1. Thể vùi và phương pháp hòa tan thể vùi
1.1. Thể vùi
Protein có mức độ biểu hiện cao trong E. coli thường tạo ra các hạt nhỏ không hòa tan ở
trong tế bào chất (thể vùi), có thể quan sát bằng kính hiển ngược pha và tách khỏi dịch tan của tế bào sống bằng phương pháp ly tâm. Các tế bào biểu hiện mức độ cao các protein ngoại lai được cô lại bằng ly tâm và phá vỡ bằng các kỹ thuật cơ học, siêu âm, hoặc dùng lysozyme kết hợp với chất tẩy. Các thể vùi (inclusion) được tạo tiểu thể bằng ly tâm và rửa với Triston X-100 và EDTA hoặc urea.
Để thu được chất hòa tan, protein hoạt động, các thể vùi được rửa phải hòa tan và sauđó phải được tái cuộn xoắn. Mỗi protein có thể cần một phương pháp hòa tan khác nhau và thường được xác định theo kinh nghiệm. Các điều kiện khác nhau (ví dụ: guanidine HCl [5-8 M], urea [6-8 M], SDS, alkaline pH, hoặc acetonitrile/propanol) có thể được sử dụng để hòa tan các thể vùi. Trong nhiều trường hợp, chỉ cần pha loãngđơn giản dịch chiết hòa tan trong một đệm thích hợp là đủ. Nếu protein
chứa các cầu nối disulfide, người ta cần phải tiến hành oxy hóa và khử glutathione. Một đôi khi cần bổ sung đồng dung môi (co-solvent) như PEG, hoặc các chất tẩy rửa như Triton X-100, Tween 20 hoặc
Zwittergent 3-16.
Sau khi hòa tan thành công, có thể thử nghiệm các phương pháp tái cuộn xoắn khác nhau bao gồm sự pha loãng hoặc thẩm tách. Hiệu suất tạo ra protein hoạt động hoặc protein có các liên kết disulfite giống như protein gốc phụ thuộc vào nồng độ, độ tinh sạch và kích thước của chuỗi polypeptide; độ pH và cường lực ion của dung môi; và tỷ lệ tái cuộn xoắn của chúng. Các nhân tố khác bao gồm số lượng của các liên kết disulfite và bản chất của chính protein. Trong một số trường hợp, các protein hòa tan có thể rất khó tái cuộn xoắn và người ta thấy rằng việc bổ sung chaperonins có thể giúp ích cho các quá trình này. Chaperonins là các protein cần để đảm bảo cuộn xoắn chính xác cácin vivoprotein, với khả năng thuận lợi của chaperonin tái tổ hợp chúng được dùng để xúc tác cho quá trình tái cuộn xoắn chính xác của cácin vitro protein.
Nguyên nhân tạo thành các thể vùi chưa được biết đầy đủ, vì không phải tất cả protein biểu hiện ở mức độ cao đều tạo thành thể vùi. Tế bào vật chủ cũng thể hiện một vai trò quan trọng. Cấu trúc chính xác của protein tái tổ hợp cũng có thể ảnh hưởng sự tạo thành các thể vùi. Một nghiên cứu được thực hiện với-interferon người tái tổ hợp đã cho thấy chỉ một vài thay đổi amino acid cũng có thể ảnh hưởng đến sự chuyển hóa giữa các biểu hiện của protein hòa tan và không hòa tan trongE. coli.
1.2. Phương pháp hòa tan thể vùi
Ly tâm thu tiểu thể tế bào E. coli, tái huyền phù tiểu thể bằng phenylmethylsulfonylfluoride
(PMSF) và lysozyme, đặt ở nhiệt độ phòng (RT) khoảng 20 phút (thỉnh thoảng khuấy). Sau đó, bổ sung deoxycholic acid, đặt ở 37oC và khuấy cho tới khi dịch tan trở nên sền sệt, bổ sung DNase I và để 30 phút ở RT.
1.2.2. Tinh sạch và rửa thể vùi