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內參蛋白是用來確保蛋白上樣量一致性,量化目的蛋白的表達情況,是免疫印跡(WB)和免疫熒光(IF)等實驗結果定量分析或定性比較的重要標尺。
如何選擇內參蛋白?
內參蛋白主要是一些持家基因,這些持家基因執行大量的基本功能,并持續在多種組織和細胞中高水平表達。 常見內參蛋白包括 Actin、Tubulin、GAPDH、Histone H3 等。但是,研究不同類型的蛋白,對內參的選擇是有講究的,如:
1. 胞漿蛋白的內參與胞核蛋白的內參是不一樣的;
2. 在一定的實驗條件下,內參蛋白的表達發生明顯的變化時需要選擇其他表達不變或者變化很小的蛋白;
3. 當研究的蛋白的分子量與內參接近時,需要選擇分子量與目的蛋白的分子量差距比較大的蛋白。
多數情況下,內參蛋白的表達量很高且穩定,但是,特定的實驗條件(環境壓力,外界因素刺激等)會引起這些內參蛋白的變化,因此有些內參在不同實驗條件或研究模型下不適合選擇,網上總結了最近研究的結果,列出有些實驗條件下不合適的內參供參考:
1. 研究結腸癌的發生及轉移時,細胞骨架蛋白 Vinculin 不適合做全細胞的內參。近期研究表明,結腸癌中 Vinculin 表達的減少和增加與致癌和轉移有關聯1。
2. 在環境壓力下,HSP70 和 HSP90 被誘導而表達發生變化,盡管 HSP70 和 HSP90 正常情況下是組成性表達的分子伴侶,能夠保持蛋白合成穩態,但環境壓力下,HSP70 和 HSP90 不適合胞漿蛋白的內參。
3. 當細胞發生凋亡的時候,核多聚 (ADP-核糖) 聚合酶 PARP 和核膜的結構組分 Lamins,都不適合做核蛋白的內參。在凋亡細胞體內,PARP 是 caspase-3 裂解的主要靶蛋白之一3。Lamin A/C 能夠被 caspase-6 切割,可以作為 caspase-6 激活的標志。在凋亡過程中,Lamin A/C 能夠被特異地剪切成大片段 (41-50 kDa) 和小片段 (28 kDa)。Lamin 的剪切會引起細胞核的失調和細胞死亡4,5。
4. VDAC (電壓依賴性陰離子通道) 廣泛表達,定位于線粒體外膜,通常認為這是代謝傳入或傳出線粒體的主要方式。另外,這個通道在凋亡信號中發揮重要作用。Bcl-2 家族蛋白調控凋亡過程中線粒體通透性的改變,他們能結合 VDAC 改變通道的動力6。VDAC 的同二聚體化可能是一種改變線粒體通透性和促進細胞色素 C 釋放的機制。
5. Cofilin 屬于一組保守的小 Actin-結合蛋白家族,在胞質分裂,內吞,胚胎發育,壓力應激和組織再生過程中發揮了關鍵作用。在刺激因素作用下,Cofilin 作為提前存在的細絲促進 Actin 肌動蛋白絲的再生7。Cofilin 的第 3 位絲氨酸被 LIMK 或 TESK 磷酸化后會抑制 Cofilin 的這種作用8。
6. Actin ,一種廣泛表達的真核蛋白,是細胞骨架的重要組分。研究證明在原始乳腺癌細胞中 Actin 是高度磷酸化的9。研究也發現凋亡條件下,心臟肌肉以及骨骼肌中都能觀察到 beta-Actin 的清除10,因此,beta-Actin 不適用于心臟和骨骼肌的樣品。心肌和骨骼肌樣本可以用 alpha-Actin 做內參。Caspase-3 對 Actin 的清除會加速泛素/蛋白酶體依賴的肌肉蛋白酶解11。 細胞生長條件的改變以及與胞外基質組分的相互作用都可能會導致 Actin 蛋白合成的變化 。
7. GAPDH(甘油醛-3-磷酸脫氫酶), 在糖酵解過程中將 3-磷酸甘油醛進一步磷酸化。雖然在不同組織中的表達水平有差異,但 GAPDH 普遍被認為是一個組成型表達的持家蛋白。正是由于這個原因,GAPDH 的 mRNA 和蛋白通常在對其它有變化的靶蛋白測定實驗時作為對照。當代謝信號通路受到影響時 GAPDH 不適合做內參等。
8. 球形微管蛋白亞基包含微管建筑塊,由 α/β-tubulin 異源二聚體形成所有真核細胞的 tubulin 亞單位。 對抗微生物和抗有絲分裂藥物耐受性的不同而會導致 Tubulin 的表達發生變化 。
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