GFP在大肠杆菌中的诱导表达及超声破碎抽提

实验概要

本实验介绍了GFP在大肠杆菌中的诱导表达和细菌蛋白的超声破碎抽提原理及操作步骤等。

实验原理

把含有外源基因的表达载体转化的大肠杆菌在有相应抗菌素和诱导物的条件下培养，可以诱导外源蛋白在大肠杆菌中表达。利用溶菌酶、反复冻融或超声波破碎的方法将诱导培养的细菌的细胞壁破碎后，可使那些可溶性的外源蛋白释放出来，再利用硫酸铵沉淀、蛋白质层析技术和制备电泳等方法能够将外源蛋白分离纯化出来，供进一步的研究使用。有些过量表达的外源蛋白往往在细菌中形成不溶性的包涵体，细胞破碎、离心后这些包涵体出现在沉淀中，这样的蛋白需要用高浓度的尿素或   SDS变性处理后才能溶解。超声破碎时要产生大量的热，会引起蛋白的变性。为了避免产生高温，超声时一般使用间隔的脉冲处理，而且应在冰浴中进行。本实验使用超声波破碎法抽提蛋白，因为表达的外源蛋白GFP（绿色荧光蛋白）比较耐高温，故省去了冰浴。

主要试剂

1. LB培养液
2. 氨卞青霉素
3. L-阿拉伯糖
4. 硫酸铵
5. 细菌蛋白抽提液（100mmol/L NaCl，10mmol/L EDTA， pH 8.0)

主要设备

1. 恒温摇床
2. 小型高速离心机
3. 超声波组织细胞破碎仪
4. 玻璃试管，三角瓶
5. 1.5mL和5mL 塑料离心管
6. 移液枪，枪头

实验材料

pGLO转化的大肠杆菌

实验步骤

1. 大肠杆菌的诱导培养：
   1) 从Amp /LB琼脂板上培养的pGLO转化的大肠杆菌中挑取2-3个菌落，接种于 Amp （终浓度为50微克/mL）的5mL LB的玻璃试管中，培养两管，放恒温摇床中，37℃培养过夜。

   2) 将其中一管保存于4℃，另一管所有5mL的培养物加到装有150mL的LB培养液的三角瓶中，加入L-阿拉伯糖干粉150毫克和氨卞青霉素（终浓度为50微克/mL），恒温摇床上37℃振荡培养过夜。
2. 超声破碎抽提：
   1) 将诱导培养的大肠杆菌培养物转移到数只5mL离心管中，8000转/分离心5分钟，倾去上清液后，在沉淀上面再加培养物，继续离心，将所有的培养物都收集在一起。

   2) 每管中加入1.5mL的细菌蛋白抽提液（100mmol/L NaCl，10mmol/L EDTA， pH 8.0），用枪吹打，使沉淀悬浮。

   3) 将离心管放在小试管架上，将超声波破碎仪的金属头插到离心管中，调整好试管的位置后关上超声破碎仪的门，打开仪器的电源，对每只离心管中的菌体进行超声破碎。条件：功率80瓦，工作2秒，间隔2秒，每一次处理5个循环。
   4) 4次处理后，8000转/分离心5分钟。

   5) 取出离心管，在紫光灯下观察离心管底的沉淀，如果大量沉淀仍然为绿色，则说明破碎不够，继续按前面方法再超声处理2次，然后再离心。如果仅有很少的绿色沉淀或根本看不到，说明破碎完全。
   6) 小心吸出上清液，集中放到干净的5mL离心管中，体积不要超过4mL，逐步地加入少量硫酸铵干粉，使达到饱和，8000转/分离心5分钟。

  7) 将离心管取出，放紫光灯下观察，沉淀中应该能看到明亮的绿色荧光。将上清液倾去，蛋白沉淀物4℃保存，或冷冻于-20℃。