各種裂解液中的破膜組分的功能

各種裂解液中的破膜組分主要用于細胞裂解，以便釋放細胞內部的蛋白質(zhì)、核酸和其他生物分子。細胞裂解液的主要目的：1.利用去污劑破壞脂質(zhì)雙分子層，破裂細胞；2. 溶解蛋白；3. 蛋白變性使其穩定；4. 抑制蛋白酶活性 

關(guān)于去垢劑 (detergents)：

幾種組織/細胞裂解液裂解強度(應用)的差異主要還是配方中去污劑種類(lèi)和濃度的不同。去污劑分為變性去污劑(denaturing detergents)和非變性去污劑(non-denaturing detergents)，前者可以是陰離子，比如SDS；或陽(yáng)離子，比如乙基三甲基溴化銨。這些去垢劑總體來(lái)說(shuō)破壞膜和通過(guò)打破蛋白-蛋白間相互作用來(lái)變性蛋自；非變性去垢劑分為非離子，比如Titon X-100；膽鹽，比如膽酸鹽類(lèi)；和兩性離子去垢劑，比如CHAPS。

不同類(lèi)型的裂解液和其破膜組分具有不同的功能和特點(diǎn)：

例如，在免疫沉淀或ELISA實(shí)驗中，Tween 20常用于洗脫非特異性結合的蛋白質(zhì)，以減少背景信號，提高實(shí)驗的特異性和靈敏度。在蛋白質(zhì)提取和純化過(guò)程中，可以防止蛋白質(zhì)的非特異性吸附和變性，幫助保持蛋白質(zhì)的穩定性。CHAPS常用于保持蛋白質(zhì)活性和結構的同時(shí)破裂膜結構，適用于功能分析。Digitonin作為一種溫和的去污劑，可以選擇性地溶解包含膽固醇的膜，如細胞膜和線(xiàn)粒體外膜，但對線(xiàn)粒體內膜影響較小。這使得它特別適合用于區分和分離線(xiàn)粒體外膜和內膜。常用于選擇性地提取線(xiàn)粒體外膜，同時(shí)保持內膜的完整性。相比于其他去污劑，Digitonin的作用較為溫和，能夠在保持蛋白質(zhì)活性的同時(shí)提取膜蛋白，這對于需要保留蛋白質(zhì)功能的實(shí)驗非常重要。NP-40是很溫和的去垢劑，1%濃度的基本可以破壞掉胞膜，而對核膜破壞的作用弱，結合特定的buffer可以獲得胞漿蛋白。 

TritonX-100的能力介于NP40和SDS之間，偏向于NP40，溶解脂質(zhì)，增加細胞膜的通透性，也是常用的細胞裂解液成分之一，在保護蛋白活性方面有一定作用（SDS基本會(huì )使蛋白變性失活）。但是去垢劑屬性只是一方面，buffer、配比、濃度、提取方法和材料處理也都是關(guān)鍵因素。

2. 陰離子型去污劑（如SDS, Deoxycholate）：

? 能有效溶解細胞膜及蛋白質(zhì)，常用于徹底裂解細胞，提取總蛋白質(zhì)。
? 會(huì )使蛋白質(zhì)變性，適合用于SDS-PAGE和Western Blot等實(shí)驗。

例如，去氧膽酸鈉能有效地破壞細胞膜和核膜，廣泛用于總蛋白質(zhì)提取。在裂解細胞和組織時(shí)，它能夠幫助溶解細胞膜中的脂質(zhì)成分，釋放細胞內容物。因此，常用于溶解和提取膜蛋白。相比于非離子型去污劑，它能夠更加徹底地溶解難以提取的膜蛋白。

SDS屬于陰離子型去垢劑，最厲害，基本可以把細胞完全破掉，DNA會(huì )釋放出來(lái)，裂解液變得很粘稠。 

去氧膽酸鈉有時(shí)與其他去污劑（如SDS）聯(lián)合使用，以增強去污和蛋白質(zhì)溶解效果。在某些情況下，與非離子型去污劑（如Triton X-100）聯(lián)合使用，可以兼顧蛋白質(zhì)溶解和活性保持。

一些常用裂解液的主要特點(diǎn)和差異：

• 用于普通的Western、IP或co-IP，通常使用Western及IP細胞裂解液。裂解細胞或組織后，沒(méi)有非常粘滯的透明狀DNA團塊形成，不必采用超聲處理等就可以非常理想地用于后續操作。另外該裂解液裂解的產(chǎn)物也適合用于磷酸化蛋白的Western檢測。

• 對于某些特殊蛋白的IP，如果發(fā)現Western及IP細胞裂解液)效果不是非常理想，可以嘗試用RIPA裂解液(強、中或弱)或NP-40裂解液。如果發(fā)現IP的時(shí)候背景很高，即非特異的蛋白也被IP下來(lái)，則需要選用裂解強度較高的裂解液，例如RIPA裂解液(強或中)。如果發(fā)現目的蛋白無(wú)法被IP下來(lái)，則說(shuō)明裂解液的強度過(guò)強，可以使用較為溫和的裂解液例如RIPA裂解液(弱)或NP-40裂解液。

• 對于某些難溶解蛋白的Western，如果發(fā)現Western及IP細胞裂解液效果不是非常理想，可以嘗試使用裂解強度更高的裂解液例如RIPA裂解液(強、中)或SDS裂解液。

• 用于特定用途需要自行添加特定抑制劑或不需要添加抑制劑時(shí)，可以考慮最后兩種。用Western及IP細胞裂解液（無(wú)抑制劑）在很多時(shí)候可以兼容酶活性和生物小分子的檢測，對于特定的酶或生物小分子的檢測是否兼容需要自行測試。Western及IP細胞裂解液（無(wú)抑制劑）的裂解能力比RIPA裂解液（強，無(wú)抑制劑）弱一些，但用于酶活性和生物小分子時(shí)，兼容性通常會(huì )更好一些。

蛋白酶抑制劑：抑制蛋白酶的活性，避免蛋白過(guò)度降解。

磷酸酶抑制劑：抑制去磷酸化作用

3. 裂解酶（如Lysozyme, Trypsin）：
? 針對特定類(lèi)型的細胞，如細菌細胞，能夠降解細胞壁成分，使細胞膜易于裂解。
? 常與其他裂解劑聯(lián)合使用，增強裂解效果。

4. 機械破碎法（如超聲波裂解、玻璃珠研磨）：
? 不依賴(lài)化學(xué)裂解液，適用于堅硬的細胞壁（如酵母和植物細胞）。
? 可通過(guò)控制處理強度和時(shí)間調節裂解效果。

5. 高滲或低滲裂解（如低鹽緩沖液）：
? 利用滲透壓差導致細胞脹裂或收縮破裂，適合裂解脆弱的細胞類(lèi)型。
? 通常配合其他裂解方法使用，以提高效率。

6. 有機溶劑（如乙醇、乙酸乙酯）：
? 能溶解脂質(zhì)膜，但可能對蛋白質(zhì)有較大破壞作用。
? 適用于某些特定實(shí)驗，如脂質(zhì)分析。

選擇合適的裂解液及其破膜組分，取決于具體的實(shí)驗目的和細胞類(lèi)型。確保實(shí)驗條件不會(huì )破壞目標分子的活性或結構，是進(jìn)行成功實(shí)驗的關(guān)鍵。

（來(lái)源 微信公眾號：“科研這點(diǎn)事兒”）