重悬液加到buffer C中;
5)4℃条件下,25000g离心35min,弃掉上清,小心保留沉淀;
6)加入1ml Buffer B洗两遍沉淀;
7)取1ml左右Buffer D(10mM HEPES,pH7.9,1.5mM MgCl2,0.42M NaCl,0.5mM DTT,0.3M sucrose,0.5%Triton X-100) 加入蛋白酶抑制剂(该蛋白酶抑制剂包括AEBSF、抑肽酶、抑氨肽酶、 亮抑蛋白酶肽、胃酶抑素A、PMSF(氟化苯基甲磺酰氟),Roche公司), 裂解以上所得沉淀,涡旋震荡,4℃条件下,充分裂解;
8)将裂解液分装于两个1.5ml离心管中,4℃离心,15min。收 集上清,Bradford法蛋白定量。1mg/ml蛋白裂解液分装到1ml冻存 管中,冰上保存。
2.生物素标记DNA片段的制备
1)确定目标DNA片段和非特异DNA的序列,以及目标DNA 片段和非特异DNA片段的引物序列,合成引物,同时在5’端加上生 物素标记;
A.非特异DNA序列如下:
TCAGGCTTGTCAGGGGGATAACTACCAGAAAGGTATACCTGT TGAGACTGATTCAGAGGAGCAACCCTATTTAGAAATGGATTTA TCATCACCTCAAACGAGATATATCCCGGATGAGGCTGACTTTC TGCTGGGGATGGCCACTGTGAATAACTGTGTTTCCTACCGAAA CCCTGCAGAGGGAACCTGGTACATCCAGTCACTTTGCCAGAG CCTGAGAGAGCGATGTCCTCGGTAAGTTTTGCCTACTCAGCCC TCCTCACTGTTACACTACCTTCCCCCCCTACTCCATCACACTA CTATCTACTCATATTCAGAGCCTATTAGAAAGTGCTATGTGAT TTAGATCACATTAACAGGTCAGAGAACTGTCCAAGGGGAGTG GTTTCCGTTCAACTCTAAATGTCTAGCTGTAGATCACATAGCT GCATTTCCCAGGTCAGTTACAAAGTGGGAGAGTGGCAAGTGT TAACATCCTTAGTTTATAGATGGAAAAGCTGAGATGCTTTATT CCTTTATTCAGCACCTCAAAGGACAATCAGGGTATCACAGAGC AGGAAAGGATAGGAAAGTCATATACTCCAGCTCTCTGTCTTTA GGCCAAAACATGACTGAGCCAATTCAACTAGTTTTGGAAATCT TCCAAGAAGGCAGTAACCCAATTCAATGTTTAAACATCCTCCA ACTCTGTCAAAAGTTCTATAATAGCAAACCATCCTCAAAACCT CTTGGTGCATTATGGGAGATAAATAGCAGGTTCCTTCTAGCCC TGTATTTCATGTTTTGAGTATATGAAGAGTGAGAATTTCCCGT AACTTAGATCATGAATCTAACTTAGATTTCGTAACTTAGATCA TGAATCCTGCAAGGTTTCCGCGGCTAGCTACCAAGGTAGAAG AAGAGGTTGCCTAACAAAAATGCTAAGAGATCCTGGTGAGAA GAAGGTGGGAGTAGCTGCAG(SEQ ID NO:1)
其引物序列分别为
上游引物:5'-TCAGGCTTGTCAGGGGGATA-3'(SEQ ID NO:2)
下游引物:5'-CTGCAGCTACTCCCACCTTC-3'(SEQ ID NO:3)
B.目的DNA为Caspase8基因的启动子序列,其序列如下:
GGGTCTAGGGCTCAGAGCTTTGGAGAACAGACCTCAGTAG CACCAACACTCCAGGATCAATGCTACAAAGACACGGGTTAC AACTAAACTGGAGAACATGGCCAAGGATGGGAACTCAGCC TGAGCAGGGCTGAGCCGAGCAGGGCTAAGCCAAGTAGGGC TGAGCCAGAACACTTCCTCCTTTTTTCTGAACAATCTACCT ACATTTCAGCTACAGGGCTGGCTTTACCCAGTCCGGCGGG AGGGAGGAGAGGGCTGGTCTGTGACTTCAGTGCTGAGGTT TGATCAAGGCAAAGGGAAACTTCCTATTCCCAGACCCTTTG CAAGAAAGAATGGCATATTACTTGCCACCGACAGGGGTTAT TATTACTAAATGGAGTCAGTATAAATGCTTTCCAATAAAGC ATGTCCAGCGCTCGGGCTTTAGTTTGCACGTCCATGAATTG TCTGCCACATCCCTCTTCTGAATGGTTGGAAATTGGGCATC TGTTCCTTTAAACAGGAAACATTTCTTGTTCGAGTGAGTCA TCTCTGTTCTGCTTTAGGAGTAAAGTTTACCCTGCAGTTCC TTCTGTGGTGAAGTTTTCTCTTTCTCTCGGAGACCAGATTC TGCCTTTCTGCTGGAGGGAAGTGTTTTCACAGGTTCTCCTC CTTTTATCTTTTGTGTTTTTTTTCAAGCCCTGCTGAATTTGC TAGTCAACTCAACAGGAAGTGAGGCCATGGAGGGAGGCAG AAGAGCCAGGGTGGTTATTGAAAGTA[A/G]AAGAAACTTCT TCCTGGGAGCCTTTCCCACCCCCTTCCCTGCTGAGCACGTG GAGTTAGGCAGGTTAGGGGACTCGGAGACTGCGATGGTGC CAGGAAAGGGTGGAGCGGGTGAGTGCCTGTTGCCAAGGTG GCCTCTTCAACAGGAAACCACAATATTTTTGTTTCTTGACTT GCTCTAGAAACAGGGCTGTGGGGGTGGGGAAGCAACTTGG ATCTGCCCTTCTGAGGACACCTCTGGGTGCTGCCTGGCCCA GGTCTCCTGTGTGGTTTCTCTCTGAGCCGTTGCCTCTGACT TTGCTACTTTTTCACTCTGAGCAGTCTCCAGTTCCTCTGCTA CCTTTTTGTCCTCCAAGCTTCCCTGCCGCCTCGAATGCAGA TACACGGTCTCCCTCCTGTGGACCCGTTTGGAGAGTCCAGA AGACTTTATCAATCCACTTTTTTTTCTTTTTCATTTGGCCCT GGGGCCGACGGTTAAGTACTTTATTCTGTCATTCTGTCGAA TCACGATGCCCTGAGGTGCACAGCCCCTTCCCCCTCTTCCG TGTCTGAAGGGTTTCCTTTTATCTCTCCACCCCCACCCTTG CCCTCCTGCCCTCTCTCTTGTTCCCCAAAGACAGTTCTCTA ATGTTTTGATGTGGATTCGTGAATTTATCTGTATCTTTGCAA AATGTATTTTTCTTTTGTATGTGTACACTGTTTTTTAACTAT GCGATCTCAGGCAAGTAATTCCTCTGTGCCTCTGTTATCTC ATCATTAAATGATTAATAATGCCTCCAGAGGTGACTG(SEQ ID NO:4)
引物序列分别为
上游引物:5‘-GGGTCTAGGGCTCAGAGCTT-3’(SEQ ID NO: 5)
下游引物:5‘-CAGTCACCTCTGGAGGCATT-3’(SEQ ID NO: 6)
2)以食管癌细胞KYSE510的基因组DNA为模板,PCR反应 扩增,得到PCR产物A(SEQ ID NO:1所示的非特异DNA片段) 和PCR产物B(SEQ ID NO:4所示的特异DNA片段);
3)PCR产物经试剂盒纯化去除多余三磷酸核苷酸、酶、盐离子 等。
3.DNA免疫共沉淀(DIP)分离纯化DNA结合蛋白
1)将商品化的链霉亲和素磁珠(GE公司)先行混匀,取链霉 亲和素磁珠30μl beads原液放入1.5ml离心管中,加入1ml的预冷 TBS(50mM Tris,150mM NaCl,pH7.5),洗2~3次;
2)取30μl上面预处理好的链霉亲和素磁珠,加入生物素标记好 的PCR产物A(非特异性DNA片段),4℃下在旋转仪(rotator) 上孵育15min;
3)经磁力架固定住结合了DNA片段的珠子,小心地吸去上清, 加入TBS洗1~2次;
4)向适量核组分蛋白裂解液(10mM HEPES,pH7.9,1.5mM MgCl2,0.42M NaCl,0.5mM DTT,0.3M sucrose,0.5%Triton X-100)中加入一倍体积的TBS作为结合buffer,并加入上述PCR产 物A偶联磁珠,4℃条件下,反转孵育旋转3hours;将上述经过竞争 性DNA结合过的核组分,再按照2-4步处理一遍;
5)吸取并保留经PCR产物A偶联磁珠处理过的细胞核组分蛋 白裂解液,弃去磁珠成份(即保留未与PCR产物A偶联磁珠结合的 细胞核组分蛋白裂解液),重新加入带生物素标记PCR产物B的DNA 片段,4℃条件下,旋转孵育过夜;即将PCR产物B偶联到链霉亲和 素磁珠上;
6)经磁力架固定住结合了DNA片段的珠子,小心地吸去上清, 300mM NaCl的TBST洗涤珠子5mins,重复三次;
7)通过磁力架固定磁珠,加入60μl2%SDS,洗脱DNA片段 上结合的蛋白,室温旋转15mins;将洗脱产物转移至EP管,-80℃保 存备用。
4.银染寻找差异蛋白条带
1)将以上洗脱产物走4%-12%梯度SDS-PAGE胶分离,120V, 4℃,上样量5μl左右;银染过程及染液配方如下(括号内体积数为每 块胶的推荐用量):
2)固定液(10%冰醋酸,40%乙醇):反应30min
3)增敏液反应30min(乙醇150ml,醋酸钠34g,戊二醛(50%), 硫代硫酸钠1g(用前加),加水至500ml)
4)水洗:双蒸水3×5min
5)银反应:20min(0.25%硝酸银,40%甲醛)
6)水洗:双蒸水2×1min
7)显色液:2~5min(2.5%无水碳酸钠,20%甲醛)
8)终止液:10min(EDTA7.3g加水至500ml)水洗:3×5min
根据银染结果,与对照组比较确定差异条带,并用刀片切下保存 到EP管,以备后续质谱鉴定。
5.质谱鉴定差异条带成分
1)将银染后切下的含差异条带的胶条,进行质谱鉴定,比如 Thermo Orbitrap Q Exactive;
2)得到质谱原始数据后,利用MASCOT等工具搜库比对,确 定鉴定蛋白类型;
3)依据MASCOT得分,确定可信度及具有转录功能的蛋白。
结果:
整个分离纯化及鉴定过程如图1所示,引物5’端标记上生物素后进 行PCR扩增出非特异片段和目的片段。将非特异片段与链霉亲和素磁 珠孵育,使片段5’端带上磁珠,加入核组分蛋白中进行孵育,使非特异 DNA片段与核组分充分结合,通过磁力系统分离出对照片段(即非特 异片段)结合的大部分非特异高丰度蛋白。然后将去除过高丰度蛋白的 核组分再与目的片段孵育,抓取片段特异结合的蛋白分子,将这些蛋白 洗脱后走胶银染,发现其中的特异性条带,切胶进行质谱鉴定。
经过两次对照片段去除高丰度蛋白的结果如图2所示:BC8S为本 实验对照组,即未去除高丰度蛋白的电泳结果,BM5为实验组,即去 除高丰度蛋白后的电泳结果;
BM5P2是指对核组分进行了一次对照片段去除高丰度蛋白的后的 电泳结果,BM5P3是指与对核组分进行了两次对照片段去除高丰度蛋 白后的电泳结果。可以看到与未进行富集的组BC8S相比,BM5P2和 BM5P3大部分条带有逐渐加强的趋势,如35-40kDa之间的条带。
SDS-PAGE及质谱鉴定结果图如图3所示,基于DIP方法富集了 BM5P3片段特异结合的蛋白。上图箭头所指处的特异性条带,切胶,进 一步质谱鉴定。中图为鉴定样本的一级分离谱图,箭头框包括部分是我 们感兴趣的其中一个肽段所处在的分离位置,下图为该蛋白的二级质谱 图,经过搜库该肽段对应的蛋白是PURA(Adenylosuccinate Synthetase, 腺苷酸琥珀酸合成酶)。PURA蛋白是嘌呤富集DNA结合转录因子, 是一种DNA单链结合蛋白,主要结合于复制起始的嘌呤富集区域,调 控DNA复制与转录。
Western blotting进一步分析验证了目标DNA序列与PURA的相 互作用,如图4所示,食管癌细胞系KYSE510细胞核蛋白提取物,经 DIP方法免疫共沉淀,经SDS-PAGE电泳,免疫印迹分析,验证了质 谱鉴定的转录因子PURA与特异DNA序列具有相互作用。文献调研发 现PURA与E2F家族有相互调控关系,因此还同时免疫印迹验证了 E2F-2蛋白与目标DNA的相互作用(图4)。
实施例2:采用DNA免疫共沉淀技术Western blotting鉴定PARP 转录因子
1.核组分蛋白的提取
使用T75培养瓶培养细胞KYSE510,使用4℃预冷的1×PBS洗细 胞,10ml/次×1次。用胰酶消化下来后,完全培养基10ml终止胰酶翻 译,PBS10ml/次×2次洗细胞,弃掉PBS留下沉淀细胞;用1mL Buffer A(10mM HEPES,pH7.9,1.5mM MgCl2,10mM NaCl,0.5mM DTT) 重悬细胞,置于冰上15min;
1)在步骤1)的细胞悬液中加入NP40裂解液至终浓度0.3%, 混匀后将细胞悬液加入匀浆器中,上下匀浆20次;
2)匀浆后,将细胞裂解悬液至228g,4℃离心10min,弃去上清;
3)用300μl Buffer B(0.3M sucrose,10mM HEPES,pH7.9,5 mM MgCl2,10mM NaCl)重悬细胞核沉淀,在另一个管中加入900μl buffer C(1.8M sucrose,10mM HEPES,pH7.9,5mM MgCl2,10mM NaCl),将重悬液加到buffer C中;
4)4℃条件下,25000g离心35min,弃掉上清,小心保留沉淀;
5)加入1ml Buffer B洗两遍沉淀;
6)取1ml左右Buffer D(10mM HEPES,pH7.9,1.5mM MgCl2,0.42M NaCl,0.5mM DTT,0.3M sucrose,0.5%Triton X-100) 加入蛋白酶抑制剂(该蛋白酶抑制剂包括AEBSF、抑肽酶、抑氨肽酶、 亮抑蛋白酶肽、胃酶抑素A、PMSF(氟化苯基甲磺酰氟)),裂解以 上所得沉淀,涡旋震荡,4℃条件下,充分裂解;
7)将裂解液分装于两个1.5ml离心管中,4℃离心,15min。
收集上清,Bradford法蛋白定量。1mg/ml蛋白裂解液分装到1ml 冻存管中,冰上保存。
2.生物素标记DNA片段的制备
1)确定目标DNA片段和非特异DNA的序列,以及目标DNA 片段和非特异DNA片段的引物序列,合成引物,同时在5’端加上生 物素标记;
A.非特异DNA片段及其引物的序列同实施例1。
B.目的DNA为Caspase8基因的启动子序列的一部分,其序 列如下:
CCTGCAGTTCCTTCTGTGGTGAAGTTTTCTCTTTCTCTCGGAG ACCAGATTCTGCCTTTCTGCTGGAGGGAAGTGTTTTCACAGGT TCTCCTCCTTTTATCTTTTGTGTTTTTTTTCAAGCCCTGCTGAA TTTGCTAGTCAACTCAACAGGAAGTGAGGCCATGGAGGGAGG CAGAAGAGCCAGGGTGGTTATTGAAAGTA[A/G]AAGAAACTTC TTCCTGGGAGCCTTTCCCACCCCCTTCCCTGCTGAGCACGTGG AGTTAGGCAGGTTAGGGGACTCGGAGACTGCGATGGTGCCAG GAAAGGGTGGAGCGGGTGAGTGCCTGTTGCCAAGGTGGCCTC TTCAACAGGAAACCACAATATTTTTGTTTCTTGACTTGCTCTA GAAACAGGGCTGTGGGGGTGGGGAAGCAACTTGGATCTGCCC TTCTG(SEQ ID NO:7)
引物序列如下:
上游引物:5‘-CCTGCAGTTCCTTCTGTGGT-3’(SEQ ID NO:8)
下游引物:5‘-CAGAAGGGCAGATCCAAGT-3’(SEQ ID NO:9)
2)以细胞KYSE510的基因组DNA为模板,PCR反应扩增, 得到PCR产物A(SEQ ID NO:1所示的非特异DNA片段)和PCR 产物B(SEQ ID NO:7所示的特异DNA片段);
3)PCR产物经试剂盒纯化去除多余三磷酸核苷酸、酶、盐离子 等。
3.DNA免疫共沉淀(DIP)分离纯化DNA结合蛋白
1)将商品化的链霉亲和素磁珠先行混匀,取链霉亲和素磁珠 30μl beads原液放入1.5ml离心管中,加入1ml的预冷TBS(50mM Tris,150mM NaCl,Ph7.5),洗2~3次;
2)取30μl上面预处理好的链霉亲和素磁珠,加入生物素标记好 的PCR产物A(非特异性DNA片段),4℃下在旋转仪(rotator) 上孵育15min;
3)经磁力架固定住结合了DNA片段的珠子,小心地吸去上清, 加入TBS洗1~2次;
4)向适量核组分蛋白裂解液(10mM HEPES,pH7.9,1.5mM MgCl2,0.42M NaCl,0.5mM DTT,0.3M sucrose,0.5% Triton X-100)中加入一倍体积的TBS作为结合buffer,并加入上述PCR产 物A偶联磁珠,4度条件下,反转孵育旋转3hours;将上述经过竞争 性DNA结合过的核组分,再按照2-4步处理一遍;
5)吸取并保留经PCR产物A偶联磁珠处理过的细胞核组分蛋 白裂解液,弃去磁珠成份(即保留未与PCR产物A偶联磁珠结合的 细胞核组分蛋白裂解液),重新加入带生物素标记PCR产物B的DNA 片段,4℃条件下,旋转孵育过夜;即将PCR产物B偶联到链霉亲和 素磁珠上;
6)经磁力架固定住结合了DNA片段的珠子,小心地吸去上清, 300mM NaCl的TBST洗涤珠子5mins,重复三次;
7)通过磁力架固定磁珠,加入60μl2%SDS,洗脱DNA片段 上结合的蛋白,室温旋转15mins;将洗脱产物转移至EP管,-80℃度 保存备用。
8)免疫印迹检测DNA免疫共沉淀蛋白。
已知聚ADP核糖聚合酶-1(Poly(ADP-ribose)polymerase-1, PARP-1)与Caspase8存在相互作用,我们利用Western blotting 分析进一步验证了目标DNA序列与PARP-1之间的相互作用,结 果如图5所示,图中NP为食管癌细胞系KYSE510细胞核组分蛋 白,1~4为经过去除高丰度蛋白后的富集核组分。经DIP免疫共沉 淀,免疫印迹分析,验证了核因子PARP-1与目标DNA序列存在 相互作用。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述,本领域技术人 员将会理解。根据已经公开的所有教导,可以对那些细节进行各种修 改和替换,这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围 由所附权利要求及其任何等同物给出。
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机译: 鉴定和定量与rna和dna结合蛋白相关的rnas和dnas的方法和试剂盒
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