真核生物的基因组 DNA 以染色质(Chromatin)的形式存在。因此,研究蛋白质与 DNA 在染色质环境中的相互作用是阐明真核生物基因表达机制的基本途径,而染色质免疫共沉淀(Chromatinimmunoprecipitation,ChIP)技术是目前公认的研究此相互作用的选择,是真核生物基因表达机制研究中不可或缺的技术之一。
它的基本原理是在活细胞状态下,固定蛋白质-DNA(染色质)复合物,并将其切断为一定长度范围内的染色质小片段,然后通过免疫学方法(抗体亲和)沉淀此复合体,特异性地富集目的蛋白结合的 DNA,通过对目的片段的纯化与后期检测,从而获得蛋白质与 DNA 相互作用的信息。
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Co-IP(Co-Immunoprecipitation,共免疫沉淀)的实验方法通常包括以下步骤:
1. 细胞培养与裂解:细胞在适宜的培养条件下生长到适当的密度。
蛋白质分离:裂解后的细胞混合物通过离心去除未破碎的细胞碎片和未裂解的细胞。收集上清液
2. 抗体的添加:将特异性抗体(针对目标蛋白质的抗体)加入到裂解物中。
3. 免疫复合物的形成:抗体与目标蛋白结合后,形成免疫复合物。
4. 亲和介质的使用:向混合物中添加蛋白A或蛋白G结合的珠子(如琼脂糖或磁性珠子)。
5. 免疫复合物的捕获:将混合物与珠子孵育一段时间后,使用磁铁或离心的方法将珠子收集起来,同时捕获了与之结合的免疫复合物。
6. 洗涤:洗涤珠子以去除未特异性结合的蛋白质和其他分子。
7. 洗脱:使用适当的缓冲液将免疫复合物从珠子上洗脱下来,常用的缓冲液包括SDS样品缓冲液,用于后续的电泳分析。
8. 蛋白质分析:洗脱的蛋白质可以通过SDS-PAGE凝胶电泳、Western blot、质谱分析等方法进行进一步分析。
9. 实验对照:实验中应包括阳性对照和阴性对照,以确保实验结果的可靠性。
10. 数据分析:对实验结果进行分析,确认目标蛋白是否成功沉淀,并鉴定任何可能的相互作用蛋白。
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ChIP(染色质免疫沉淀)实验是一种用于研究蛋白质与DNA相互作用的技术。以下是ChIP实验的实验方法概述:
1. 交联:将细胞与交联剂(如1%甲醛)孵育,通常在室温下进行10-15分钟。
2. 终止交联:添加甘氨酸以终止交联反应,孵育5分钟。
3. 收集细胞:通过离心收集细胞,并用PBS洗涤以去除交联剂。
4. 细胞裂解:使用裂解缓冲液裂解细胞,释放染色质。
5. 染色质剪切:使用超声波或酶消化将染色质剪切成适当大小的片段。
6. 免疫沉淀:将剪切后的染色质与特异性抗体孵育,然后添加蛋白A/G磁珠。
7. 洗涤:用低盐、高盐和LiCl洗涤液洗涤磁珠,去除非特异性结合物。
8. 洗脱:用洗脱缓冲液洗脱DNA。
9. 逆转交联:用蛋白酶K处理,然后在65°C下加热过夜以逆转交联。
10. DNA纯化:使用商业试剂盒或标准酚/氯仿方法纯化DNA。
11. 分析:使用qPCR分析富集的DNA,或进行测序以确定蛋白质结合位点。
Co-IP的优势:
1. 生理相关性:Co-IP可以在接近生理条件的条件下捕获蛋白质相互作用。
2. 特异性:使用特异性抗体可以提高实验的特异性。
3. 广泛应用:Co-IP技术适用于多种样本类型,包括细胞培养、组织样本等。
Co-IP的局限性:
1. 抗体依赖性:需要高质量的特异性抗体,否则可能得到假阳性或假阴性结果。
2. 非特异性结合:可能存在非特异性结合问题,需要仔细的实验设计和对照来控制。
3. 技术挑战:对于低丰度或弱相互作用的蛋白质,Co-IP可能面临技术挑战。
免疫沉淀技术ChIP是什么?
免疫沉淀技术(Immunoprecipitation, IP)的实验设计通常包括以下几个关键步骤:
1. 目标蛋白质的选择:
2. 抗体的选择:选择特异性强、亲和力高的抗体来捕获目标蛋白质
3. 样本的准备:收集和准备细胞或组织样本。
4. 蛋白质的裂解和释放:选择合适的裂解条件,如pH值、离子强度、去污剂等。
5. 蛋白质浓度的测定:确定裂解液中蛋白质的浓度,以便于后续步骤的标准化。
6. 免疫沉淀的操作:将特异性抗体与裂解液混合,并在适宜的条件下孵育,以形成抗体-抗原复合物。
7. 非特异性结合的减少:通过预纯化步骤去除可能的非特异性结合蛋白。
8. 洗涤:多次洗涤以去除未结合的蛋白质和杂质。
9. 目标蛋白质的洗脱:使用适当的缓冲液洗脱抗体-抗原复合物。
10. 后续分析:对洗脱的蛋白质进行进一步分析,如Western Blot.
11. 对照实验:设计适当的正对照和负对照,以评估实验的特异性和敏感性。
免疫沉淀技术Co-IP的原理是什么?
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免疫沉淀IP实验中磁珠还是琼脂糖珠的选择取决于客户实验情况。
琼脂糖珠海绵状的结构 (直径 50-150 μm) 可以结合抗体 (继而结合靶蛋白) ,它能够直接高效、快速结合抗体,而不需借助特殊的专业设备。琼脂糖珠呈多孔结构,这使得它们拥有更大的表面积可与蛋白质相互接触,具有更高的结合载量。
与琼脂糖珠不同,磁珠是固体,抗体的结合限于磁珠的表面。磁珠 (直径 1-4 μm) 明显小于琼脂糖珠 ,尽管磁珠没有多孔中心增加结合能力,但每体积的磁珠数量比琼脂糖珠多,使磁珠拥有足够的抗体结合表面积满足高容量的抗体结合。
简而言之,琼脂糖珠的结合能力较强,而磁珠在得率,可重复性以及自动化方面有明显的优势。
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