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 전체 > Molecular Biology-Protein > Extraction/Isolation
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질문 protein refolding 과정 이전의 washing(isolation)step 문제
알Eternal sonata(대학생)  | 2019.09.22 11:31

안녕하세요?

현재 Insoluble protein을 E..coli에서 발현 후 solublization 하기 위해 연구중인 학부연구생입니다.

여러개의 Disulfide bond가 존재하는 포유류 유래 단백질입니다.

Histag 단백질과 untagged stock 모두 보유중입니다.

MBP의 경우엔 절단 후 수율이 너무 낮아 중단했습니다.

 

학부 공부도 하고 여러가지 실험 배우면서 하긴 했지만,. 저희 실험실에서 이 프로젝트는 거의 반년이 넘어서도 진전이 없습니다..

그래서 dialysis 를 이용한 refolding 방법을 시도해보려 하는데, 다른 논문에서는 target protein을 바로 8M urea로 Lysis 하지 않고 다른 버퍼로 lysis > sonication > centrifuge 과정을 반복했습니다.

실제로 현재 target protein은 pellet에 높은 비율로 존재하고, Supernatant에는 다른 잡밴드들이 많이 나오기에 refolding 과정을 용이하게 하려면 먼저 pellet을 분리한 뒤 solubiliztion 하는게 낫다고 판단했습니다(이전 질문에서도 들은 답변을 참고했습니다)

그래서 저는 일반적인 Lysis buffer (50 mM Tris HCl, 100 mM NaCl, pH 7.5)으로 Lysis 한 뒤 sonication (20 cycle) 진행 후 13,000 rpm 으로 20분간 원심분리 한 뒤 supernatant를 분리하고

target protein이 존재하는 pellet에 이전 Lysis buffer에 8M urea가 첨가된 Lysis buffer 로 resuspension 했는데,, 약간 갈색 투명의 덩어리들이 생기고 아무리 교반하고 피펫팅해도 덩어리가 풀어지질 않아서 실험을 중단했습니다.. 

한번 sonication 및 원심분리 한 pellet은 8 M urea 로 solubilization이 불가능한건가요?

아니면 8 M urea 가 첨가된 Lysis buffer에 Triton X-100 을 첨가하지 않아서 pellet이 녹지 않은걸까요?

답변 남겨주시면 정말 감사하겠습니다.

요즘은 차라리 P. pastoris를 이용해서 발현하는 방법도 생각중이지만, 저희 실험실에서 Yeast expression을 한번도 해본 사람이 없어서 막막하여 최대한 E.coli 에서 expression 하는 방법으로 생각중인데 정말 쉽지 않네요..

#solubility
 
#refolding
 
#urea
답변하기
답변 본 정보는 네티즌에 의해 작성된 정보로, 내용 중 중요하다고 생각되는 부분은 추가적인 사실 확인을 반드시 하시길 바랍니다.
대왕개구리SPEED  |  2019.09.22   
채택답변: 질문자가 채택한 답변입니다.

insoluble한 제조합 단백질의 refolding 방법은 여러가지가 있습니다.

cell lysis단계에서는 urea 같은 단백질 변성 시약을 넣지 않고 넣는다면

낮은 농도로 넣어서 실험합니다.

원심분리하여 ppt를 회수 한후 1~2% triton X-100 buffer로 washing 후

ppt를 회수한 후 GuHCl 또는 urea로 변성 및 용해시키면 됩니다.

ppt는 잘 용해가 되지 않기 때문에 4도에서 O/N까지 보관하면서

용해시키는 조건을 찾아 보세요.

용해된 단백질은 GuHCl 또는 urea 농도를 낮춰가며 투석하여 refolding하면

됩니다.

그리고 변성 후 his-tagged 단백질은 Ni 컬럼에 binding 시켜서 refolding 및

정제도 가능합니다.

경우에 따라서 완전히 refolding form이 안나오는 단백질도 있습니다.

대장균에서 유도조건을 달리하거나 vector, 발현균주를 바꿔도 soluble하게

단백질 발현이 안될 경우는 효모 시스템을 이용하는 것도 괜찮습니다.

P. pastoris system은 그리 어렵지 않고 대부분 soluble하게 발현되며 발현양도

대장균과 비교할 수 없을 정도로 평균적으로 많이 나옵니다.

알Eternal sonata  |  2019.09.22   
채택답변: 질문자가 채택한 답변입니다.

답변 감사합니다 

 

Protein의 농도를 낮게 하라는 말씀이신가요?

25도 overnight IPTG indudtion, 200 mL scale이라 양이 많았던것 같습니다.

(LYsis buffer 20 mL 사용)

처음 Harvested cell을 Triton X-100 이 포함된 Lysis buffer로 Lysis 및 centrifugation 후 8 M urea 혹은 6 M GuHcl 이 함유된 Lysis buffer로 resuspension 하는 방법에서

8 M urea 에 용해시킬 때 4도 에서 onernight incubation 하는 등 장시간 incubation 해봐야겠습니다. 

말씀하신 것 처럼 renaturation 이전에 Ni-NTA 컬럼으로 정제하거나 on column refolding 방법도 알아봤는데, P. pastrois system으로 처음부터 active form으로 발현시키는 방법도 시도해볼만 한것 같습니다.

BRIC 에서는 P.pastoris 관련 정보를 찾기 어려워 구글스칼라에서 몇가지 논문들과 서적을 찾긴했지만 아직 벡터의 구축에서 kex protease cleavage site와 제한효소 선택 관계에 대해 잘 이해가 가지 않습니다.. 혹시 참고할만한 서적이 있을까요?

대왕개구리SPEED  |  2019.09.22   
채택답변: 질문자가 채택한 답변입니다.

단백질 농도를 낮춰라는 것이 아니라 ppt를 녹이기 위해 시간이 필요하다는

뜻입니다.

P.pastoris 발현 시스템은 우선 사용가능한 vector를 선정해야 합니다.

promoter나  integration type 그리고 selection marker, signal peptide, tag을 보고

선정하면됩니다.

메일을 알려주면 적당한 자료가 있으면 알려 드리겠습니다.

하지만 현재 대장균에서 insoluble하게 발현이 된다면 조건을 좀더 바꿔서

발현 해보는것도 좋지 않을까합니다.

알Eternal sonata  |  2019.09.22   

아아 저는 urea 등의 detergent를 넣지 않고 진행하는 lysis 부분에서 말씀하신것이 protein농도를 낮추는 의미라고 생각했습니다.

현재 E.coli 에서 vector는 5가지정도, strain 5가지 정도 달리하였고 온도는 16도 까지도 해보았으나 영 진전이 없네요... 

soluble fraction에 발현 자체가 되지 않는것은 아니나 상대적으로 pellet에 비해 너무 적고, 전체 supernatant band 중에서 target protein band가 정말 약합니다..

메일 주소는 chemistry2073@naver.com 입니다.

정성스런 답변 감사드립니다

뒷다리무정형  |  2019.09.23   
채택답변: 질문자가 채택한 답변입니다.

혹시 denaturation buffer(8M Urea 등)를 넣은 후 일정시간 방치 후 발현된 단백질이 denaturation buffer에 있는지 확인하셨는지요?

저두 실험을 하다 보면 눈에 보이는 침전물이(cell debris등등) 많지만, 나중에 확인해보면 danaturation buffer에 원하는 단백질이 있다는 것을 확인할 수 있었습니다.

원하는 단백질에 disulfide bonds 가 있다면, denaturation buffer에 DTT를 과량 넣어서 해보시는 것을 추천 드립니다. disulfide bodns 가 잘못 생성되서 침전되는 경우가 종종 있습니다.

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