图1所示。蛋白质截断试验不同步骤的示意图。
蛋白质截断试验是评估DNA突变在体外导致蛋白质截断的一种有效方法。根据对翻译蛋白的影响,将DNA突变分为移码突变、无义突变、错义(非同义)突变、中性突变和沉默突变。无义突变导致提前终止密码子。这意味着最终得到的蛋白质会比预期的更早终止,并且可以通过蛋白质截断测试来检测。这种较短的蛋白质也被称为截短蛋白质。在蛋白质截断试验中,我们不需要用动物作为模型系统来合成蛋白质;相反,我们有一个体外系统,合成蛋白质不需要活细胞。
蛋白质截断试验常用于分析与疾病相关的突变,例如,在癌症中,突变会导致无功能的蛋白质。从蛋白质截尾试验中,我们可以得出结论,基因的某个特定部分是否发生了突变,导致蛋白质截尾;然而,我们不知道突变的确切位置和产生的DNA序列是什么(例如,它可能是一个替换产生一个停止密码子或删除导致移码,然后一个停止密码子或其他)。为了找到更多关于突变的信息,我们需要执行DNA测序作为一种验证方法。通过DNA测序,我们将能够知道导致蛋白质缺失的DNA的确切序列。
蛋白质截尾检测由四个主要步骤组成(图1):
聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种根据蛋白质大小分析蛋白质的技术。它和琼脂糖凝胶电泳用于PCR后分析DNA。与DNA不同,蛋白质可以折叠成复杂的3D结构。在凝胶上运行之前,我们必须首先变性蛋白质的3D结构,使其线性。我们可以通过加入十二烷基硫酸钠(SDS)来做到这一点,SDS是一种可以分解蛋白质使其呈线性的洗涤剂。SDS也需要给蛋白质带负电荷。
当蛋白质被线性化并带负电荷时,我们可以将它们装载到聚丙烯酰胺凝胶上并施加电荷。带负电荷的蛋白质将通过多孔聚丙烯酰胺向正极移动,正极位于凝胶的末端。较长的蛋白质比较短的蛋白质移动得慢;这就是我们如何利用聚丙烯酰胺凝胶电泳根据蛋白质的长度来分离蛋白质的方法。在蛋白质截短试验中,野生型蛋白质比截短的蛋白质迁移更少。