SDS PAGE 也就是十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳,是生物实验室最常用的蛋白分离技术,核心原理是 SDS 给蛋白带上负电荷,消除蛋白本身原有电荷差异,让蛋白迁移速率主要由分子量大小决定,这项技术优点是操作成熟成本低,可以快速分离蛋白并且估算蛋白分子量,同时也存在明显短板,它只能按分子量分离,不能保留蛋白天然构象,糖蛋白膜蛋白还有多聚体蛋白经常会出现迁移异常,很多学生做实验的时候容易只记住它可以测分子量,忽略 SDS PAGE 本身的局限性,选择实验方案的时候,如果目标是研究蛋白天然结构活性,就不适合使用 SDS PAGE,它属于变性电泳,样品在上样前需要煮沸加还原剂,蛋白的高级结构会被破坏,实验结果只反映亚基分子量,不是完整天然蛋白的分子量,这个是理解 SDS PAGE 优缺点最关键的一点。
优点详细说明
1 原理稳定重复性好,全世界实验室都有成熟操作方案,试剂容易采购,仪器只需要电泳槽和电源,不需要昂贵大型设备
2 可以估算蛋白亚基分子量,配合 Marker 标准蛋白,通过迁移距离计算蛋白亚基分子量,是蛋白鉴定最基础手段
3 分辨率高,根据目标蛋白大小选择合适浓度分离胶,分子量接近的蛋白也可以分开,适合蛋白纯度检测
4 兼容性强,跑完胶之后可以继续做后续实验,比如考马斯亮蓝染色银染,还可以转膜做 Western blot
5 样品需求量小,微克级别蛋白样品就可以得到清晰条带,适合珍贵样品检测
缺点详细说明
1 属于变性电泳,样品经过 SDS 和还原剂处理,蛋白天然构象二硫键都会被打开,蛋白活性完全丧失,不能用来检测蛋白活性
2 只按亚基分子量分离,如果蛋白是多聚体,SDS PAGE 看到的是各个亚基,看不到天然状态下完整多聚体分子量
3 部分特殊蛋白迁移偏离标准曲线,糖蛋白高度疏水的膜蛋白,结合 SDS 的比例和普通蛋白不一样,估算出来的分子量误差偏大
4 不能分离等电点相关性质,蛋白本身等电点信息在 SDS PAGE 里面被 SDS 掩盖,想要分析等电点需要搭配等电聚焦
5 操作影响因素多,凝胶聚合质量电泳电压温度缓冲液 pH,任何一项出错都会出现条带拖尾歪带微笑带
6 不能直接定量,染色只能半定量,想要精准定量需要搭配灰度分析,误差相对比较大
优缺点对照表格
| 类别 | 项目 | 具体内容 |
|---|---|---|
| 优点 | 设备成本 | 设备简单试剂便宜 |
| 优点 | 核心功能 | 分离蛋白估算亚基分子量 |
| 优点 | 后续拓展 | 可染色可转膜做 WB |
| 缺点 | 样品状态 | 变性破坏蛋白天然结构 |
| 缺点 | 误差问题 | 糖蛋白膜蛋白分子量估算偏差 |
| 缺点 | 定量能力 | 仅半定量,无法精准定量 |
补充实验相关要点
做 SDS PAGE 的时候,如果需要保留蛋白二硫键,可以不加 β 巯基乙醇或者 DTT,但是 SDS 依然会破坏蛋白三级结构,只是保留二硫键,依旧不属于天然电泳,非变性电泳 Native PAGE 才可以保留蛋白天然构象,这点经常混淆,SDS PAGE 适合纯度鉴定亚基分子量测定 WB 前处理,不适合酶活测定天然复合物分析。
【常见问题】
问题 1 SDS PAGE 能不能用来测定天然蛋白的真实分子量
回答 1 SDS PAGE 不能测定天然蛋白真实分子量,SDS PAGE 是变性电泳,测出的是蛋白亚基分子量,天然多聚体蛋白经过 SDS PAGE 之后会解聚,结果和天然状态分子量不一样
问题 2 SDS PAGE 相比 Native PAGE 最大缺点是什么
回答 1 SDS PAGE 最大缺点是会变性破坏蛋白天然构象,Native PAGE 可以保留蛋白天然结构,SDS PAGE 无法实现这个效果,所以研究蛋白活性不能选择 SDS PAGE
问题 3 为什么糖蛋白在 SDS PAGE 里面分子量估算不准
回答 1 糖蛋白结合 SDS 的量和普通蛋白不同,迁移行为偏离标准曲线,所以 SDS PAGE 估算糖蛋白分子量会存在明显误差,这是 SDS PAGE 本身的缺点
问题 4 SDS PAGE 的优点里面是否支持后续 Western blot 实验
回答 1 SDS PAGE 具备这个优点,SDS PAGE 跑完凝胶之后可以转膜,是 Western blot 最常用的前处理电泳方式,这也是 SDS PAGE 广泛使用的重要原因
【免责申明】
本内容为生物实验 SDS PAGE 原理学习参考,不同实验体系凝胶配方和实验条件存在差异,实验结论以实际操作和文献标准为准,本内容不作为实验方案唯一依据。


