一、實驗原理
同工酶(isozymes)是指作用于底物相似或完全相同的酶的不同分子 形式,即催化同一種反應而結構不同的一族酶。它們是受遺傳體系決定的酶的不同分子 形式。利用凝膠電泳 技術可以將它們分開,用專一的作用底物和特殊染料,把需要分析的酶染色,在膠柱上呈現同工酶譜。
二、實驗目的
1.通過實驗掌握植物 同工酶實驗技術,了解植物 同工酶分析在遺傳學研究中的意義。
2.著重掌握過氧化物酶的提取,電泳與染色技術和分析方法。
三、實驗材料
以下內容任選一組或二組即可
1.二種不同品種蠶豆。
2.蠶豆的新種子和儲藏2—3年陳種子。
3.蠶豆與豌豆。
4.甘藍和甘藍型油菜的幼苗嫩葉。
5.不同品種的柑桔嫩葉。
四、實驗器具和藥品
1.用具:電泳儀 ,電泳槽 ,注射筒及針頭,微量注射器,裝凝膠用玻璃管(內徑為5毫米、長度為90毫米)、離心機 。
2.藥品:三羥甲基氨基甲烷(Tris),四甲基乙二胺(TEMED),丙烯酰胺(Acr),甲叉雙丙烯酰胺(Bir),甘氨酸,過硫酸銨,蔗糖,溴酚藍,聯苯胺,過氧化氫。
五、實驗說明
同工酶的不同分子形式,可以出現在同一生物的不同發育時期,所以取不同期的材料,酶帶的情況就不一樣。這是同工酶技術適用于發育研究的方便之處。另一方面,利用同工酶技術進行遺傳學分析與群體遺傳學研究時,則特別要求取材的一致性。
否則,它們之間的差異可能不是遺傳而是由發育造成的。例如要比較兩個品種蠶豆的遺傳差別,可用它們的發芽種子進行比較。但這時至少應該檢查是否是同年的種子、是否在發芽前都曬過種、是否是同時浸種,是合是恒溫發芽,以及是否是取同樣部位和同樣分量等。
六、實驗步驟
(一)不同品種或種間的植物,取發育時期相同,組織相同的樣品,制備酶粗提液。一般取樣0.5克,或在恒溫條件下發芽的幼苗3—5個,置于研缽中,加入0.1毫升—0.5毫升水研磨勻漿、后將樣品移至小離心管中離心(3500rpm)15分鐘,取上清液,混入等體積的50%的蔗糖溶液,電泳前可在冰箱中保存。
(二)聚丙烯酰胺 凝膠系統的配制
A液:1mol/LHCl48.0毫升,Tris36.4克:TEMED0.23
毫升加水至100毫升,pH8.3。
B液:丙烯酰胺28.0克;甲叉雙丙烯酰胺0.735克加水至100毫升。
C液:過硫酸銨(用前配制)1.4%。
配膠:A∶B∶C∶H2O=1∶2∶0.4∶4.6
配膠后立即灌好裝膠的玻璃管
(三)電極緩沖液配制
Tris30.0克
甘氨酸14.4克
加水至1000毫升、pH8.3、使用時稀釋10倍。
(四)染色液配制——過氧化物酶染液
醋酸聯苯胺溶液5毫升,3%H2O22毫升,H2O93毫升
(五)加樣和電泳
各根凝膠管加入0.05毫升的樣品酶粗提液0.05毫升。加一小微滴0.005%溴酚藍,上下電泳槽加電極緩沖液后在低于15℃氣溫中,每管電流2mA進行電泳,當溴酚藍遷至凝膠下端0.5—1厘米時停上電泳。電泳時間3—4小時。
(六)用長針頭注射器注水法自凝膠管中取出凝膠,凝膠要完整,不能斷裂。
(七)染色:將完整的凝膠條置于中號試管中,加入染色液,浸泡整條凝膠,室溫下染色20—30分鐘,呈現酶帶后取出凝膠,用水漂洗終止染色。
(八)帶型清楚的膠應作攝影記錄或作掃描測定,膠涼干后還作永久保存(圖36-1)。
七、實驗結果
1.記錄實驗的操作程序,檢查是否和原設計相符合?
2.將各膠柱中酶帶條數、寬度、著色深淺和移動距離填入表中。
3.選擇比較組分膠柱中、著色最深的酶帶或特殊酶帶(即該組分特有酶帶),計算酶帶的相對遷移率Rf值