ABPP(基于活性的蛋白质组分析)是新型小分子靶点鉴定技术,其核心在于利用“活性分子探针”(ABPs)精准识别并标记具有生物活性的蛋白质。探针的反应基团将化学小分子“挂”到靶酶上,标签基团则负责将其从复杂体系中“钓”出来——由于探针针对靶酶活性定向设计,ABPP检测的是蛋白质的真实功能状态,而非简单分析表达量。
下面我们以案例为基础,分细胞培养、紫外光交联、蛋白的提取、生物正交法偶联生物素、磁珠钓取探针和蛋白等具体步骤,阐述ABPP的实验流程。
一、试剂和耗材
样品:1个样品
主要试剂、实验仪器
| 试剂名称 | ||
|---|---|---|
| Pierce™ IP 裂解缓冲液 | BCA Protein Quantification Kit | Bioeast Mag-SA |
| TBTA | Biotin-azide | TCEP |
| CuSO₄ | DEPC 处理水 | 180kDa PrestainedProtein Marker |
| 过硫酸铵 | TEMED | Tris |
| SDS | 丙烯酰胺 | N,N'-亚甲基双丙烯酰胺 |
| 快速银染试剂盒 | 其它试剂均为国产分析纯。 | |
| 主要实验仪器 | ||
| 超净工作台 | 紫外交联仪 | 台式高速离心机 |
| 台式高速冷冻离心机 | 蛋白电泳仪 | 蛋白电泳槽 |
| 移液器 | ||
二、实验方法及结果
3.1 细胞培养
3.1.1细胞培养
客户提供的非冻存状态的细胞株可直接放置培养箱中进行培养。
3.1.2细胞传代
T25cm2培养瓶长至底部密度80-90%,弃上清,1×PBS清洗,加入胰酶进行消化,消化时间到,轻轻拍打培养瓶两侧数次,观察细胞是否脱落,按1传3的比例进行扩大培养。
3.1.3细胞铺板
待细胞密度达到90%,直接弃上清,用0.25%胰酶溶液消化细胞,根据细胞株状态确认消化时间,消化时间到弃掉0.25%胰酶溶液,轻轻拍打培养瓶两侧数次,收集细胞悬液,1000rpm,离心5 min,弃上清,用新鲜培养基重悬沉淀,记数备用。将细胞按照5000个/孔,100 μL/孔的细胞量铺于96孔细胞培养板中,放置于37℃,5%二氧化碳含量的培养箱中进行培养,待细胞贴壁后加入,添加受试物,对照品,每种做三个重复,培养24 h后弃去培养液,1×PBS洗涤一遍,加入含有CCK-8溶液的培养基,培养4 h,取90 μL培养上清测试450 nm吸光值结果。
3.1.4统计分析方法和结果
分析方法: 细胞存活率=[(As-Ab)(Ac-Ab)]*100% 细胞抑制率=1-细胞存活率
3.2 紫外光交联(根据偶联药物确定是否做光交联)
提前将紫外光交联仪器托盘底部铺上冰块,以便放置培养皿,孵育结束后将细胞培养皿置于冰上,移去皿盖,在紫外光交联仪下(365nm,10W,1J/cm2)进行照射,确保灯管距离细胞表面5-10cm,光照15min。

3.3 蛋白的提取
(1) 对于贴壁细胞,用胰蛋白酶EDTA收获,然后以500×g离心5分钟。对于悬浮细胞,通过500×g离心5分钟获得;
(2) 用PBS悬浮细胞颗粒,清洗细胞;
(3) 将1×107细胞转移至1.5 mL离心管中,以500×g离心2-3分钟;
(4) 使用移液枪小心吸取并丢弃上清液,使细胞沉淀尽可能干燥,液氮冻干后,研磨棒迅速研磨;
(5) 采用Pierce™ IP 裂解缓冲液提取蛋白,加入cOmplete ULTRA Tablets,Mini,蛋白酶抑制剂混合物,涡旋使细胞完全悬浮,将离心管在冰上裂解15分钟;
在离心机中4℃(16000×g)以最大速度离心20分钟,收取上清;采用BCA法检测蛋白浓度。
(6) 在使用前,储存在-80℃。
3.4 生物正交法偶联生物素
(1) 测定总蛋白质浓度,并将其稀释至终浓度为1 mg/mL。
(2) 取不同组别的等量裂解物蛋白(200 µg),加入新鲜预混合的点击化学反应混合物(20 µmol/L生物素-N3、50 µmol/L TBTA、0.5 mmol/L TCEP和0.5 mmol/L CuSO4)。
(3) 将反应物室温温和混合孵育2小时。
(4) 1:1体积比加入预冷丙酮(-20°C)进一步沉淀,在冰浴中温和搅拌10-15min,离心(12000×g,4°C下10分钟)去除残留丙酮。
(5) 将蛋白重悬于PBS中。
3.5 磁珠钓取探针和蛋白
实验具体分组如下:(组别根据客户要求设计)
| 编号 | 1 | 2 | 3 |
| 实验组蛋白 | + | - | - |
| 未标记药物对照组蛋白 | - | + | - |
| 炔烃对照组蛋白 | - | - | + |
| Bioeast Mag-SA | + | + | + |
(1) 取适量Bioeast Mag-SA,用冰冷PBS洗三次,置于磁力架上分离磁珠和液体,小心的移去上清;
(2) 分别混合实验组蛋白、未标记药物对照组、炔烃对照组蛋白各200ug和50 µl Bioeast Mag-SA,置于4℃孵育1小时;
(3) 置于磁力架上分离磁珠和液体,小心的去除上清,收集磁珠;
(4) 用冰冷PBS洗Bioeast Mag-SA三次,置于磁力架上分离磁珠和液体,尽可能去除上清,收集磁珠;
(5) 加入40µl蛋白上样缓冲液,重悬沉淀,沸水煮10分钟。
3.6 SDS-PAGE检测
(1) 样品制备:样品中加入Loading Buffer,100°C10 min。
(2) 电泳条件:5%浓缩胶:90V,30min;10%分离胶:120V,90 min。
(3) 电泳结束后进行银染,拍照记录跑胶图片用于分析。
3.7 实验结果
图1 SDS-PAGE检测分析图
Fig.1SDS-PAGE detection analysis
Lane M: Protein Marker
Lane 1:实验组蛋白+Bioeast Mag-SA
Lane 2: 未标记药物对照组蛋白+Bioeast Mag-SA
Lane 3: 炔烃对照组蛋白+Bioeast Mag-SA
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