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阳离子交换色谱根据蛋白质表面的净电荷,实现其从混合物中的分离。
为了从昆虫细胞蛋白裂解液中分离目标信号转导蛋白,需获取含有其他污染蛋白的透析后目标蛋白裂解液。加入含氯化钠的缓冲液以降低裂解液黏度并提高蛋白溶解度,这有助于防止运行过程中层析柱堵塞。
此外,当缓冲液的pH低于目标蛋白的等电点(pI,即蛋白净电荷为零时的pH值)时,过量的氢离子会结合到带负电的羧酸根基团上,从而使目标蛋白带正电荷。
组装含有偶联了带负电荷基团的交联琼脂糖珠的层析柱。加入结合缓冲液以平衡层析柱,并最大化柱与蛋白质之间的相互作用。将稀释后的裂解液上样至已平衡的层析柱中。
带正电荷较多的目标蛋白比带正电荷较少的污染蛋白更强烈地与柱子上的带负电荷基团相互作用并紧密结合。
用缓冲液洗涤层析柱,以去除未结合的带负电荷的污染蛋白。随后,逐步提高洗脱缓冲液的离子强度并过柱。
在低离子强度下,阳离子与蛋白质之间对柱中负电荷基团的竞争较弱,可洗脱弱结合、正电荷较少的污染蛋白。然而,随着离子强度的增加,盐离子与紧密结合的目标信号转导蛋白竞争柱上的结合位点,从而减弱蛋白质与柱之间的相互作用,使目标蛋白以纯化组分的形式被洗脱出来。
用三倍柱体积的缓冲液G洗涤,制备一个20毫升的阳离子交换柱,然后用三倍柱体积的缓冲液F洗涤。接下来,向20毫升透析后的样品中加入20毫升缓冲液E,将其稀释至终浓度为100毫摩尔的氯化钠,然后将样品上样至交换柱中。
必须将样品少量稀释,而不是一次性全部稀释,且稀释后的样品应在稀释后立即上柱,以减少蛋白质沉淀。
当上一次稀释的样品即将上样完毕时,继续用新鲜稀释的样品上样。然后用缓冲液 F 洗脱至 280 nm 处的基线吸光度,通常需要三个柱体积。
用400毫升从缓冲液F到65%缓冲液G的梯度洗脱柱上的蛋白,以6毫升组分收集洗脱液。梯度洗脱完成后,继续用1.5个柱体积的65%缓冲液G洗涤柱子。