植物RNA提取過程中難點的相應對策
植物和動物組織有很大的不同,主要是其多糖及酚類化合物含量很多,因與有必要注意如下幾個方面. 酚類化合物的干擾及對策: 許多植物組織特別是植物的果實(如蘋果、櫻桃、李子、葡萄等)和樹木類植物中富含酚類化合物。酚類物質的含量會隨著植物的生長而增加。因而從幼嫩的植物材料中更容易提取RNA。此外,針葉類植物的針葉中多酚的含量比在落葉植物的葉子中要高得多。在植物材料勻漿時,酚類物質會釋放出來,氧化后使勻漿液變為褐色,并隨氧化程度的增加而加深,這一現象被稱為褐化效應(browning effect)。被氧化的酚類化合物(如醌類)能與RNA穩定地結合,從而影響RNA的分離純化。但Newbury等發現RNA提取的難易程度與材料中酚類物質的總量之間并無相關性,因此認為不是所有的酚類化合物都影響RNA的提取。但一般認為所謂的“縮合鞣質”即聚合多羥基黃酮醇類物質(如原花色素類物質)是影響RNA提取的一類化合物。目前去除酚類化合物的一般途徑是在提取的初始階段防止其被氧化,然后再將其與RNA分開。 防止酚類化合物被氧化的方法:% f9 Y5 N7 h2 w9 H6 ]: E# A/ G5 ]3 ] 1、還原劑法:一般在提取緩沖液中加入(-巰基乙醇、二硫蘇糖醇(DTT)或半胱氨酸來防止酚類物質被氧化,有時提取液中(-巰基乙醇的濃度可高達2%。(-巰基乙醇等還可以打斷多酚氧化酶的二硫鍵而使之失活。Su等認為在過夜沉淀RNA時加入(-巰基乙醇(終濃度1%)可以防止在此過程中酚類化合物的氧化。硼氫化鈉(NaBH4)是一種可還原醌的還原劑,用它處理后提取緩沖液的褐色可被消減,醌類化合物可被還原成多酚化合物。 2、螯合劑法:螯合劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)中的CO-N=基有很強的結合多酚化合物的能力,其結合能力隨著多酚化合物中芳環羥基數量的增加而加強。原花色素類物質中含有許多芳環上的羥基,因而可以與PVP或不溶性的PVPP形成穩定的復合物,使原花色素類物質不能成為多酚氧化酶的底物而被氧化,并可以在以后的抽提步驟中被除去。用PVP去除多酚時pH值是一個重要的影響因素,在pH8.0以上時PVP結合多酚的能力會迅速降低[11]。當原花色素類物質量較大時,單獨使用PVPP無法去除所有的這類化合物,因而需要與其它方法結合使用。; O6 U* W8 J; j" [( f 3、Tris-硼酸法:如果提取緩沖液中含有Tris-硼酸(pH7.5),其中的硼酸可以與酚類化合物依*氫鍵形成復合物,從而抑制了酚類物質的氧化及其與RNA的結合。這一方法十分有效,所以Lбpez-Gбmez等在提取緩沖液中不再加入其它還原劑。但如果Tris-硼酸濃度過高(>0.2M)則會影響RNA的回收率。 4、牛血清白蛋白(BSA)法:原花色素類物質與BSA間可產生類似于抗原-抗體間的相互作用,形成可溶性的或不溶性的復合物,減小了原花色素類物質與RNA結合的機會,因此提高了RNA的產量。BSA與PVPP結合使用提取效果會更好。由于BSA中往往含有RNase,因而在使用時要加入肝素以抑制RNase的活性。 5、丙酮法:Schneiderbauer等用-70℃的丙酮抽提冷凍研磨后的植物材料,可以有效地從云杉、松樹、山毛櫸等富含酚類化合物的植物材料中分離到高質量的RNA。 酚類化合物的去除 : 通過Li+或Ca2+沉淀RNA的方法可以將未被氧化的酚類化合物去除。與PVP、不溶性PVPP或BSA結合的多酚,可以直接通過離心去除掉,或在苯酚、氯仿抽提時除去。Manning利用高濃度的2-丁氧乙醇(50%)來沉淀RNA,而多酚溶解于2-丁氧乙醇中而被除去。然后用含50% 2-丁氧乙醇的緩沖液洗滌RNA沉淀以去除殘留的多酚。他認為即使多酚被氧化,其氧化產物仍可以溶解在高濃度2-丁氧乙醇溶液中而被去除,無需再用NaBH4來處理。@ 多糖的干擾及對策: 多糖的污染是提取植物RNA時常遇到的另一個棘手的問題。植物組織中往往富含多糖,而多糖的許多理化性質與RNA很相似,因此很難將它們分開。在去除多糖的同時RNA也被裹攜走了,造成RNA產量的減少;而在沉淀RNA時,也產生多糖的凝膠狀沉淀,這種含有多糖的RNA沉淀難溶于水,或溶解后產生粘稠狀的溶液。由于多糖可以抑制許多酶的活性,因此污染了多糖的RNA樣品無法用于進一步的分子生物學研究。在常規的方法中,通過SDS-鹽酸胍處理可以部分去除一些多糖;在高濃度Na+或K+離子存在條件下,通過苯酚、氯仿抽提可以除去一些多糖;通過LiCl沉淀RNA也可以將部分多糖留在上清液中。但即使通過這些步驟仍會發現有相當多的多糖與RNA混雜在一起,所以還需要用更有效的方法來解決植物RNA分離純化時多糖污染的問題。 (責任編輯:大漢昆侖王) |