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Niビーズでのタンパク質精製 トピック削除
No.11802-TOPIC - 2023/09/26 (火) 11:57:11 - YK
お世話になります。

当方そこまでタンパク質精製の経験はありませんが、マニュアルに従ってなんとか精製できています。
ただ、Hisタグタンパク質の、Niアガロースへの素通り画分がかなり多く、10%ほどしか結合していないようです。

可能性としては何らかの理由でHisタグが隠れているか(GSリンカーを持たせてはいます。)、タグが切れてしまっているなど考えています。

プロトコルは、
1.
50 mM リン酸バッファー+ 300 mM NaCl, pH8に10 mM imidazoleを加えたもので半日ほど室温でNi-NTAアガロースを平衡化。

2.
上記バッファーにバッファー置換したタンパク質溶液をアガロースへ、4度、一晩ローテーション

3. 上記バッファーで洗浄(OD280をモニターしながら)。この時、素通り画分も回収。

4. 上記バッファーに、250 mM imidazoleを加えたもので1 ml x5回溶出を行う(OD280をモニターしながら)

この条件では多くが素通り画分にきます。
この素通り画分を等量の50 mM リン酸バッファー+ 300 mM NaCl, pH8で希釈し、終濃度を5 mM imidazoleにしたものに新しいNi-NTAアガロースを加えると、やはり10%ほど結合してくれます。

単純に考えてアガロースの量を増やせば良さそうですが、結合キャパを考えると十分そうです。
(10 mlのタンパク質溶液に対して、packed 250 ulのNi-NTA(WAKO)を使用)

そこで質問なのですが、
もし上記プロトコルにおかしな点がありましたらご指摘いただけませんでしょうか?

もう一つの質問なのですが、
私のタンパク質はCaを立体構造の安定化に必要だといわれる方もいました。
ただ、リン酸バッファーにCaCl2を加えるとリン酸カルシウム沈殿が生じるので、添加は難しいと思います。
そこでTrisにCaCl2を加えようかと思いましたが、お作法的にはTrisはNiでの精製に不向きとのことでした。

そこでCaが入れられる手元にあるバッファーとしてHBSS (+)というものがあるのですが、これはNi精製と相性がよいでしょうか?あるいは別のバッファーでおすすめがありましたらご教示ただけましたら幸甚です。

どうぞよろしくお願いいたします。
 
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(無題) 削除/引用
No.11802-12 - 2023/09/27 (水) 17:26:31 - WInter-8
タンパク質の精製については、そこそこの経験者です。
気づいた点・対策をいくつか挙げます
・Niアガロースを増やして解決するかどうかを確認する。解決するのであれば、物量作戦で解決する。(今後、抗体を作成することの手間やコストを考えると、ここでNiアガロースをケチる必要性はないと思います)
・樹脂を増やしても解決しなければ、最初の平衡化で10 mM imidazoleを入れずに精製する。ただし、夾雑が多くなるリスクはある。
・これらで解決しない場合、Niアガロースの前に粗精製する。
分泌系を使われているようなので、培地成分が邪魔をしている可能性があります。最初の「バッファー置換したタンパク質溶液」はどのように調製していますか?培地成分が除けるような工夫はあるでしょうか?
・50mMぐらいまでならTrisを使っても問題ないと思います。

(無題) 削除/引用
No.11802-11 - 2023/09/27 (水) 12:38:16 - mlunimo
ここに時間かけるのもあれなので生物活性の確認済みの市販のリコンビナント買って、ラットに腸骨リンパ節法で免疫するとかはどうでしょうか。免疫回数も抗原量少なくてすむと思うし。
それかもう少し大きなタグに変えるとか。予備実験で複数の異なるタグで何種類か用意して一番いけそうなのを探してからスケールアップするとか。

抗原タンパク質そのものでなくても、そのタンパク質分子の表層にあるような領域を予測して何種類かペプチドを合成してそれをキャリアタンパク質にコンジュゲートして免疫するとかでもできると思います。予測から合成、コンジュゲーションまではめーかーに外部委託でも可能と思います。

(無題) 削除/引用
No.11802-10 - 2023/09/27 (水) 07:32:01 - 九院
私も同意見です。
メーカーは忘れましたが、経験的にNiビーズ、グルタチオンビーズの結合容量はカタログスペックよりもかなり少ない印象があります。一方で、プレパックカラム(シリンジを使ったマニュアルで使用)だと、ビーズと比べて実際の結合容量がカタログスペックに近い印象があります。あくまで、10年以上前の印象ですが・・・

(無題) 削除/引用
No.11802-9 - 2023/09/27 (水) 07:15:39 - qq
>WAKOのものを買っていますが、50 mg/1 ml resinなので、250 ulは十分すぎるほどの担体と考えています。

取説にはそう書いてあるようですが、そんなにキャパは大きくないんじゃない?と思っています。
まあ、2mg/ml程度のキャパなのではないでしょうか?そう思ったら、納得できる結果ではないでしょうか?

(無題) 削除/引用
No.11802-8 - 2023/09/27 (水) 01:26:06 - おお
https://www.aatbio.com/resources/buffer-preparations-and-recipes/hbss-hanks-balanced-salt-solution

そういえばPBSでもマグネシウム、カルシウム含有のものがありますし、HBSSもリン酸ベースですが、マグネシウム、カルシウム含有のものがあります。HBSSは上記の組成を見る限りSodium bicarbonateが入っているからNi−Beadsには向かないのではないですか?

PBSマグネシウム、カルシウム含有はこちら
https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/14040141

(無題) 削除/引用
No.11802-7 - 2023/09/26 (火) 23:15:01 - YK
mlunimoさん、ありがとうございます。

立体構造を保ったまま、免疫をして抗体を作成することが目的です。
リフォールド自体で半年一年とかかってしまうと思うので、どうにかブァッファーやデザインを見直したいんです…

(無題) 削除/引用
No.11802-6 - 2023/09/26 (火) 23:12:42 - YK
qqさん

ありがとうございます。

> 「SDS-PAGEで確認したところ、Hisタグタンパク質が素通りしていた」という意味ですよね?
はい、その通りです。

> 0.25mlのNi-NTAゲルに0.5mg程度吸着するかなあと思うのですが、そうだとすると、280nmの吸光度は、チューブ1から5で、合わせて0.5程度ではないかなと思います。
はい、おおよそそのくらいです。
WAKOのものを買っていますが、50 mg/1 ml resinなので、250 ulは十分すぎるほどの担体と考えています。

> 単に発現タンパク質の量に比べてNi-NTAの量が少なすぎるのではないかな?
分泌がすごくよいタンパク質でして、培地を濃縮しなくてもそのままCBBすれば見えます。コントロール細胞ではそのバンドは見えません。

> 0.25mlのゲルで十分であるのであれば、溶出を1mlずつではなく、0.25mlずつ分画するほうが良いのではないかと思います。
今は結合がしないことがいちばんの問題ですので、そこをどうにかしたいです…

(無題) 削除/引用
No.11802-5 - 2023/09/26 (火) 15:33:16 - おお
>[Re:3] mlunimoさんは書きました :
> 変性してもいいならば(あるいは溶出後に透析等で変性剤を除去して再生が可能ならば)6M Guanidine-HClあるいは8M Ureaなどで試料をとかしてから(変性剤としてSDSは使えません)、これらの変性剤存在下(平衡化液、洗浄液、溶出液全てに変性剤を添加)でNiカラムで精製すれば、立体障害の問題はクリアできると思います。

完全な変性状態じゃなく比較的ネイテブに近いじょうたいを保存するため、1から2Mぐらいの尿素を使う事がある様です。

Ni の代わりにCu を使う時より強い相互作用が見込めると言う話もありますね。
https://cube-biotech.com/knowledge/protein-purification/nta-or-ida/

(無題) 削除/引用
No.11802-4 - 2023/09/26 (火) 15:24:23 - おお
>もう一つの質問なのですが、
>私のタンパク質はCaを立体構造の安定化に必要だといわれる方もいました。

イミダゾール自身バッファーとして使えるから、phが保てるならリン酸、トリスなしでいいでしょう。Lysisした時phが下がってそうなら希釈するか、透析で余計なバッファー効果がありそうな低分子有機物をのぞいてやるかすればいいと思う。

一度つニッケルビーズについたタンパクは、イミダゾールを低濃度にしてやると全部着きますか?それによって何が起こっているか推測ができそうです。

(無題) 削除/引用
No.11802-3 - 2023/09/26 (火) 13:12:39 - mlunimo
変性してもいいならば(あるいは溶出後に透析等で変性剤を除去して再生が可能ならば)6M Guanidine-HClあるいは8M Ureaなどで試料をとかしてから(変性剤としてSDSは使えません)、これらの変性剤存在下(平衡化液、洗浄液、溶出液全てに変性剤を添加)でNiカラムで精製すれば、立体障害の問題はクリアできると思います。

(無題) 削除/引用
No.11802-2 - 2023/09/26 (火) 12:28:38 - qq
>この条件では多くが素通り画分にきます。
「SDS-PAGEで確認したところ、Hisタグタンパク質が素通りしていた」という意味ですよね?

>4. 上記バッファーに、250 mM imidazoleを加えたもので1 ml x5回溶出を行う(OD280をモニターしながら)

のとき、吸光度はどのようになっていますか?
0.25mlのNi-NTAゲルに0.5mg程度吸着するかなあと思うのですが、そうだとすると、280nmの吸光度は、チューブ1から5で、合わせて0.5程度ではないかなと思います。
単に発現タンパク質の量に比べてNi-NTAの量が少なすぎるのではないかな?
0.25mlのゲルで十分であるのであれば、溶出を1mlずつではなく、0.25mlずつ分画するほうが良いのではないかと思います。

Niビーズでのタンパク質精製 削除/引用
No.11802-1 - 2023/09/26 (火) 11:57:11 - YK
お世話になります。

当方そこまでタンパク質精製の経験はありませんが、マニュアルに従ってなんとか精製できています。
ただ、Hisタグタンパク質の、Niアガロースへの素通り画分がかなり多く、10%ほどしか結合していないようです。

可能性としては何らかの理由でHisタグが隠れているか(GSリンカーを持たせてはいます。)、タグが切れてしまっているなど考えています。

プロトコルは、
1.
50 mM リン酸バッファー+ 300 mM NaCl, pH8に10 mM imidazoleを加えたもので半日ほど室温でNi-NTAアガロースを平衡化。

2.
上記バッファーにバッファー置換したタンパク質溶液をアガロースへ、4度、一晩ローテーション

3. 上記バッファーで洗浄(OD280をモニターしながら)。この時、素通り画分も回収。

4. 上記バッファーに、250 mM imidazoleを加えたもので1 ml x5回溶出を行う(OD280をモニターしながら)

この条件では多くが素通り画分にきます。
この素通り画分を等量の50 mM リン酸バッファー+ 300 mM NaCl, pH8で希釈し、終濃度を5 mM imidazoleにしたものに新しいNi-NTAアガロースを加えると、やはり10%ほど結合してくれます。

単純に考えてアガロースの量を増やせば良さそうですが、結合キャパを考えると十分そうです。
(10 mlのタンパク質溶液に対して、packed 250 ulのNi-NTA(WAKO)を使用)

そこで質問なのですが、
もし上記プロトコルにおかしな点がありましたらご指摘いただけませんでしょうか?

もう一つの質問なのですが、
私のタンパク質はCaを立体構造の安定化に必要だといわれる方もいました。
ただ、リン酸バッファーにCaCl2を加えるとリン酸カルシウム沈殿が生じるので、添加は難しいと思います。
そこでTrisにCaCl2を加えようかと思いましたが、お作法的にはTrisはNiでの精製に不向きとのことでした。

そこでCaが入れられる手元にあるバッファーとしてHBSS (+)というものがあるのですが、これはNi精製と相性がよいでしょうか?あるいは別のバッファーでおすすめがありましたらご教示ただけましたら幸甚です。

どうぞよろしくお願いいたします。

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