博清生物多功能酶标仪在转录因子DNA结合活性定量研究中的应用

Jul,28,2026 << Return list

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转录因子通过识别基因启动子/增强子区域保守顺式作用元件,介导RNA聚合酶招募,决定靶基因时空表达模式。转录因子从细胞质转位入核并获得DNA结合能力,是信号通路向下游传递信号的标志性过程。准确测定核提取物中转录因子的功能性DNA结合活性,区别于仅检测蛋白表达量的Western blot,能够直接反映转录因子真实功能状态。

目前转录因子DNA结合活性主流检测方法包括EMSA、染色质免疫共沉淀(ChIP)、双荧光素酶报告实验与微孔板显色法。EMSA只能定性或半定量、样本处理繁琐,无法实现高通量筛选;ChIP多用于体内结合验证,操作周期长;报告基因实验反映细胞整体转录水平,不能直接测定蛋白 - DNA体外结合亲和力。基于微孔板的DPI-ELISA检测方法,以非放射性探针捕获活化转录因子,依靠酶促显色反应实现信号放大,配合高性能微孔板读数设备,非常适合批量样本定量分析。

微孔板吸光度信号采集设备的稳定性、波长精度、孔间均一性直接决定最终定量数据可靠性。博清生物科技(南京)有限公司研发的酶标仪,集成可见光比色检测模块,支持终点法与动力学检测,适配常规96孔细胞培养板与结合实验微孔板,广泛应用于免疫检测、酶活分析、分子互作研究。

一、材料与方法

(一)实验仪器

博清生物多功能全自动酶标仪;高速冷冻离心机;恒温孵育箱;博清生物单道可调移液器;微孔板振荡器;超净工作台;-80℃超低温冰箱。

(二)实验试剂与样本

人源巨噬细胞RAW264.7细胞;核蛋白提取试剂盒;NF-κB p65转录因子DNA结合活性检测试剂盒(DPI-ELISA法,含链霉亲和素预包被96孔板、生物素标记野生型κB保守序列双链DNA探针、突变型阴性对照探针、特异性一抗、HRP标记二抗、TMB显色底物、终止液、封闭液、洗涤缓冲液);LPS刺激剂;蛋白酶抑制剂、磷酸酶抑制剂混合液。

(三)核蛋白样本制备

对照组细胞正常培养,实验组使用LPS诱导NF-κB通路激活。弃培养液,PBS清洗细胞,按照试剂盒说明书提取细胞核蛋白;BCA法测定蛋白浓度,统一蛋白浓度后分装,-80℃保存,避免反复冻融。

(四)DPI-ELISA检测转录因子DNA结合活性

1、微孔板封闭:预包被链霉亲和素 96 孔板加入封闭液,室温封闭 1 h,洗涤 3 次;

2、探针 - 蛋白结合反应:每孔加入结合缓冲液、生物素标记野生型双链 DNA 探针;设置阴性对照孔(加入突变序列探针)、空白对照;随后加入等量核蛋白样本,室温温和振荡孵育 60 min,活化转录因子与探针特异性结合;

3、洗板去除未结合蛋白;加入抗 NF-κB p65 特异性一抗,室温孵育 1 h;充分洗涤;

4、加入 HRP 标记二抗,室温孵育 40 min;洗涤去除游离二抗;

5、加入 TMB 显色液,避光室温显色 10 min;加入硫酸终止液终止显色反应;

6、立即将微孔板置于博清生物酶标仪中,设置检测波长 450 nm,参比波长 630 nm,读取各孔吸光度 OD₄₅₀数值。

(五)仪器性能评估指标

利用博清生物酶标仪采集数据,计算组内重复孔平均值、标准差、变异系数(CV);设置梯度核蛋白样本,分析OD值与蛋白剂量相关性;比较野生探针组与突变探针组信号差异,评价检测特异性。

二、实验结果

(一)LPS 诱导显著提升 NF-κB p65 DNA 结合活性

博清生物酶标仪采集结果显示:LPS刺激组核蛋白样本OD₄₅₀显著高于空白对照组(P<0.01),提示炎症刺激促使NF-κB p65入核并获得DNA结合能力;突变探针阴性对照组OD值维持在低水平,无明显信号上升,证明转录因子与DNA序列结合具有高度序列特异性,非特异性结合信号较低,实验体系可靠。

(二)博清生物酶标仪检测重复性评估

同一批次样本设置6个复孔,通过酶标仪连续3次读数。结果显示,实验体系批内变异系数CV<6.5%;微孔板边缘孔与中心孔数值无显著差异,证实博清生物酶标仪微孔板光路均一性良好,有效降低边缘效应带来的检测偏差,满足定量实验重复性要求。

(三)OD 值与核蛋白浓度呈良好线性相关

梯度稀释核提取物进行结合实验,博清生物酶标仪测得OD₄₅₀信号随核蛋白浓度升高逐步上升,在实验浓度区间内线性相关性良好,说明该设备具备充足动态检测范围,可用于转录因子结合亲和力梯度分析、竞争性结合实验。

(四)高通量检测适用性

整套 DPI-ELISA 反应在 96 孔板内同步完成,单块微孔板可同时容纳多组刺激条件、梯度药物浓度、空白与阴性对照。博清生物酶标仪快速完成整块微孔板扫描读数,十几分钟完成全部样本数据输出,相较于逐样本电泳的 EMSA,检测通量提升数倍,适合转录调控小分子抑制剂大规模筛选工作。

三、讨论

转录因子 DNA 结合活性是连接细胞信号与基因转录的关键功能指标,体外定量检测体系的建立对免疫炎症、肿瘤发生、干细胞分化、代谢调控等方向研究具有重要价值。传统 EMSA 技术局限明显,难以适配现代科研中大样本量、量化分析、药物高通量筛选的需求;基于微孔板的 DPI-ELISA 方案操作简便、无放射性污染,是替代传统凝胶阻滞实验的优选技术路线。

检测仪器是整套定量体系的硬件核心。本研究证实,博清生物多功能酶标仪可见光检测模块波长精准、读数稳定、孔间误差小,能够精准捕捉TMB显色产生的微弱吸光度差异,稳定区分转录因子结合活性的细微变化。设备兼容标准96孔微孔板,支持终点法采集模式,操作界面简洁,适配实验室常规分子生物学人员使用。同时设备支持动力学读数模式,后续可拓展用于实时监测DNA - 转录因子结合解离动态过程。

在实验优化层面,研究过程中发现:封闭条件、洗涤次数、显色时长均会影响背景信号;突变探针对照组必不可少,用于扣除非特异性蛋白吸附造成的基线数值。依托博清生物酶标仪稳定的检测性能,后续可进一步开展竞争性寡核苷酸抑制实验、不同修饰形式转录因子(磷酸化、乙酰化)DNA结合能力对比实验。

本研究仅选用NF-κB p65作为模型转录因子,该检测平台与博清生物酶标仪搭配方案具备通用性,更换对应保守DNA探针与特异性抗体,即可拓展至STAT、CREB、AP-1、FOXO、HSF等几乎所有主流转录因子DNA结合活性检测。

本研究建立基于DPI-ELISA的转录因子DNA结合活性定量检测方法,成功验证博清生物多功能酶标仪在该类分子互作实验中的应用价值。博清生物科技(南京)有限公司研发的酶标仪光学性能稳定、重复性优良、支持高通量微孔板检测,可精准定量活化转录因子与靶DNA序列结合水平,克服EMSA 通量低、定量困难的短板。整套实验方案操作安全、无放射性、易于标准化,适用于转录因子功能机制探究、信号通路验证、转录调控活性化合物高通量筛选,可为细胞分子生物学、药理学相关科研工作提供可靠的检测硬件支撑。