为了保证ITC(等温滴定量热法)实验的数据质量和成功率,样品的准备至关重要。ITC对蛋白纯度、浓度以及缓冲液条件有着非常严格的要求:
蛋白纯度要求
纯度标准:蛋白样品的纯度建议 ≥90%(z好达到95%以上),通常需要通过 SDS-PAGE 或
HPLC(如SEC-HPLC)等方法进行验证。
杂质影响:杂质不仅会贡献额外的热量导致基线漂移,还可能产生假阳性结合信号。此外,蛋白样品在实验前需经过离心(如12000g离心10分钟)或0.22μm滤膜过滤,确保溶液中无肉眼可见的颗粒、气泡和沉淀,避免可溶性聚集体干扰实验。
浓度与体积要求
ITC实验的核心在于样品池(Cell)中的大分子与注射器(Syringe)中的配体之间的浓度匹配。
浓度配比:
样品池(蛋白):通常建议浓度为 10-50 μM(理想情况下,蛋白浓度应约为解离常数 KdKd 的10倍左右)。
注射器(配体/小分子):浓度通常是蛋白浓度的 10-20倍(例如 100-1000 μM),以确保滴定结束时配体过量,获得完整的结合等温线。
未知 KdKd 时的经验值:如果结合力未知,可以从 20 μM 蛋白 滴定 200 μM 配体 开始尝试。
样品体积:
单次实验通常需要 ≥300 μL 的蛋白溶液(用于填满样品池并预留润洗体积)和 ≥80 μL 的配体溶液。
为了防止操作损耗并预留重复实验或对照实验的空间,建议每种样品至少准备 3倍以上 的实际用量(例如准备 1-5 mL)。
浓度准确性:蛋白的摩尔浓度必须尽可能精确(建议使用A280、HPLC或氨基酸分析法测定),因为池体中蛋白的浓度误差会直接影响化学计量数(n值)的计算。
缓冲液条件(关键的一点)
缓冲液的匹配度直接决定了实验背景噪音的大小,是ITC实验成败的关键。
严格一致:样品池中的蛋白溶液与注射器中的配体溶液,必须处于完全相同的缓冲液体系中(包括盐浓度、pH值、辅因子、去垢剂等)。
pH与添加剂:两边的 pH值差异应小于 0.1-0.2。如果配体(小分子)溶解时需要使用 DMSO 等有机溶剂助溶,蛋白缓冲液中必须补加完全相同比例的
DMSO(通常浓度差异需控制在1%以内),否则会产生巨大的稀释热背景。
z佳操作:可靠的方法是将纯化后的蛋白透析到z终的实验缓冲液中,然后将小分子配体直接溶解在这份透析后的缓冲液里。
还原剂选择:谨慎使用 β-ME 和 DTT,它们容易产生背景热或导致基线漂移。如果实验必需,建议用 TCEP(浓度≤1 mM) 代替。
其他重要注意事项
真空脱气:上机测试前,所有样品和缓冲液必须在实验温度下进行真空脱气处理(通常10分钟左右),以去除溶液中的微小气泡,防止气泡进入样品池干扰搅拌和热量传导。
避免强酸强碱与高浓度有机溶剂:强酸、强碱以及高浓度的有机溶剂(如 >50%
DMSO)可能会腐蚀ITC仪器的哈氏合金(Hastelloy)样品池,通常不建议使用。
样品稳定性:蛋白在设定的实验温度(通常为2-80℃)下,必须能保持至少1小时以上的稳定,不发生沉淀、降解或粘度突变。
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