服务介绍
EMSA(Electrophoretic Mobility Shift Assay,凝胶迁移实验,又称电泳迁移率变动分析)是一种体外研究蛋白质与核酸(DNA或RNA)相互作用的经典实验技术。其基本原理是:在非变性条件下,将标记的核酸探针与核蛋白提取物共同孵育,若蛋白质与探针发生特异性结合,则形成蛋白-核酸复合物。该复合物的分子量和电荷性质与游离探针不同,在非变性聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)中电泳时,迁移速率明显慢于游离探针,从而在凝胶上形成迁移滞后的条带(shifted band)。通过显影检测条带位置和强度变化,即可判断蛋白质与核酸的结合情况。
EMSA 技术的核心优势在于能够直接观察蛋白质与核酸的结合,灵敏度高,可进行半定量分析。在此基础上,可通过超迁移实验(Super-shift)进一步验证结合蛋白的身份——在结合反应中加入针对目标蛋白的特异性抗体,若抗体与蛋白-探针复合物结合形成三元复合物,则迁移速率进一步变慢,条带位置更加滞后(super-shifted),从而确认结合蛋白的身份。此外,还可通过竞争实验(加入过量未标记的冷探针)验证结合的特异性。

图:EMSA 凝胶迁移实验原理与操作流程
服务优势
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直接检测结合
通过电泳迁移率变化直接观察蛋白与核酸的结合,结果直观可靠,可进行半定量分析。
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超迁移验证
提供Super-shift超迁移实验,加入特异性抗体验证结合蛋白身份,结果更具说服力。
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特异性验证
提供冷探针竞争实验,通过过量未标记探针竞争结合,验证蛋白-核酸结合的特异性。
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交付内容完整
提供原始电泳图片、条带灰度定量分析及详细实验报告,含探针序列、反应条件等完整信息。
服务流程
1
接收订单及样品
确认实验方案
接收细胞/组织/核蛋白
客户提供
样品与材料要求
样品类型:可提供细胞样品、组织样品或已提取的核蛋白。
▶ 细胞:≥ 5×10⁶ 个细胞/样本,干冰运输;
▶ 组织:动物组织 ≥ 0.3g/样本,新鲜或 -80℃ 冻存,干冰运输;
▶ 核蛋白:≥ 50μg/样本,浓度 ≥ 1μg/μL,干冰运输。
探针序列:需提供目标探针序列(通常20-50bp),包含预测的转录因子结合位点。也可委托我司根据基因启动子序列设计合成探针。
抗体(超迁移实验):如需 Super-shift 实验,需提供针对目标结合蛋白的特异性抗体,抗体量 ≥ 5μg/反应,需提供抗体说明书或品牌货号。
实验信息:需提供目标基因名称、转录因子名称、探针序列信息、实验目的及预期分组(基本实验/超迁移/竞争实验)。
服务说明
| 服务名称 | 服务内容 | 交付内容及标准 | 服务周期(工作日) |
|---|
| EMSA 基本实验 | 核蛋白提取 | 1个样本核蛋白提取,BCA定量 | 12 |
| 探针合成与标记 | 合成目标序列双链探针,生物素标记 |
| 结合反应与电泳 | 蛋白-探针结合孵育,非变性PAGE电泳,转膜交联 |
| 显影检测 | 化学发光显影,提供原始电泳图片 |
| EMSA 超迁移实验 | 核蛋白提取 | 1个样本核蛋白提取,BCA定量 | 15 |
| 探针合成与标记 | 合成目标序列双链探针,生物素标记 |
| 基本结合反应 | 蛋白-探针结合孵育,非变性PAGE电泳 |
| 超迁移反应 | 加入特异性抗体进行Super-shift反应,验证结合蛋白身份 |
| 显影与分析 | 化学发光显影,提供原始图片及条带灰度分析 |
| EMSA 竞争实验 | 核蛋白提取 | 1个样本核蛋白提取,BCA定量 | 15 |
| 探针合成 | 合成标记探针及过量未标记冷探针(100倍/200倍) |
| 竞争结合反应 | 标记探针+冷探针竞争孵育,验证结合特异性 |
| 电泳与显影 | 非变性PAGE电泳,转膜交联,化学发光显影 |
| 结果分析 | 提供原始图片及竞争抑制率分析 |
案例展示
研究通过 EMSA 实验验证了转录因子 Nrf2 与 HO-1 基因启动子区抗氧化响应元件(ARE)的直接结合。使用生物素标记的 ARE 序列探针与核蛋白提取物孵育,EMSA 结果显示 Nrf2 过表达组出现明显的迁移滞后条带(shifted band),而加入 100 倍过量未标记冷探针后该条带消失,证明结合具有特异性。进一步的 Super-shift 实验中加入 Nrf2 抗体后,条带发生进一步迁移滞后(super-shifted),确认结合蛋白即为 Nrf2。该研究揭示了 Nrf2-ARE 通路在氧化应激调控中的关键作用。
利用 EMSA 技术研究了 LPS 诱导的巨噬细胞中 NF-κB 与 iNOS 基因启动子 κB 位点的结合动态。EMSA 结果显示,LPS 处理后核蛋白中 NF-κB DNA 结合活性呈时间依赖性增强,1h 达到峰值。突变型探针(κB 位点定点突变)无法形成迁移条带,证明结合依赖于完整的 κB 序列。Super-shift 实验使用 p65 和 p50 抗体均产生超迁移条带,表明结合的 NF-κB 二聚体由 p65/p50 亚基组成。该研究为炎症信号通路的转录调控机制提供了直接证据。
Q&A 常见问题
EMSA 与 ChIP 有什么区别?该如何选择?
EMSA 是体外实验,将纯化的核蛋白与合成的核酸探针在体外孵育,检测蛋白与特定核酸序列的结合能力,操作相对简单,适合验证已知序列的结合。ChIP(染色质免疫沉淀)是体内实验,在活细胞内通过甲醛交联固定蛋白-DNA 复合物,然后用抗体沉淀,检测蛋白在细胞内真实染色质环境下与 DNA 的结合,更能反映生理状态下的结合情况。一般建议先用 EMSA 做体外验证,再用 ChIP 做体内验证,两者结合结果更有说服力。
为什么 EMSA 实验需要做超迁移(Super-shift)实验?
EMSA 基本实验只能证明核蛋白提取物中有蛋白与探针发生了结合,但无法确定结合蛋白的具体身份。核蛋白提取物中可能含有多种能结合该序列的蛋白,超迁移实验通过加入针对目标蛋白的特异性抗体,如果抗体与蛋白-探针复合物结合形成更大的三元复合物,电泳迁移速率进一步变慢,条带位置更加滞后(super-shifted),即可确认结合蛋白的身份。超迁移实验是 EMSA 结果发表高水平论文的重要补充验证。
EMSA 探针标记方式有哪些?如何选择?
常见的探针标记方式包括:生物素标记(**常用,通过化学发光检测,灵敏度高,无放射性污染)、荧光标记(如 Cy3、Cy5,可直接荧光扫描检测)、放射性同位素标记(如 ³²P,灵敏度**高但有放射性危害,目前已较少使用)、地高辛标记。目前实验室主流使用生物素标记,兼顾灵敏度、安全性和操作便利性。南京高斯生物默认采用生物素标记方案。
EMSA 实验没有出现迁移条带(阴性结果)可能是什么原因?
EMSA 阴性结果可能原因包括:①核蛋白中目标转录因子表达量低或未被激活(如未进行刺激处理);②核蛋白提取过程中蛋白降解或失活(需加蛋白酶抑制剂,冰上操作);③探针序列不正确或结合位点突变(需确认序列包含完整的结合基序);④结合反应条件不适宜(缓冲液成分、盐浓度、温度等需优化);⑤蛋白与该序列确实不存在结合。建议:设置阳性对照(如已知结合的探针)、优化核蛋白提取、确认探针序列、调整结合反应条件。
EMSA 竞争实验的原理和作用是什么?
竞争实验是验证 EMSA 结合特异性的重要方法。在结合反应中同时加入标记探针和过量(通常 50-200 倍)的未标记探针(冷探针),如果蛋白与标记探针的结合是特异性的,冷探针会竞争结合蛋白,导致标记探针的迁移条带减弱或消失。如果使用突变型冷探针(结合位点突变)则无法竞争,条带不受影响,进一步证明结合依赖于特定序列。竞争实验可以排除非特异性结合的干扰,确保 EMSA 结果的可靠性。