[DEBUG-WINDOW 처리영역 보기]
즐겨찾기  |  뉴스레터  |  오늘의 정보 회원가입   로그인
BRIC홈 실험
라이카코리아
배너광고안내
이전
다음
스폰서배너광고 안내  배너1 배너2 배너3 배너4
BioLab 주재열 교수
전체보기 안전점검 LABox
 전체 > Molecular Biology-Protein > Expression/Purification
조회 966  스크랩 인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
질문 protein purification 중 binding 문제
알ATTENSION(과기인)  | 02.04 23:23

안녕하세요, protein purification 실험 진행하는데 막히는 부분이 있어 여기에 여쭤봅니다. 

단백질 실험은 처음 해보는지라 모르는 점이 많음을 양해 부탁드립니다. 

 

target 하는 단백질 size 는 대략적으로 28kDa(his tag size 포함) 이고, Ni-NTA resin 을 이용하는 Affinity chromatography 를 통해 정제하려고 하였습니다. 사용한 Tag은 His-tag이며, N-term과 C-term 양쪽에 모두 6x His를 가지고 있습니다 (N-term이 stable 하다는 얘기를 듣긴 했지만, 양쪽에 his tag를 가지고 있으면 binding 이 더 잘될 것이라는 생각이 들어 N/C -term 모두에 his-tag를 달았습니다.)

실험 방법은 다음과 같습니다. 

1. 25ml 의 cell culture를 centrifuge하여 pellet 을 수득한 후, lysis buffer 5ml 로 resuspension 한 다음 세포파쇄 (via sonicator: 50%, 5'' on/ 5'' off)하였습니다. sonication 이후 centrifuge 하여 supernatant를 lysate로 사용하였습니다. (soluble fraction) 

2. 사용할 column (10ml의 컬럼)을 1CV 만큼 equilibration 해주었습니다. 

3. Ni-NTA agarose resin 을 column에 1ml 충진 후, binding buffer 3CV flow through. 

4. Sample 을 column에 load 한 후, 4℃ 에서 rotation 준 상태로 O/N

5. 이후, Sample을 flow through 하였습니다. (이 때 binding 을 좀더 시키기 위하여 flow through한 sample을 약 3회 정도 re-load하여 최종 Sample flow through 를 확보하였습니다. 

6. (+10mM imH)로 3CV 만큼 washing 

7. 1CV의 50mM~500mM imH로 각각 elution 

8. SDS-PAGE 로 gel 확인 (Gel 사진은 하기 그림과 같습니다/ 하기 문제점에 기재하였듯, Elution 된 양이 적어 50mM 이상 elution 하였던 lane은 그림에서 뺐습니다.) 

upload_image

문제점과 질문사항은 다음과 같습니다. 

Issue 1. Sonication 시, 많은 양의 cell 이 깨지지 않음이 확인됩니다. 우선적으로 사용한 sonication의 조건은 general 하게 사용하는 condition 으로 수행하였습니다.

질문) sonication 시 cell 이 잘 안깨지는 이유가 무엇인지 여쭤보고자 합니다. (많은 양의 cell 이 깨지지 않았더라도, 현재 gel 상 Soluble faction 에서는 충분한 target protein이 확보되었기 때문에, 큰 문제는 되지 않겠지만.. 그래도 일반적인 lysate와는 turbidity 가 많이 차이나서 여쭤봅니다.)

Issue 2. Soluble fraction 과 Sample flow through 에서 target 단백질의 size 가 거의 비슷합니다. -> Ni-NTA Binding의 문제라고 생각됩니다. binding 효율을 늘리고자 4도에서 rotation 주며 o/n 하였으나 실질적으로 target 단백질이 이 과정에서 많이 손실되는 것으로 보입니다. 따라서, elution 시에도 당연히 target 단백질이 적게 수득됩니다. ( 

질문) binding 이 잘안되는 경우, binding 효율을 늘리기 위하여 어떤 방법들을 사용하시는지 여쭤보고 싶습니다. 또한, gel 사진을 해석하기에 또 다른 문제점들이 있는지를 알고 싶습니다. 

** binding이 안되는 경우, 보통 3차 구조로 his tag이 숨어버리는 경우를 의심하는 것으로 알고 있습니다. 이런 숨는 케이스를 확인하고자 하면, 어떤 방식으로 확인해야 하는지도 여쭙고 싶습니다.

 

감사합니다. 

#단백질 정제
 
#ni nta
답변하기
답변 본 정보는 네티즌에 의해 작성된 정보로, 내용 중 중요하다고 생각되는 부분은 추가적인 사실 확인을 반드시 하시길 바랍니다.
대왕개구리SPEED  |  02.04 23:49  
1. sonic 처리 조건은 최적화 한것인가요?
5sec. on/off total cycles ?

2. lysis buffer 조성?

3. target이 손실되었다고 했는데 어떻게 손실양을 계산했나요?
알ATTENSION  |  02.05 14:32  

@SPEED 

안녕하세요, 답변 달아주셔서 감사합니다. 질문을 남겨주셨기에 답변 드립니다.
 

1. sonication 조건은 최적화한 것은 아닙니다. 타 실험실에서 cell 을 lysis 할 때의 조건을 물어보고 수행한 것입니다. 또한 해당 cell 은 E. coli BL21(DE3) 를 사용한 것이기 때문에 general 하게 사용되는 조건에서도 충분히 lysis 될 것이라고 생각하여 진행하였습니다. 

조건은 다음과 같습니다.

50% amplitude, 5sec on/ 5sec off, runtime 10min (pulse on time) 수행하였습니다. 

2. lysis buffer 조성은 20mM sodium phosphate + 200mM NaCl, pH 8.0 으로 적정하여 사용하였습니다. 

3. 손실양을 정밀한 방법으로 따로 계산하진 않았습니다. target protein 에 대한 손실이라고 적은 부분이 혼동을 드렸을 수 있겠네요. 

제가 전달하고자 했던 내용은,,
충분히 binding 할 수 있는 working time을 주었음에도 불구하고,, Ni-NTA resin 이 target protein을 잘 binding 하지 못하는 것 같아 보인다는 점이었습니다. (Sample flow through 에서 target protein size의 band 가 여전히 진하게 나온다는 점) 

** 추가로 말씀드리자면, resin 은 Q사 Ni-NTA agarose 제품 사용하였고, 새 제품입니다. 카달로그에서 확인해보면, binding cap' 이 "up to 50mg/ml" 입니다. (새 제품을 사용하였기에, resin regeneration 하진 않았습니다.)

개구리SCIENTIST00  |  02.05 18:22  

issue1의 문제는 젤에서 확인할 수 없긴 합니다만, 쓰신 내용과 같이 충분한 단백질이 확보되었는데 무슨 문제일까요?

issue2. 프로토콜에서 가장 두드러지는 문제는 equilibriation, wash, elution에 일관되지 않은 volume을 사용했다는 것입니다. affinity column은 최소 5cv이상 진행해야 합니다. 특히 equilibration은 5cv이상 하지 않으면 binding에 문제가 생길 수 있습니다. 아마 이 문제일 가능성 있겠네요.

다른 문제로는, 4도 overnight, 그리고 3회 re-load를 하면서 lysate에 존재하는 단백질이 aggregation이 될 수 있습니다. 4도에서 rotation하였다면 2-3시간이면 충분합니다. 

N-term, C-term에 모두 his-tag을 달았으니 구조적으로 tag이 숨겨질 것으로 생각되지는 않습니다. full length로 발현하였다면 양 말단은 보통 flexible하기 때문에 tag이 숨겨지기 어렵습니다. tag이 숨겨졌는가를 실험적으로 확인할 방법은 없습니다 

만약 발현된 단백질이 soluble aggregate라면 컬럼에 붙지 않습니다. 이런 경우 디자인을 다시 해야겠죠.

 

대왕개구리SPEED  |  02.05 18:38  

1. his tag이 붙어 있는지 wb로 확인을 한번 해보세요.

2. 평형화를 5cv 이상 해보세요.

3. binding은 잘 되기 때문에 3시간 정도 해 보세요.
알ATTENSION  |  02.05 20:01  

@SCIENTIST00

안녕하세요, 답변 주셔서 감사합니다.

issue 1은 충분한 단백질이 확보되긴 했지만, 일반적으로 sonication 이후 확보한 lysate 의 turbidity와는 차이가 있어 여쭤보게되었습니다.

현재는 target protein 이 soluble form 으로 확보할 수 있는 상황이기에 향후 실험하는데 있어 큰 문제는 되지 않습니다. 
다만 일반적으로 활용되는 BL21(DE3)를 sonication 한 다음 얻을 수 있는 lysate의 turbidity와 매우 큰 차이가 있기에, 
어떤 부분에서 Cell 이 제대로 깨지지 않았는지를 확인하고자 하였습니다. 


sonication은 건드릴 수 있는 부분이 많다고 생각합니다. (Amplitude, pulse on time 등)
따라서 좀더 투명한 lysate를 더 많이 얻을 수 있도록 하는 추가적인 handling을 거친다면 어떠한 처리가 적합한지 많은 분들의 의견을 얻고자 여쭤본 것입니다. 

issue2 에서 언급해주신 문제인 equilibration에 대한 volume을 수정하여 재 실험해봐야겠네요. 

한가지 질문이 있는 것은, elution 또한 동일 column volume으로 elution 해야하는지요?

 

감사합니다.

알ATTENSION  |  02.05 20:06  

@SPEED

답변 주셔서 감사합니다. 
윗분과 동일하게 equilibration step과 4도 rotation 주고 o/n 하는 문제를 짚어주시네요. 
이 부분은 수정해서 재실험해봐야 할 것 같습니다. 

감사합니다. 

개구리SCIENTIST00  |  02.05 22:23  
Elution 동일합니다. 5cv이상은 흘려줘야 binding protein이 모두 떨어집니다. 1ml이나 0.5ml 간격으로 elution을 나눠받는다면 농도가 높은곳을 사용할수있을 것입니다
대왕개구리SPEED  |  02.05 22:43  
elution vol.은 im 농도에 따라 달라지며 10 cv를 적은 fraction vol.으로 받은 후 전기영동으로 정하면 됩니다.
대왕개구리강시  |  02.06 09:05  

재조합 단백질이 soluble하고 양 말단에 HIS 택이 붙어 있는데도 레진에 붙지 않는다면...... 혹시 레진에 니켈이 없는 것 아닌가요?

레진에 NiCl2 용액을 넣어준 후 사용해 보시지요. 레진에 니켈이 없으면 희색이고 니켈이 있으면 조금 하늘색으로 보입니다.

답변하기
할인행사/신제품신기술 광고 검색광고
서린바이오사이언스 서린바이오사이언스
[Cell Signaling Technology] Conjugated Antibody 20% 할인 이벤트!! (4.30까지)
인성크로마텍 인성크로마텍
[고해상도 다중 면역형광 이미징 시스템] ORION™ 한번의 면역염색 및 한번의 스캔으로 바이오마커 20개..
코람바이오텍 코람바이오텍
Antibody 할인 - Cell Signaling Technology, Santa Cruz, Protein.. (4.25까지)
필코리아테크놀로지 필코리아테크놀로지
Spatial Transctiptome 분석 Tumor Microenvironment(TME) 연구의 새로운..
그린메이트바이오텍 그린메이트바이오텍
[TECAN 한국공인대리점] TECAN Microplate reader/ IMPLEN Nanophotomet.. (4.11까지)
필코리아테크놀로지 필코리아테크놀로지
Mic qPCR 체외진단의료 기기 GMP 취득 EVENT ! (~23년 6월 30일 까지) (12.31까지)
최근등록   더보기 >
RNA Extraction을 칼럼을 이용해 진행했습니다   03.21
crispr cas9 디자인 문의 드립니다.   03.21
agitation speed 관련 질문   03.21
약물 처리한 샘플에서의 p-p38 증가   03.21
mRNA 서열에 포함된 서열도 promoter로 기능할 수 있을까요?   03.21
western blot 제발 도와주세요ㅠㅠㅠ VC만 너무 진하게 찍히네요...   03.21
HL-60 Netosis 제발 도와주세요ㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠ(파일 첨부)   03.21
western blot 실험 조건 설정 방법이 궁금합니다.   03.21
RP-HPLC 와 ㄴSEC-HPLC 의뢰하고 싶은데요.   03.21
Western blot 과정 중 Blocking 후 washing때 단백질이 사라질 수 있...   03.21
최근답변자 우수답변자
알네오라이언

대왕개구리SPEED

개구리실험조아

대왕개구리강시

개구리BBluee

개구리됴엥

알솔로몬이꿈

개구리해돋이02

대왕개구리SPEED

개구리propadrum

개구리G.P.Ts

개구리현직백수

개구리미맹

꽃개구리Jake

꽃개구리느림보

꽃개구리bio

실험관련연재
세오 연재중실전 실험 프로토콜 101
세오 (필명) (Cincinnati Children’s Hospital Medical Center)
신코 연재중분석장비 이야기
분석장비 탐험가 (필명) ((주)신코)
곽민준 연재중랩노트
곽민준 (POSTECH 생명과학과)
박은총 연재마감후배에게 주고 싶은 면역학 노트
박은총(Duke University)
Mr.S 연재마감의학계의 Spectaculum: 임상시험
Mr. S (필명) (연세대학교)
에스프리 연재마감실험을 해봅시다
에스프리 (필명)
이제욱 연재마감생명과학자 기초체력 다지기
이제욱 (오송첨단의료산업진흥재단, 신약개발지원센터)
위로가기
실험 홈  |  실험FAQ
 |  BRIC소개  |  이용안내  |  이용약관  |  개인정보처리방침  |  이메일무단수집거부
Copyright © BRIC. All rights reserved.  |  문의
트위터 트위터    페이스북 페이스북   유튜브 유튜브    RSS서비스 RSS
필코리아테크놀로지 광고