追求卓越儀器室

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O-2D FPLC：

O-2D-2  AB 492：

O-3B Ab：

O-2D/3B  蛋白質核心實驗室簡介：

林榮耀   莊榮輝

本文載於『生醫報導』第 8 期 (July-August, 2001)

研究者在進行實驗工作時，都期望有一個具連貫性又有效率的支援設施，最好也同時培養操作人員，以確保實驗結果品質以及日後的長期經營。 追求卓越計畫的蛋白質核心實驗室針對如此的目標，嘗試建立一個蛋白質純化、微量分析檢定，乃至於抗體製備的整體套裝流程，以便服務各個子計畫，以及本校其他的相關研究。

  人類基因體之核酸序列已經解出，大家的目光又逐漸轉移到基因所轉譯出來的 蛋白質，也興起『蛋白質體』的研究熱潮。 蛋白質有別於核酸的最大特徵，就是每種蛋白質有其固定的構形，而構形是造就蛋白質構造與功能的最主要根源。 研究『蛋白質體』所探索的主題之一，就是蛋白質分子間的辨認與交互反應；抗體與其抗原分子之間，也是以專一性的結合來作為互相辨認的手段，這使得抗體成為研究蛋白質的一項重要工具。

台大追求卓越計畫中的『迎向生物科技發展之新紀元』由總主持人 林榮耀 院士規劃，總計畫下設有各種核心實驗室，其中核心實驗室 O-2 便是以蛋白質為主要對象。 蛋白質核心實驗室的研究設施，主要配置於 醫學院生化所 (O-2A/2B/2C)，有各種尖端的蛋白質分析儀器，是以『蛋白質體』為主體的微量分離與分析技術。 而位於校總區 生化科技學系 的 O-2D/3B 實驗室，則是以傳統的蛋白質純化為主，加上抗體的製備，配合上述 O-2A/2B/2C 精密分析中的蛋白質定序，可以形成一套完整的服務系統，我們稱之為『純化-定序-抗體』套裝流程；圖一 列出此流程的設計原則，並且說明可能的應用方式，以及各種教學或訓練課程的配合情形。

  本套裝流程的最終理想是，某研究室的研究生或助理人員，在初步取得部份純化的目標蛋白質後，先經由 O-2D 的精密純化得到均質蛋白質，然後送到 O-2B 的各種精密分析儀器檢定其生化性質，其中可能定出部份的胺基酸序列，依此序列可合成 peptide 片段，以此 peptide 片段或者完整的蛋白質為抗原，進行各種抗體的製備，最終得到專一性的免疫學工具。

Fig1點選下圖中的連結可到相關的網頁

O-2D 蛋白質精密純化：

很多研究都需要用到均質蛋白質，因此 蛋白質純化 成為一個必要的關鍵技術。雖然很多研究室都有相關的設備與技術，但我們仍然設置蛋白質純化方法中最有效力的『高效能液相層析系統 FPLC』，並且希望能夠提供有關純化技術的各種諮詢協助。使用者必須先自行進行總蛋白質的粗抽取，然後以簡單的層析法得到部份純化的蛋白質後，再繼續由 O-2D 的 FPLC 系統純化出均質蛋白質。 O-2D 有各種 FPLC 管柱，以便組合成不同的純化流程；同時，也設置有分析蛋白質純度的各種膠體電泳及染色方法。若有需要，將迅速建立 二次元電泳 系統，以因應進一步的研究需求。

對於相關研究人員的培養，微生物與生化學研究所 與本校生物技術研究中心配合開設的『酵素化學實驗』課程，可以訓練完整的蛋白質純化技術，同時對於酵素的分析與檢定，也有極為深入的操作與體認。如此培養出來的人才，不但在純化技術上能夠獨當一面，對於各研究室本身所探討的目標酵素或蛋白質，也能夠很快地切入基本性質的分析與探討。

O-2B 蛋白質定序：

由 O-2D 所得到的均質蛋白質，可以繼續進行各種性質的分析與檢定，其中最重要而常用的檢定之一，就是其部份胺基酸序列的定序工作。 醫學院的 O-2B 核心實驗室有相當多蛋白質的精密分析儀器，其中也有胺基酸的定序儀，可以對極低量的樣本蛋白質，進行 N-端胺基酸序列的檢定。(本實驗室也在 2003 年 6 月開始 蛋白質定序服務，完成上述整個流程)

得到蛋白質的部份序列後，一方面可以進入蛋白質資料庫尋找比對蛋白質的身分，另外也可以以此序列進行人工 peptide 片段的合成，以便接著進行下面 O-3B 的抗體製備。但若此片段的抗原性不強，或抗原專一性不好，則要回到 O-2A 的『蛋白質體』設施，以蛋白脢水解後取出的片段進行定序。

對於人才的訓練，上述的各種技術，醫學院生化所都設有關課程，說明各種儀器分析方法的原理與操作方法。但因為這些儀器都屬於極為貴重的超大型儀器，因此大多無法讓學生或助理自行上機操作。

O-3B 抗體製備：

無論是由上面所得到的均質蛋白質，或是人工合成的 peptide 片段，都可繼續進行 O-3B 的抗體製備；並依照研究需要，選擇製備傳統抗血清 (O-3B-1) 或是 單株抗體 (O-3B-2)。

由於單株抗體的製備需要較大量相當純度的抗原蛋白質，因此研究者可能必須配合 O-2D 的蛋白質純化，先製備得大量抗原；同時，也必須建立好篩選抗體的 ELISA 方法。 核心實驗室 O-3B 將協助蛋白質 抗原的製備、小白鼠免疫、上述 ELISA 的建立，以及相關的 電泳、轉印 以及 免疫呈色 等技術。抗原雖然以蛋白質或 peptide 為主，但使用者若能自行設法以 核酸 進行免疫流程，我們也可以接續例行的單株抗體製備工作。

微生物與生化所 已經開有單株抗體製備的相關課程，目前附屬在博士班『生化研究及技術實驗』；本課程鼓勵學生以自己的抗原進行實驗，並且期望在課程結束後，可以順利得到單株抗體。一位全心投入的學生，可以學習到細胞培養、抗原免疫、ELISA 分析、蛋白質電泳 及 轉印、免疫染色法 等技術。

其他事項：

上述 O-2D/3B 的各種實驗操作，或者 相關課程，均在校總區 生化科技學系 農化二館 進行。本套裝流程主要服務追求卓越的各子計畫，若在服務之餘還有人力及空間，將可開放供本校的各研究計畫使用；然而正式的申請手續，必須向本卓越計畫的總主持單位洽詢。更詳細的資料可以在網頁上找到：

『迎向生物科技發展之新紀元』http://info.ntu.edu.tw/biotech/main.htm

O-2D 蛋白質精密純化 http://ccms.ntu.edu.tw/~juang/Pub/O-2D.htm

O-2D-2 蛋白質定序服務 http://ccms.ntu.edu.tw/~juang/Pub/O-2D-2.htm

O-3B 抗體製備實驗室 http://ccms.ntu.edu.tw/~juang/Pub/O-3B.htm  (目前運作情況)