2021年1月27日
本文报道了一种简单的方法,可在尽量减少结构改变的前提下分离鸡蛋的外层和内层卵周质亚层,并优化各亚层蛋白质的溶解性,以用于蛋白质组学分析。
本方案提供了从禽蛋中采集卵周膜亚层的逐步操作流程,以进一步研究其在鸟类繁殖中的生理作用。每一步的卵周膜采样均经过优化,以最大限度减少任何结构和分子层面的损伤。该方案还进一步完善,适用于深入的蛋白质组学研究。
首先,从新产的未受精卵中采集卵周隙层(perivitelline layer,简称 PL)。将鸡蛋打破后,使用蛋清分离器将蛋黄与蛋清分离。用小剪刀去除系带,并将蛋黄在滤纸上滚动,以除去附着的蛋清,这些蛋清呈现为透明但可见的结构。
将卵黄浸入含有10毫摩尔Tris HCl(pH为8)的结晶皿中,该溶液已预先冷却至4摄氏度,使用钝头剪刀在胚盘区域周围1厘米范围内去除浆膜层(PL)。在缓冲液内用小剪刀刺破浆膜层,然后用镊子夹住破裂浆膜层的两侧边缘,将其从卵黄上剥离。用10毫摩尔Tris HCl溶液多次冲洗浆膜层,直至看不到任何卵黄残留痕迹为止。
确保 PL 清洁、呈白色且在缓冲液中漂浮。对 PL 进行亚层分离,或直接进行生化分析。为分离 OPL 和 IPL,将整个样品展开,OPL 朝上置于盛有 10 毫摩尔 Tris HCl 和 50 毫摩尔氯化钠的塑料培养皿中,并尽量保持平整,减少皱褶。
确定仅附着于外颗粒层(OPL)的剩余卵黄膜的位置。然后用小剪刀将整个颗粒层(PL)剪成约2厘米×3厘米的碎片。在解剖显微镜下,使用超精细尖头镊子将两层结构机械分离。
将获得的IPL和OPL样品分别储存于微量离心管中,置于负80摄氏度条件下,直至后续使用。为进行初级蛋白质溶解,需将IPL和OPL样品分别进行冷冻干燥以去除残留水分,然后从每份样品中切取约1毫克,放入带有防漏螺旋盖的洁净微量离心管中。剩余样品应保存在密封严密的管中,于负20或负80摄氏度长期储存。
将每种冻干的亚层各取一毫克,与400微升pH为7、50毫摩尔的Tris溶液和500毫摩尔的氯化钠混合。使用混合研磨仪在30赫兹条件下处理两次,每次5分钟,以将结构破碎成微粒并促进蛋白质溶解。将400微升样品收集到两个洁净的微量离心管中。
为电泳制备样品时,向每个400微升的样品中加入5X SDS-PAGE上样缓冲液,并在100摄氏度加热5分钟。将最多20微克的蛋白质上样至4–20%梯度SDS聚丙烯酰胺凝胶的每个泳道中,在120伏电压下进行电泳。电泳结束后,将凝胶从玻璃板间取出,用考马斯亮蓝染色液染色30分钟,然后用含50%水、40%乙醇和10%乙酸的脱色液脱色,直至凝胶背景呈现浅蓝色。
将凝胶转移至含有去离子水的培养皿中进行脱色和再水化。蛋白质应呈现为蓝色条带,背景透明。PL 经过多种缓冲液处理,以确定可实现最小蛋白损失和最佳亚层分离的条件。
此处展示了在不同 Tris 浓度、pH 值和氯化钠浓度下释放的蛋白质。在解剖显微镜下观察到两个子层。内丛状层(IPL)呈半透明状,而外丛状层(OPL)则致密、浑浊且呈白色。
分离后,OPL和IPL分别进行冻干处理,并通过机械研磨、阴离子去垢剂、还原剂及加热煮沸的组合方法将其中的蛋白质完全溶解。样品在聚丙烯酰胺凝胶电泳中呈现出明显的电泳图谱差异。在实施本方案时需注意,亚层的分离是该操作的关键步骤,必须在含有最低盐浓度的缓冲液中,借助双目显微镜完成。
为进一步阐明其各自的生理功能,可采用电子显微镜对卵周膜亚层样本进行组织学表征分析,并利用成像检测和细胞迁移实验开展功能研究。
本文介绍了一种从鸡蛋中分离外层和内层卵周质亚层的详细方案,重点在于最大限度减少结构损伤,并优化蛋白质的溶解性以用于蛋白质组学研究。
该方案可从禽蛋中分离出不同的蛋白质亚层,为生殖生物学研究中的靶点验证提供了基础性方法。通过保持结构完整性并促进蛋白质溶解,该方法有助于降低与受精和胚胎发育相关假设的机制性风险。该方法获得的样品适用于后续蛋白质组学和功能分析,符合生物制药研发早期发现的工作流程。
该方法适用于发现研究的连续过程,可在早期生物学研究中支持假设验证,并在先导化合物识别阶段实现定量蛋白质谱分析。