杂质。
DNA浓度的计算:
浓度(µg/mL)=A260*50*稀释倍数;
注:
1OD值相当于50µg/mL双螺旋DNA。
(2)DNA琼脂糖凝胶电泳检测
将所得DNA样品进行1%琼脂糖凝胶电泳,电压100V,电泳lh,EB染色后,用紫外凝胶成像系统拍照。
(二)PCR扩增
一、PCR扩增引物
采用两组对大多数细菌和古细菌的16SrRNA基因V3区具有特异性的引物对:
组合(F34,GC和RS:
8)。
引物组合的正向引物5’端中有一个富含GC的40bp的GC发卡
结构。
它们各自序列分别为:
F341:
(5’一eCTACGooAooeAGeAo一3’),Rsls:
(5’一ATTACCGCGGCTGCTGG一3,),GC发卡结构
(5’一CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGCACGGGGGG一3’)。
引物
组合扩增产物片段长度约为220bp。
二、PCR扩增反应体系
PCR扩增反应体系,与表3一3相同。
加样后立即进行PCR扩增。
三、PCR扩增程序
PCR扩增程序,与表3一4相同。
四、PCR产物电泳检测
取5闪PCR产物进行电泳,胶浓度为2.0%,在电压100v条件下电泳lh后检测,
经EB染色后用凝胶成像系统观察,保存凝胶图谱。
电泳所用Marker为天根生化
科技(北京)有限公司生产的nNAM叭e:
nLZo00。
(三)变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析
预电泳的作用
1.使体系达到反应的条件
2.清除过多的变性剂和APS等,保持胶的稳定状态。
聚丙烯酰胺凝胶电泳
聚丙烯酰胺凝胶电泳适宜分离鉴定低分子量蛋白质、小于1Kb的DNA片段和DNA序列分析。
其装载的样品量大,回收DNA纯度高。
长度仅相差0.2%(即500bp中的1bp)的核苷酸分子即能分离。
聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺单体,在催化剂TEMED(N,N,N,N'一四甲基乙二胺)和过硫酸铵的作用下,丙烯酰胺聚合形成长链,聚丙烯酰胺链在交联剂,N,N'一亚甲双丙烯酰胺参与下,聚丙烯胺链与链之间交叉联接而形成凝胶。
一、试剂配制
(l)50*TAE缓冲液:
242gTris碱,57.1mL冰醋酸,100mL0.5MEDTA(pH8.0),加水至1L。
混合均匀后高压灭菌20-30min,室温保存。
(2)40%丙烯酰胺/双丙烯酰胺(37.5:
1):
38.93g丙烯酰胺,1.07g双丙烯酰胺,加水至100mL。
(3)O%变性溶液:
20mL40%丙烯酰胺/双丙烯酰胺,2mL50*TAE缓冲液,加水至100mL,再分别加入80µLAPS和5µLTEMED。
4℃条件下保存在棕色瓶中。
(4)100%变性溶液:
2OmL40%丙烯酰胺/双丙烯酰胺,2mL50*TAE缓冲液,40mL甲酰胺,42g尿素,加水至100mL,再分别加入80µLAPS和5µLTEMED。
4℃条件下保存在棕色瓶中,100%变性溶液在使用之前需要预先溶解,把瓶子放进水浴锅中加温并快速搅拌。
(5)10%过硫酞胺(APS):
lg过硫酰胺加水至10mL。
现用现配。
(6)对于变性浓度低于100%的溶液,用0%和100%的变性溶液混合配制而成,尿素和甲酰胺含量如下所示:
不同浓度的变性溶液尿素、甲酰胺含量
成分
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
尿素(g)
4.2
8.4
12.6
16.8
21
25.2
29.4
33.6
37.8
甲酰胺(ml)
4
8
12
16
20
24
28
32
36
二、DGGE胶的制备
(l)用无水乙醇清洁制胶用的两块玻璃板,将spacer放在2个玻璃板之间,插入clamp中,将aligment板放入,用螺丝夹子固定,将aligment取出,用手摸底部是否平整,要绝对的平,否则会漏。
(2)将软垫放在底座上,玻璃板放在软垫上固定,用水平器调节。
(3)配制13.5mL高浓度变性梯度液,加入梯度仪高浓度右槽,打开左槽螺旋,溶液流入左槽,关上螺旋,用吸管将它们吸回右槽内(确保两槽无气泡阻隔)。
(4)配制13.5mL低浓度变性梯度液,加入梯度仪低浓度左槽。
(5)轻轻打开两槽间的活塞和梯度仪出口开关,并搅拌。
将长针头插入玻璃板之间,流速保持在2mL/min左右。
(6)胶板灌满后,顶部插入梳子,凝固2小时。
三、DGGE凝胶电泳步骤及染色
(l)在DGGE槽中加7L左右1*TAE(DGGE专用),使槽中的水至Full和Run的中间位置;加盖,注意长杆进入底部的窟窿中,打开电源,将温度设置到60℃,打开heat键。
(2)当梳子位置的胶凝固好后,将玻璃板固定在黄色的凝胶板架上,如果只有1板胶,注意另一侧也要固定玻璃板(不加spacer),否则漏水。
安装好玻璃板后,将凝胶板架(红点在右边)放入水槽中,之后将温度控制器盖在电泳槽上,注意长杆进入底部的窟窿中。
打开电源,打开heat键和bump键,开bump键后,水位会下降,降至run与maxmum的中间,水若不够的话,关闭电源,打开温度控制器上方的探望口,加1*TAE补足。
(3)温度达到60℃,立即进样,先关掉所有电源,取下温度控制器,小心地拔掉梳子,用移液枪冲洗侮一个进样孔;进样要缓慢,使样品顺着玻璃板均匀地落入到进样孔中。
每一个进样孔加入25µL样品。
(4)将温度控制器盖在电泳槽上,打开电源,将温度调到60℃,打开heat键和bump键,运行5min后,在主机上插入红黑电源线,注意红黑线不要颠倒。
打开主机电源,将电压调到120V,时间调为5h。
(5)电泳结束后,关掉电源,打开盖子,将凝胶板架拿出,控水,卸下玻璃板。
将clamp卸下,手抓住spacer,向内侧拧,揭下短玻璃板,胶粘在长玻璃板上。
(6)将托盘上平铺张保鲜膜后,将长板和胶放入托盘中银染。
银染步骤
步骤:
时间
溶液
固定
30min
10%冰醋酸、30%乙醇,100ml
敏化
2*10min
30%乙醇,100ml
洗涤
冲洗30s,漂洗5*5min
双蒸水
银染
30min
新鲜配制的0.1%AgNO3,100ml,使用前加入370μl的福尔马林溶液
洗涤
冲洗30s,漂洗1min,再冲洗30s
双蒸水
显影
直至显示条带为止,密切观察
溶液1:
0.2g硫代硫酸钠于10ml水中
溶液2:
2.5g碳酸钠于100ml水中
将100μl溶液1加入溶液2中,再加350μl的福尔马林溶液
终止
30min
5.84gEDTA2Na·2H2O以及8gGlycine于双蒸水中,定容至400ml(也可用10%的冰醋酸)
保存
长达数日
10%甘油
长时间保存
干胶
自然干燥即可
(1)AgNO3母液(20%):
将2gAgNO3溶解于双蒸水中,定容至10ml,放置于棕色瓶中密闭保存。
每次使用时取2ml母液,稀释至400ml,再加入福尔马林。
(2)10*TrisEDTA(TE):
pH=8.0
A.100mmol/LTris-CI(pH=8.0)
B.10mmol/LEDTA(pH=8.0)
C.Tris-Cl(1mol/L):
用800ml蒸馏水溶解121.1gTris碱,加浓盐酸调pH值至所需值。
银染原理:
银染是一种常用的蛋白质染色方法,具有较高的灵敏度,可以染出SDS-PAGE胶中含量低至0.2ng的蛋白。
虽然这是protocol上的说法,但如果操作得当,检测到5ng左右的蛋白应该不成问题。
如果搜索银染的protocol,可能会得到许多种说法。
为什么这样一种重要的实验手段却得不到统一的应用呢?
这可能要从银染本身那复杂而又灵活的原理说起。
简单的讲,银染的原理就是将银离子还原,附着在蛋白表面,形成染色。
银染所用的银,基本上是基于两种试剂,一种是硝酸银,另一种是Silverdiammine。
基于硝酸银的应用要多于后者(据说Silverdiammine比较费“银子”),现在主要说说基于硝酸银的银染的原理。
银离子容易被还原,在PAGE胶上,哪里的银离子先开始被还原,哪里就先开始出现条带。
通常由于蛋白质结构上的复杂性,一部分银离子结合在蛋白质之上后会影响更多银离子的结合,所以有蛋白的地方银离子较少,如果不做任何处理,有蛋白的部位将会染色更浅,所以最初的银染是负染。
那最初的负染是如何演变成正染色的呢?
一方面是选用还原速度较慢的还原剂,如甲醛,另一方面,利用慢还原争取到的时间将胶上多余的银离子洗去,由于银离子对蛋白质有一定的结合力,故更多地保留在有蛋白的位置,于是形成了正染。
但是这种染色的方法灵敏度还不是很高,所以人们又在染色之前加入了敏化的步骤,能够使银染敏化的试剂很多,一类是增加蛋白质与银离子的结合位点,如SDS等;还有一类能使银离子和蛋白形成silversulfide等结合,硫代硫酸盐起到的就是这个作用;还有的试剂兼顾上述两种功能,如戊二醛。
通过敏化过程,银染的灵敏度大大增加,同时也降低了背景。
综上,银染的原理概括如下:
让银离子尽可能多的于蛋白结合,尽可能的洗掉胶上的银离子,然后还原显色。
各种各样的protocol基本上都是基于这个原理。
最为经典的一个版本是这样的:
谈谈其中一些具体步骤:
1.固定,固定的作用主要是使蛋白变性,防止蛋白在扩散
2.敏化,戊二醛和硫代硫酸钠都是增加蛋白和银离子的结合,但是做质谱兼容银染的时候一般都把戊二醛去掉,原因是对蛋白造成修饰(在我的实验中,有戊二醛存在的时候一般也能鉴定到蛋白,不知道是不是去掉更好)。
乙酸钠的作用应该是缓冲pH。
3.染色,有的protocol中这一步不加甲醛,不加甲醛使后面的显色速度将大大降低。
4.显色,碳酸钠的作用是提供碱性环境,在碱性环境下甲醛才能发挥它的慢还原特性。
这一步中的硫代硫酸钠有增加银化合物溶解的能力,防止氯化银在胶表面形成薄膜,但是在质谱兼容银染中,硫代硫酸钠也是省去的。
5.终止,顾名思义,显色成功后终止反应。
评价好的银染方法主要基于以下几个方面:
灵敏度,重复性,速度。
个人认为平衡好灵敏度和重复性是实验的关键,速度可以放在后面考虑。
如果不知道哪个版本的银染更为合适,那么上面的那个经典版本是个不错的选择,之后可以根据具体的结果,并参考银染的原理做些优化。
通常银染方法简单,只需几步。
电泳后,在醋酸中固定胶除去电泳液和凝胶中的尿素,并防制小的延伸产物的扩散。
换几次蒸馏水除去固定剂。
胶在硝酸银和甲醛中染色。
在染色后,将凝胶用水清洗,在含甲醛和硫代硫酸钠的碱性碳酸钠溶液中显色。
甲醛将银离子还原为金属银。
硫代硫酸钠防止自由银离子还原为金属银,否则会增加背景。
在显色一定的时间后,用水清洗一下,在空气中干燥。
(7)用Bio-RadGelDocTMXR凝胶成像系统观察并拍照。
(四)DGGE图谱目的条带的克隆测序
1.DGGE图谱目的条带DNA的提取与PCR扩增
将切取下来的目的条带浸泡在TE溶液中,4℃过夜,得到的溶液即可作为PCR反应的模板。
PCR反应体系与程序与之前相同,采用引物对BSF338(5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’)和BSR534(5’-ATTACCGCGGCTGCTGG-3’)。
PCR反应体系(25µl):
10×ExTaqbuffer(Mg2+)2.5µl,2.5mmol/LdNTP2µl,20pmol/L正反引物各0.75µl,模板DNA10~100ng,ExTaq0.25µl,加双蒸水补足至25µl。
PCR反应程序:
94℃预变性5min,94℃变性40s,55℃退火40s,72℃延伸30s,35个循环,72℃最终延伸10min。
扩增产物采用1%的琼脂糖凝胶电泳检测。
2.PCR产物的胶回收
采用E.Z.N.AGelExtractionKit,操作步骤如下:
(1)电泳足够时间后,在紫外灯下小心地把所需的DNA片段切下来,并尽量去除多余的凝胶。
(2)称取空离心管的重量,切下带目的片段的凝胶装在1.5ml离心管中并称其重量,求出凝胶块的重量,近似地确定其体积。
一般情况下,凝胶的密度为1g/ml,于是凝胶的体积与重量的关系可按下面换算:
凝胶薄片的重量为0.2g则其体积为0.2ml;加入等倍凝胶体积的BindingBuffer,把混合物置于55℃~65℃水浴中温浴7min至凝胶完全融化,其间每隔2-3min混匀一次;
(3)转移700μl的DNA-琼脂糖溶液到一个HiBindTMDNA柱子,并把柱子装在一个干净的2ml收集管内,室温下,10000×g离心1min,弃去液体;
(4)将柱子重新套回收集管中,加300μlBindingBuffer至HiBindDNA柱子中,室温下,10000×g离心1分钟,去弃滤出液;
(5)将柱子重新套回收集管中,加入700μlSPWWashbuffer至HiBindDNA柱子中,室温下,10000×g离心1min,去弃滤出液;
(6)将柱子重新套回收集管中,重复加入700μlSPWWashbuffer至HiBindDNA柱子中,室温下,10000×g离心1min,弃去滤出液;将空柱子重新套回收集管中,10000×g离心1min以甩干柱基质残余的液体;
(7)把柱子装在一个干净的1.5ml离心管上,加入30~50μl洗脱液或灭菌水上柱子膜上,10000×g离心1min,离心管中的溶液就是纯化的DNA产物,保存于-20℃。
3.目的DNA与pMD19-T载体的链接转化
反应体系(10μl)如下:
pMD19-T1μl,模板DNA4μl,SolutionⅠ5μl,16℃连接过夜。
连接产物的转化:
(1)把感受态细胞置于冰中融化;
(2)把100μl的感受态细胞移至灭菌处理的离心管内;
(3)加入用于转化的DNA;
(4)冰中放置30min;
(5)42℃放置45~60s;
(6)冰中放置2~3min;
(7)加入37℃预温好的SOC培养基,使终体积为1ml;
(8)37℃振荡培养1h(160~225rpm);
(9)取适量涂布琼脂平板培养基;
(10)平板于37℃正向放置至液体被吸收,然后倒置培养过夜。
4.阳性转化子鉴定及测序:
分别挑取10个白色单菌落,利用载体通用引物M13-47和RV-M鉴定转化子。
PCR反应体系(25µl):
10×ExTaqbuffer(Mg2+)2.5µl,2.5mmol/LdNTP2µl,20pmol/L正反引物各0.75µl,ExTaq0.25µl,加双蒸水补足至25µl。
PCR反应程序:
94℃预变性5min,94℃变性40s,55℃退火40s,72℃延伸30s,35个循环,72℃最终延伸10min。
延伸40s,25~30个循环,72℃最终延伸7min,-20℃保存。
扩增产物在1%的琼脂糖凝胶电泳,经凝胶成像系统检测,鉴定和筛选含有目的基因的阳性转化子。
选择阳性克隆,送交invitrogen公司完成测序。
5.序列分析与系统进化树绘制
将测序结果去除载体后,至GenBank数据库通过blastn功能进行比对分析。
聚类分析采用UPGMA算法进行分析。
16SrRNA基因进化树利用CLUSTAL_X、Phylip3.65,Mega等软件,以Neighbor-Joining法绘制系统进化树,自展评估1000次。
最终获得所需的进化树