一种聚丙烯酰胺凝胶及其在电泳分离小分子蛋白或多肽中的应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种聚丙烯酰胺凝胶及其在电泳分离小分子蛋白或多肽中的应用，属 于生物化学技术领域。
【背景技术】
[0002] 电泳技术是生物化学领域分离鉴定蛋白和核酸必不可少的实验方法，几乎任何一 个科研单位都会运用的电泳技术有聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE)、琼脂糖凝胶电泳等。 前者常用来分离蛋白质，后者常用来分离核酸。
[0003] SDS-PAGE因缓冲体系不同，可分为Glycine-SDS-PAGE和Tricine-SDS-PAGE， 前者采用"三羟甲基氨基甲烷（Tris)-甘氨酸（Glycine)缓冲体系"，后者采用"三羟 甲基氨基甲烷（Tris)-三羟甲基甘氨酸（Tricine)缓冲体系"。Glycine-SDS-PAGE的 分辨率为20-200kD，对20kD以下的蛋白质分辨率较低，小分子条带弥散，常无着色 带。Tricine-SDS-PAGE分辨率为l-100kD，小分子条带清晰，着色明显。这也就决定了 Tricine-SDS-PAGE是分离100kD以下，尤其是分子量在20kDa以下小分子蛋白的最佳选择。
[0004] 蛋白的SDS-PAGE电泳技术有两种操作系统，即迷你胶（10.lcmX7. 3cmX0. 1cm) 操作系统和大胶（19cmX16. 9cmX0.lcm)操作系统。Glycine-SDS-PAGE在两种系统中均有 应用，其中迷你胶中应用更为广泛且操作简便，但分辨率较低；Tricine-SDS-PAGE技术目 前的应用多见于大胶操作系统，分辨率高，但操作繁琐。
[0005] 如果想分离得到20kDa以下的蛋白质，就必须采用Tricine-SDS-PAGE，同时 使用大板胶，这会带来两个弊端：一是操作繁琐，工作量大；二是大板胶正在逐渐被 迷你胶取代，Tricine-SDS-PAGE难以推广。因此提供一种在迷你胶操作系统中进行 Tricine-SDS-PAGE的聚丙烯酰胺凝胶具有重要意义，既操作简便，又可较好地分离小分子 蛋白或多肽。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种聚丙烯酰胺凝胶及其在电泳分离小分子蛋白或多肽中 的应用。本发明提供的聚丙烯酰胺凝胶适用于迷你胶操作系统，操作简单，通过调整聚丙烯 酰胺凝胶的配方，同时引入"三羟甲基氨基甲烷（Tris)-三羟甲基甘氨酸（Tricine)缓冲体 系"，可有效分尚20kDa以下的小分子蛋白，分辨率商。
[0007] 本发明提供的聚丙烯酰胺凝胶，它包括独立配制的浓缩胶和分离胶；
[0008] 每份所述浓缩胶的原料组成如下：
[0009] 2. 67mL水、0. 33mL丙烯酰胺-甲叉双丙烯酰胺溶液、lmL凝胶缓冲液、30iiL过硫 酸铵水溶液和3iiL四甲基乙二胺；
[0010] 每份所述分离胶的原料组成为如下1)或2):
[0011]1) 2. 20mL水、1. 2mL丙烯酰胺-甲叉双丙烯酰胺溶液、2mL凝胶缓冲液、0. 6mL丙三 醇、30iiL过硫酸铵水溶液和3iiL四甲基乙二胺；
[0012] 2) 0. 88mL水、2. 23mL丙烯酰胺-甲叉双丙烯酰胺溶液、2. 23mL凝胶缓冲液、0. 66mL 丙三醇、22iiL过硫酸铵水溶液和2. 2iiL四甲基乙二胺；
[0013] 所述丙烯酰胺_甲叉双丙烯酰胺溶液为丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺的混合水溶 液；
[0014] 所述凝胶缓冲液由三羟甲基氨基甲烷和盐酸溶于水后得到；
[0015] 所述过硫酸铵水溶液的质量体积浓度为0.lg/mL。
[0016] 上述聚丙烯酰胺凝胶中，每100mL所述丙烯酰胺-甲叉双丙烯酰胺溶液的原料组 成如下：
[0017] 48g丙烯酰胺、1. 5g甲叉双丙烯酰胺和余量的水；
[0018] 上述聚丙烯酰胺凝胶中，每300mL所述凝胶缓冲液的原料组成如下：
[0019] 36. 3g三羟甲基氨基甲烷、1. 2mL质量百分含量为36%~38%的盐酸水溶液、0? 3g 十二烷基磺酸钠和余量的水；
[0020] 在实验过程中，先配制100mL所述凝胶缓冲液（36. 3g三羟甲基氨基甲烷、1. 2mL质 量百分含量为36%~38%的盐酸水溶液、0. 3g十二烷基磺酸钠和余量的水）的储备液，使 用时稀释3倍。
[0021] 上述聚丙烯酰胺凝胶中，所述盐酸水溶液可为盐酸（分析纯），密度为1. 19g/mL， 摩尔浓度为12mol/L。
[0022] 上述聚丙烯酰胺凝胶中，所述丙烯酰胺-甲叉双丙烯酰胺溶液中的单体丙烯酰胺 和交联剂甲叉双丙烯酰胺在加速剂过硫酸铵（APS)和催化剂四甲基乙二胺（TEMED)的作用 下聚合交联形成三维网状的凝胶，凝胶的孔径大小可以通过所述聚丙烯酰胺凝胶的浓度和 交联度控制。
[0023] 上述聚丙烯酰胺凝胶中，所述浓缩胶的浓度（T)为4%，交联度（C)为3%，浓度较 低，可以使蛋白快速迁移且聚集成带；所述分离胶的原料1)经聚合反应之后得到的分离胶 的浓度（T)为10%，交联度为（03%;所述分离胶的原料2)经聚合反应之后得到的分离胶 的浓度为（T) 18%，交联度（C)为3%，浓度较高，根据分子筛效应，可使不同分子量的蛋白 得以分离。其中，浓度T和交联度C的计算公式如下：
[0024] T%= {[丙烯酰胺（g)+甲叉双丙烯酰胺（g)]/总体积（mL)}X100% ;
[0025] C%= {:甲叉双丙烯酰胺（g)/[丙烯酰胺（g)+甲叉双丙烯酰胺（g)]}X100%。
[0026] 上述聚丙烯酰胺凝胶中，所述浓缩胶与所述分离胶的体积比为2 :3。
[0027] 本发明也提供了一种电泳套装，所述电泳套装包括上述聚丙烯酰胺凝胶和三羟甲 基氨基甲烷-三羟甲基甘氨酸缓冲体系；
[0028] 本发明电极缓冲液采用的是所述三羟甲基氨基甲烷-三羟甲基甘氨酸缓冲体系， 每1L阳极缓冲液（储备液）的原料组成如下：
[0029] 121g二轻甲基氣基甲烧、2. 7mL盐酸和余量的水；
[0030] 所述盐酸具体可为分析纯，密度为1.20g/mL、质量分数为36 %、摩尔浓度为 12mol/L；
[0031] 每1L阴极缓冲液（储备液）的原料组成如下：
[0032] 121g三羟甲基氨基甲烷、179g三羟甲基甘氨酸、10g十二烷基磺酸钠和余量的水；
[0033] 所述阳极缓冲液和所述阴极缓冲液在使用时，将上述储备液稀释10倍。
[0034] 本发明进一步提供了一种上述聚丙烯酰胺凝胶和上述电泳套装在电泳分离小分 子蛋白或多肽中的应用。
[0035] 上述应用中，在电泳分离之前，将所述分离胶和所述浓缩胶依次灌注至灌胶模块 中。
[0036] 迷你胶操作系统中，所述灌胶模块包括短板和长板；所述短板的长度为10. 1cm， 宽度为7. 3cm;所述长板的长度为10.lcm，宽度为8. 2cm;所述短板与所述长板之间的间距 为0.lcm，所述短板和所述长板具体均可采购于Bio-Rad，货号分别为1653308和1653311 ;
[0037] 分尚胶和浓缩胶的灌注量分别为6mL和4mL。
[0038] 上述应用中，由于迷你胶操作系统的电源提供的电压远低于大板系统，因此电压 的选择需通过实验摸索，所述电泳分离时的电压设置如下：
[0039] 当待分离样品流经所述浓缩胶时，电压为60V，时间为25~35分钟；当待分离样 品流经所述分离胶时，电压升高至120V或140V，时间为40min~80min。具体可为当分离 胶的浓度为10%时，电压升高至120V;分离胶浓度为18%时，电压升高至140V。电泳的具 体时间依据所需要的目的蛋白分子量而定。
[0040] 本发明提供的聚丙烯酰胺凝胶及其在电泳分离小分子蛋白或多肽中的应用，具有 如下优点：
[0041] 1)本发明采用迷你胶操作系统，相对于操作繁琐的大板操作系统易于推广，操作 简单，从制胶到电泳再到染色和脱色工作量都大大减小，且与其他技术，如免疫组化免疫印 迹和质谱鉴定等兼容性较好；
[0042] 2)与现有技术中迷你胶操作系统采用的Glycine-SDS-PAGE相比，本发明方法采 用Tricine-SDS-PAGE，分辨率明显提高，在未添加尿素的情况下能够亦可识别20kDa以下 的蛋白质；不使用甘氨酸和脲，可以为后来的氨基酸测序测定免除干扰。
【附图说明】
[0043] 图1为利用本发明聚丙烯酰胺凝胶对小分子蛋白进行电泳分离，在迷你胶操作系 统中分别使用Glycine-SDS-PAGE技术和Tricine-SDS-PAGE技术的电泳对比图，其中左图 为Glycine-SDS-PAGE电泳图，右图为本发明Tricine-SDS-PAGE电泳图。
[0044] 图2为利用本发明中聚丙烯酰胺凝胶对小分子蛋白进行电泳分离，分别采用非预 染标记蛋白和预染标记蛋白的电泳结果对比图，其中左图采用非预染标记蛋白，右图采用 预染标记蛋白。
[0045] 图3为利用本发明对小分子蛋白进行电泳后WesternBlot实验结果：图片上部为 持家基因0 -acin表达的蛋白质，分子量42kDa;图片下半部分为目的基因表达的蛋白，分 子量14kDa。
【具体实施方式】
[0046] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0047] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0048] 实施例1、聚丙烯酰胺凝胶的制备及其在分离小分子蛋白中的应用
[0049] 1)聚丙烯酰胺凝胶的制备
[0050] 分别按照下述表1和表2中的配方配制聚丙烯酰胺储备液（AB-3)和电极缓冲液， 其中聚丙烯酰胺储液在7~10°C下保存，电极缓冲液配好后20°C~25°C(室温）下保存。
[0051] 表1丙烯酰胺-甲叉双