实验方案(Protocols)

端粒酶活性检测实验

简介

端粒酶是一种能够以自身 RNA 为模板合成端粒 DNA 的反转录酶,通常认为,端粒酶由蛋白部分以及 RNA 部分构成,RNA 部分(telomerase RNA,简写成 TR 或 TERC)是端粒合成的模板,其蛋白部分至少包括两个亚基,大亚基为端粒酶反转录酶(telomerasereverse transcriptase,TERT),其内部具有底物--端粒的结合位点,dNTP 结合的催化位点以及模板排列的位点。小亚基蛋白由 dyskerin(DKC1)及其他在 TR 处理过程中与装配成具有活性的端粒酶相关 H+ACA 盒成员等小的核仁复合物组成,端粒酶催化端粒合成的示意图如图 11-7 所示。由于 TR 和 TERT 是端粒酶的活性基团,因此端粒酶的活性示与检测通常是通过检测 TR 及 TERT 的活性实现的,对于 TR 表达水平的检测通常可以采用定量 PCR 等方法,但由于 TR 实际上并非端粒酶活性的限速因子,因而检测端粒酶活性的研究主要针对检测 TERT 的活性而设计。传统上 TERT 的活性大致可以通过 3 种方法进行测定:即 PCR 技术、原位杂交技术、免疫荧光/免疫组化/免疫印迹技术。目前,用于端粒酶活性检测实验的方法主要有 1 种:TRAP 检测法。

原理

TRAP 检测法检测端粒酶活性的基本原理是通过具有活性的端粒酶催化,将端粒重复序列(GGTTAG)加到一个寡核苷酸底物 TS 的 3'末端,然后通过 PCR 扩增 30~33 个循环,通过在反应中的 TS 引物上引入放射性同位素 y-32P-ATP 标记,对 PCR 产物采用聚丙烯酰胺电泳检测,最后采用放射性自显影检测并分析扩增结果。


另外也可以不对引物进行放射性同位素标记,而是采用非放射性的 SYBRGreen 染料对 PCR 产物进行染色鉴定,分析并量化出端粒酶的活性。

操作方法

TRAP检测法检测端粒酶活性

原理

TRAP 检测法检测端粒酶活性的基本原理是通过具有活性的端粒酶催化,将端粒重复序列(GGTTAG)加到一个寡核苷酸底物 TS 的 3'末端,然后通过 PCR 扩增 30~33 个循环,通过在反应中的 TS 引物上引入放射性同位素 y-32P-ATP 标记,对 PCR 产物采用聚丙烯酰胺电泳检测,最后采用放射性自显影检测并分析扩增结果。另外也可以不对引物进行放射性同位素标记,而是采用非放射性的 SYBRGreen 染料对 PCR 产物进行染色鉴定,分析并量化出端粒酶的活性。

材料与仪器

器材:
① 组织研磨器
② 紫外分光光度仪
③ PCR 仪
④ 垂直电泳槽
⑤ 紫外凝胶成像系统
⑥ 待测细胞或组织样品细胞。
试剂:
① 聚丙烯酰胺凝胶试剂
② Taq DNA 聚合酶;
③ dNTP Mix。
④ SYBR Green 染料
⑤ TRAP 检测法引物(包括 TS引物,RP引物,K1引物,TSK1引物);
⑥ 1x CHAPS 缓冲液(10 mmol/L Tris-HCI,pH7.5,1 mmol/L MgCl
2,
1 mmol/L EGTA,0.1 mmol/L 苯甲脒,5 mmol/L β-巯基乙醇,0.5% CHAPS,10% 丙三醇)
⑦ 10x TRAP 反应缓冲液(200 mmol/L Tris-HCI(pH8.3),15 mmol/L MgCl
2
,630 mmol/L KCI,0.5% Tween-20,10 mmol/L EGTA)

步骤

TRAP 检测法检测端粒酶活性的基本过程可分为如下几步:


A 细胞或组织的处理,收集细胞,采用 1x CHAPS 缓冲液在冰上匀浆裂解细胞,冷冻离心分离上清液,测定提取上清液的蛋白浓度后,调定模板浓度为固定值,用于下一步检测。


B TRAP 反应设置,在每个反应中加入模板 2 μl,10x TRAP 反应缓冲液 5 μl,50x dNTP Mix 1 μl,TS引物 1 μl,TRAP 检测法引物(含 RP引物,K1引物,TSK1引物)1 μl,Taq DNA 聚合酶(5 U/μl)0.4 μl,ddH2O 39.6 μl。


C PCR 扩增,PCR 反应条件为:30 ℃ 孵育 30 min,然后进行两步 30 个循环,包括 94 ℃ 变性 30 s,59 ℃ 退火/延伸混合 30 s。反应实际是一个共同缓冲液,双酶系统的反应,在第一个酶系统的反应中,端粒酶将一定数量的端粒重复序列(GGTTAG)转到了寡核苷酸底物 TS 的 3'末端,而在第二个酶系统的反应中,TS 和 RP引物则可以扩增出一个以 6 碱基递增的产物梯度,如从 50 个核酸开始的:50,56,62,68•••••片段。


D 反应产物电泳及显色反应,将 PCR 反应产物上样到 10% 聚丙烯酰胺凝胶中,1x TBE 缓冲液电泳,1:10000 SYBR Green 对凝胶进行染色 15 min 后拍摄照片。

注意事项

1 1x CHAPS 缓冲液裂解细胞应在冰上进行,组织样品比较难于裂解,可能需要用到电动匀浆器,注意应在冰上研磨,避免温度过高,离心应采用冷冻离心机以防止端粒酶遇热降解。

2 采用 SYBR Green 染色时间不应过长,染色应避光进行,拍摄时间不应过长,以防荧光染料见光分解,无法获得清晰图像。


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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《端粒酶活性检测实验》. 阿拉丁知识库,更新于 2024年12月23日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/telomerase-activity-assay-experiment.html
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