蛋白质纯化试题整理
名词解释
1. 截留分子量(molecular weight cut-off, MWCO)：不能通过膜的最小分子量
2. 超滤：选择合适孔径的超滤膜，在离心力或较高压力下，使水分子和其他小分子物质通过超滤膜，而目标蛋白样品分子被截留不能通过超滤膜，从而增加蛋白样品浓度，达到浓缩效果的方法
3、陶南效应：离子交换剂表面pH与溶液pH是不一致的。在阳IE表面的微环境中，H＋被吸引而OH－被排斥，交换剂表面pH比周围低1个pH单位；而阴IE表面的微环境中，H＋被排斥，交换剂表面pH比周围高1个pH单位
4、离子交换剂的有效（实际）交换容量：指在一定的实验条件下，每克干介质或每毫升湿胶吸附蛋白质的实际容量
5. 聚沉（coagulation）是指在聚沉剂的作用下，溶液中的蛋白质相互聚集为较大在聚沉物（＞1mm）的过程
?常见的聚沉剂：无机盐类（如氯化锌、氯化铁、氯化铝、硫酸锌、硫酸铝），聚合无机盐（聚合铝、聚合铁等）
?聚沉条件：-20℃以下，pH3~6，较高离子强度，高多价金属离子（Fe3+、Al3+）
6. 絮凝（flocculation）是指在絮凝剂的作用下，通过吸附、交联、网捕，把蛋白质聚结为大絮体沉降的过程
?常见的絮凝剂：淀粉、树脂、单宁、离子交换树脂及纤维素衍生物
?絮凝作用一般在聚沉作用之后使用；絮凝剂的选择应根据成本、毒性等具体情况考虑；应通过试验筛选获得最适合的絮凝剂类型、用量及作用条件
7、盐溶：蛋白质在稀盐溶液中，溶解度会随着盐浓度的增高而上升
8、盐析：但当盐浓度增高到一定数值时，其溶解度又逐渐下降，直至蛋白质析出
9、透析：利用小分子能通过，而大分子不能透过半透膜的原理，把不同性质的物质彼此分开的一种方法。对于蛋白质样品，透析过程中因蛋白质分子体积很大，不能透过半透膜，而溶液中的无机盐小分子则能透过半透膜进入水中，因此不断更换透析用水即可将蛋白质与无机盐小分子物质完全分开。蛋白的分离纯化过程中常用此法脱去无机盐（如硫酸铵）
10、排阻极限：指不能进入凝胶颗粒内部网孔的最小蛋白的分子量
11、凝胶颗粒的分级范围：指能进入凝胶颗粒内部网孔的最大分子和最小分子的分子量范围
12、过滤：利用多孔介质（滤纸、滤膜等）阻截大的颗粒物质，而使小于孔隙的物质通过的一种的分离方法。主要用于悬浮液的分离，最简单、最常用
13、离子交换剂的电荷密度：指IE介质颗粒单位表面积的功能基团数量，它决定着离子交换剂的总交换容量
14、离子交换剂膨胀度（吸水值）：指干态的离子交换剂在水溶液中吸水后造成的体积膨胀程度。用每克干离子交换剂吸水膨胀后的体积表示（ml/g）
15、梯度洗脱：进行梯度洗脱时，洗脱缓冲液的pH或离子强度是连续发生变化的，洗脱剂的洗脱能力也是连续增加的
16、阶段洗脱：指在一个时间段内用一固定pH或I的条件进行洗脱，而在下一个时间段内用另一固定pH或I的条件进行洗脱的分段式洗脱方式
也分为pH阶段洗脱和I阶段洗脱
17、亲和层析：利用蛋白质与其专一性配体之间的特异性生物学亲和力作用，对蛋白质进行分离纯化的层析技术。
18、等电聚焦电泳：利用不同蛋白质的等电点的不同而使其在pH梯度中相互分离的一
种电泳技术。等电聚焦过程中，蛋白质分子在一个连续而稳定的线性pH梯度中电泳，结果导致每种蛋白质分子迁移到等于其pI的pH处（此时蛋白质分子的净电荷为零），最终聚集形成一个很窄的蛋白区带。
19、双向电泳（2-dimension Electrophoresis，2-DE）是样品经第一向电泳后，再在垂直方向上进行第二向其他类型电泳的电泳方式。目前的双向电泳一般是：第一向为等电聚焦（IEF），第二向为SDS-PAGE
20、蛋白质印迹（Western Blotting）是指把从电泳或层析分离得到的蛋白质转移到固定介质上后，再利用特异性“探针”（抗体）检测固定介质上的特定蛋白质的方法。它能更有效地分析电泳结果
21、免疫电泳（immune electrophoresis）是基于以及抗原与抗体的特异性免疫沉淀反应而应用的一项电泳技术
22、毛细管电泳（CE）：是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的一类新型液相分离技术
简答
1. 超滤法浓缩蛋白样品的基本原理？优点？局限性？
基本原理：选择合适孔径的超滤膜，在离心力或较高压力下，使水分子和其他小分子物质通过超滤膜，而目标蛋白样品分子被截留不能通过超滤膜，从而增加蛋白样品浓度，达到浓缩效果的方法
优点：超滤浓缩技术的优点是操作简便，不需添加任何化学试剂，实验条件温和，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止蛋白质分子的变性、失活。在蛋白质分子的制备技术中，超滤除用于浓缩外，还可用于蛋白样品的脱盐和脱水
局限性：不能直接得到蛋白干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般最终只能浓缩到10~50％的浓度
2. 判断已知等电点的蛋白质，在不同PH值溶液中的带电性
3. 手动加样法的具体操作
填装好的凝胶柱经平衡后，用胶头滴管吸取柱床上层部分多余洗脱液，待洗脱液下降至近床表面2-3mm时，关闭柱出口（注意不能使洗脱液全部流干）；用胶头滴管吸取一定体积的样品液后，贴柱内壁旋转缓缓加入，以防加样过快导致凝胶床面表面受损；加样完毕后，打开柱出口，让样品液缓慢渗入凝胶床内；当样品液面恰与凝胶床表面持平时，贴内壁小心加入几毫升洗脱液冲洗内部，并使洗脱液高出凝胶床表面2-3cm，即可进行恒流洗脱。
4. 手动装柱，如何检测装柱质量
a、对光检查。对光肉眼观察装填平衡好的凝胶柱，柱内凝胶应均匀、无纹路、无气泡
b、可通过加样易于观测的有色物质进行洗脱（如蓝色葡聚糖-2000、血红蛋白等），来观察洗脱过程中中色带下降均匀与否，判断装柱质量。如果色带歪曲弥散，则需重新装柱。
5、离子交换剂按功能基团类型不同可分为？
强阳离子交换剂（强酸型）弱阳离子交换剂（弱酸型）强阴离子交换剂（强碱型）弱阴离子交换剂（弱碱型）
6、疏水作用层析分离蛋白质混合物的基本原理？
疏水作用层析（HIC）是利用不同蛋白质分子表面疏水性的差别，来分离蛋白质混合物的一种层析技术
蛋白质分子表面常常暴露着一些疏水性基团，这些疏水性基团可以与疏水层析的固定相发生疏水性相互作用（疏水作用力）而结合
7、共价层析分离含半胱氨酸的蛋白或多态混合物的基本原理？
共价层析是利用固定相与目标蛋白分子之间共价键的先形成、后断裂过程来实现目标蛋白从混合样品中分离的层析方法。
要求在温和的条件下，既能与固定相形成稳定的共价键，又能在释放蛋白时不破坏蛋白的活性，蛋白质分子中通常只有巯基基团能满足这一要求
因此，共价层析主要用于分离和纯化含巯基（即含半胱氨酸）的蛋白质或多肽
8、离子交换层析分离效果用分辨率（RS）来描述，分辨率的定义？决定因素？
RS定义为两个洗脱峰峰顶对应的洗脱体积（VR或Ve）之差比上两峰在基线上峰宽之和的平均值。一个IEC系统能够达到的RS取决于该系统的三个层析参数：容量因子、柱效率和选择性。
k′——容量因子（保留因子）
N——柱效率（即理论塔板数）
——选择性
9、凝胶过滤层析特点？用途？
特点：
（1）介质不带电荷，不溶于水，亲水性好，具化学惰性，不与被分离蛋白发生化学反应，分离条件温和，不会使蛋白变性失活
（2）分离效率高，回收率较高
（3）广泛应用于蛋白质混合物的分离纯化，脱盐等
（4）一般采用细长柱
（5）经过凝胶过滤层析分离后样品将被稀释，因此上样前需对样品进行浓缩
用途：
（1）蛋白质样品的脱盐及缓冲液更换
蛋白质与盐的分子量差异较大，选用交联度高的介质（如Sephadex G-25），使蛋白质不能进入凝胶颗粒内部网孔，先流出层析柱，而盐分子能进入，后流出层析柱
层析过程的洗脱中可使用需更换的缓冲液，从而在脱盐的同时达到将样品的缓冲液也进行更换的目的
（2）蛋白质的分级分离
应用不同蛋白分子量的差异进行分离，凝胶介质和蛋白质之间不发生任何作用，所以层析过程能不改变蛋白的生物学活性。
凝胶过滤层析通常用在离子交换层析或亲和层析之后，用以进一步分离纯化目的蛋白
（3）蛋白质分子量的测定
10、描述聚丙烯酰胺的电泳（PAGE）中考马斯亮蓝染色法以及银染法原理？
考马斯亮蓝染色法原理：在酸性条件下，蛋白质与考马斯亮兰R-250结合形成蓝色复合物（595nm处最大吸收峰），蓝色的深浅与蛋白质浓度成正比关系
银染法原理：银染时蛋白条带上的AgNO3被还原成金属Ag，沉积在蛋白条带上而显色显色方法分为化学显色和光显色
11、常规PAGE和SDS-PAGE使用试剂最主要的差别是？
后者加入去垢剂SDS烷基硫酸钠和强还原剂β-巯基乙醇或二硫苏糖醇（DTT）
12、SDS-PAGE分离蛋白质混合物的原理？
去垢剂SDS十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)11OSO3Na，破坏蛋白质分子的氢键和疏水键，并与之结合形成SDS-蛋白质复合物；强还原剂β-巯基乙醇或二硫苏糖醇（DTT），破坏蛋白分子二硫键
结果导致：SDS-蛋白复合物带上大量负电荷，且不同蛋白质有着相同的荷质比（SDS与多数蛋白质的结合比为1.4g SDS/1g 蛋白质）蛋白分子变成椭圆棒状，不同的蛋白分子无形状差别，棒的长度与其分子量成正比
因此，对于SDS-PAGE，蛋白质的迁移率仅与分子量有关。电泳过程中蛋白质天然构象被破坏，生物学活性丧失
问答题
1、蛋白质的沉淀法：优点？局限性？常用的沉淀法有哪几种？
优点：
所需设备简单，操作方便，在蛋白质纯化的初期，可以加速减少样品体积，起到浓缩的作用，便于后续的纯化降低纯化成本；还可以尽快将目的蛋白与杂质分开提高目的蛋白的稳定性；通过该方法，目的蛋白的回收率提高
局限性：
由于沉淀法对提高蛋白质纯度的幅度比较有限，该法常只用于蛋白质的初步纯化
常用方法：
有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、结晶等电点聚乙二醇沉淀法
选择沉淀方法时，需要考虑沉淀剂对目的蛋白质的蛋白质稳定性的影响，沉淀剂的成本及操作的难易程度、沉淀剂的去除及残留、目的蛋白的纯度要求及收率。
2、蛋白质样品的浓缩方法？基本原理分别是？
?沉淀：
蛋白质在水中的溶解度受蛋白质分子表面疏水性和亲水性带电基团分布的影响，这些基团与水溶液的离子相互作用，通过改变pH和离子强度，加入有机溶剂或多聚物，可以促进蛋白质分子聚集，形成蛋白质沉淀，通过离心或过滤可以获得沉淀物，然后利用合适的缓冲液清洗，溶解沉淀物，在经过透析或凝胶过滤，除去残留溶剂成分
?吸附：
吸收水和小分子，当凝胶完全膨胀后，用过滤或离心方法除去凝胶，分离出蛋白质样品，适用于稳定性较差的蛋白质。
?超过滤：
在离心力和较高压力下，选择适应孔径的半透膜，从而使水和其他小分子透过半透膜，而所需的蛋白质不能透过膜。
?双水相分离法：
利用两种多聚物或多聚物与盐在水中的不相容性，可以从细胞破碎后的细胞碎片中直接分离纯化蛋白质，同时起到浓缩作用。
?透析：
把盛抽提液的透析袋（由半透膜制成）埋在吸水力强的聚乙二醇或甘油中，袋内的水分等小分子物质可透过半透膜逐渐移至袋外，有效成分则留在袋内。
?冷冻干燥：
在真空状态下，置于冻干机的冰冻抽提液可以由固体直接变为气体。用此原理进行浓缩，有效成分几乎不被破坏。
3、良好的凝胶过滤介质应满足？要求；常用介质？（英文名）
良好的凝胶过滤层析介质应满足以下要求：
凝胶颗粒内部具有三维网孔结构：能使不同分子量的蛋白质得以分离
亲水性高，具有表面惰性：即介质与蛋白质之间不发生化学或物理相互作用
稳定性强：在较宽的pH和离子强度范围以及化学试剂中保持稳定，使用
寿命长
机械强度较高：允许较高的操作压力（流速）
（1）葡聚糖凝胶Sephadex G-数字
（数字越小，表示介质交联度越大，分级范围越小）
（2）琼脂糖凝胶
①Sepharose（2B, 4B, 6B）
②Sepharose CL（2B, 4B, 6B）
③Superose（6, 12）
（数字表示琼脂糖含量，数字越大，琼脂糖含量越大，分级范围越小）
（3）复合结构凝胶
①Sephacryl HR（S-数字HR）
②Superdex（peptide, 30, 75, 200）
（数字越小，表示介质交联度越大，分级范围越小）
4、影响蛋白质电泳速度的内在因素、外在因素有？常用的电泳技术？常规PAGE有哪三大分离效应？
内在因素：蛋白质分子所带电荷的电性和电量：电性决定电泳方向；电量越大，迁移速度越快。蛋白质分子的大小和形状：分子质量越小、形状越接近球形，在电场中迁移速度越快外在因素：溶液pH（决定蛋白质所带电荷的电性和电量）、溶液的离子强度（越低，迁移越快；一般应在0.01~0.2 mol/L之间）、电场强度、电渗现象、电泳支持介质、温度
常用电泳技术
①常规聚丙烯酰胺凝胶电泳（常规PAGE）
②十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
③等电聚焦（isoelectrofocusing，IEF）
④双向电泳（2-D electrophoresis，2-DE）
⑤转移电泳（westerning blotting，Wb）
⑥免疫电泳（immunoelectrophoresis，IE）
⑦毛细管电泳（capillary electrophoresis，CE）
常规PAGE的三大分离效应
①浓缩效应：蛋白质样品在浓缩胶中被高度浓缩，最终集聚成一条狭窄的高浓度蛋白质区
②电荷效应：不同蛋白质所带电荷的数量不同，因此迁移率不相同
③分子筛效应：凝胶对不同分子量的蛋白分子具有的筛分效应。分子质量越小，迁移率越大
5、双向电泳定义？相对其他电泳的优势？用途？
双向电泳（2-dimension Electrophoresis，2-DE）是样品经第一向电泳后，再在垂直方向上进行第二向其他类型电泳的电泳方式。目前的双向电泳一般是：第一向为等电聚焦（IEF），第二向为SDS-PAGE
优势：2-DE使得分离分辨率大大提高，获得的信息也明显增多，是目前电泳技术中分辨率最高、信息获得最多的技术，常用于分析复杂样品及绘制蛋白质组图谱，是蛋白质组学研究的核心技术
用途：利用双向电泳技术不仅能了解样品中各蛋白的等电点、分子量、丰度等信息，更重要的是还可利用比较双向电泳的方法用于了解样品中各蛋白的动态变化情况。进一步，还可利用质谱技术结合数据库检索对感兴趣的蛋白点进行种类鉴定，因此目前是蛋白质组学研究中的核心技术
6、离子交换层析，如何根据目标蛋白与杂蛋白的pI确定起始条件？离子交换层析分离蛋白质的大致过程？
起始条件：
(1)起始pH
依据：目标蛋白的pI及其稳定的pH范围
①已了解目标蛋白和主要杂蛋白的pI
举例：目标蛋白pI=7.0，杂蛋白pI=8.2；那么，起始pH=8.0~8.5比较合适，由此确定选择阴离子交换剂
②只了解目标蛋白的pI和pH稳定性范围
举例：目标蛋白pI=4.0，在pH=3.6~8.0范围内保持稳定，那么应当选择起始pH=5.0~6.0，故应选择阴离子交换剂；
举例：目标蛋白pI=8.0，在pH=5.5~8.5范围内保持稳定，那么应当选择起始pH=6.0~7.0，故应选择阳离子交换剂
③对目标蛋白和主要杂蛋白的pI、pH稳定性范围一无所知
鉴于大多数天然的蛋白质pI＜7，可以优先考虑选用阴离子交换剂，起始pH可通过试管小样法确定
(2)缓冲物质的选择
进行阳IEC时，应选用缓冲离子为阴离子的缓冲物质；进行阴IEC时，应选用缓冲离子为阳离子的缓冲物质
如果已确定起始pH，应根据缓冲物质的pKa值，选用pKa与起始pH很接近的物质作为缓冲成分。例如：确定起始pH为8.0，则应选择Tris碱作为缓冲物质（pKa＝8.06）
(3)起始缓冲液浓度(离子强度)的选择
为保证目的蛋白能吸附于IE，起始缓冲液的离子浓度一般比较低，多介于0.01~0.05mol/L；洗脱缓冲液的离子浓度应逐渐升高；实际操作中往往通过向起始缓冲液中添加中性盐提高盐浓度（添加NaCl、乙酸铵）的方法制备获得
大致过程：
①平衡阶段：此时离子交换剂与平衡离子结合
②上样、吸附阶段：混合蛋白质分子与离子交换剂发生吸附结合
③开始解吸阶段：由于杂蛋白与离子交换剂之间结合较弱而先被洗脱，目标蛋白仍处于吸附状态
④完全解吸阶段：目标蛋白被洗脱
⑤再生阶段：用起始缓冲液重新平衡层析柱，以方便下次使用
7、举例5种离子交换剂？各自的特点？
（1）离子交换树脂
树脂是通过化学方法合成的具有特殊网状结构的不溶性高分子化合物。通过化学方法往树脂骨架上引入功能基团就得到离子交换树脂。常见的有：聚苯乙烯树脂、聚异丁烯酸树脂、聚丙烯酸树脂等
缺点：骨架疏水、介质孔径太小、电荷密度太大，通常不用于蛋白质的层析分离
（2）离子交换纤维素
纤维素分子是由葡萄糖通过β(1→4)糖苷键连接形成的大分子。离子交换纤维素是以纤维素凝胶为介质，连接功能基团形成
离子交换纤维素存在着纤维状和微粒状两种不同的物理形态，前者是将纤维素直接连接功能基团，后者是除去了大部分非晶型区域后再连接功能基团
离子交换纤维素优点：亲水性强、表面积大、孔径大、对蛋白质分子的交换容量大
DEAE-纤维素和CM-纤维素是进行离子交换层析时最常使用的离子交换剂类型
（3）离子交换葡聚糖
以葡聚糖凝胶为介质，连接功能基团形成
优点：亲水性强，大孔结构，交换容量大，同时具有离子交换作用和分子筛效应
（4）离子交换琼脂糖
是以琼脂糖凝胶作为介质，连上功能基团形成的离子交换剂
琼脂糖（agarose）是由β-D-半乳糖和3,6-脱水-L-半乳糖两种单糖，通过β(1→4)和α(1→3)糖苷键交替连接而形成的中性链状多糖分子
优点：亲水性强、孔径大、对106 Da以内的蛋白质有很好的交换容量；结构牢固、膨胀度随I和pH的变化改变很小
（5）高效离子交换剂
特点：粒度小，硬度高，分辨率高，交换容量相对较小，操作压力较高，成本较高，大多制成预装柱形式出售
填空题
1.亲和吸附剂是由介质、（连接臂）、配体组成的。它的配体能与待分离的蛋白质可逆结合，连接臂的作用是消除因介质表面的邻近效应而导致的配体与蛋白质的结合阻力
2.蛋白质电泳的分类。
按分离原理的不同：
①移界电泳。在自由溶液中迁移，引起界面移动。最早，已被取代
②区带电泳。在介质中迁移，分离成独立区带。目前最常用
③稳态电泳。迁移到一定时间后达到稳态。如等电聚焦电泳
按有无固体支持物
①自由电泳。无支持物，如移界电泳、某些等速电泳、柱电泳
②支持物电泳。有支持物，如聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖凝胶电
泳、等电聚焦电泳等
3.聚丙烯酰胺凝胶是一种以丙烯酰胺单体为材料，甲叉双丙烯酰胺为交联剂，在催化剂作用下，把丙烯酰胺单体聚合成三维网孔结构的高分子聚合物
4.常规PAGE
原料：丙烯酰胺（Acr）。交联剂：甲叉双丙烯酰胺（Bis）
化学催化聚合法
催化剂：过硫酸铵（AP）
加速剂：N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TEMED)
蛋白质考题及答案解析
蛋白质结构与功能试题 一、问答题： 1.影响蛋白质二级结构改变的因素有哪些？ 参考答案： 温度；pH；邻近氨基酸残基的二级结构倾向；肽链中远程肽段的影响；肽段是处于分子表面还是被包埋在分子内部 2.如下图所示。多聚谷氨酸poly (Glu) 是由多个L-Glu聚合形成的多肽链，在pH为3的溶液中能 形成a-螺旋构象，当pH升高到7时，则由a-螺旋变为无规卷曲，旋光率陡然下降。同样，多聚赖氨酸poly (Lys) 在pH为10的溶液中具有a-螺旋结构，当pH降低至7时，旋光率也发生陡然下降，由a-螺旋结构变为无规卷曲。请解释pH对poly (Glu) 和poly (Lys) 构象变化的影响。 答案要点：pH=3接近Glu g-COOH的p K R (4.07)，侧链基团为质子化不带电荷状态，可形成a-螺旋结构。其余情况按此思路分析。Lys e-NH2 p K R 为10.54。 3.胶原蛋白的结构特点（原胶原分子的一级结构和高级结构） 1)在体内，胶原蛋白以胶原纤维的形式存在，胶原纤维的基本结构单位是原胶原分子 2)每个原胶原分子由三条左手螺旋的a链（a-肽链）组成右手超螺旋结构，每条a链约含 1000个氨基酸残基 3)a链间靠H-键和范得华力维系，胶原纤维可以通过分子内和分子间的进一步交联增强稳定 性 4)a链一级结构序列96%遵守(Gly-X-Y)n。x多为脯氨酸Pro；y多为羟基脯氨酸Hyp或羟基 赖氨酸Hly 5)胶原蛋白是糖蛋白，少量糖与5-羟赖氨酸(Hyl)残基的碳羟基共价连接 6)具有较好的弹性和抗张强度 4.形成结构域的意义是什么？ 参考答案： 1)各结构域分别折叠，其动力学上更有利 2)结构域自身紧密装配，结构域之间的柔性连接使每个结构域间可以作较大幅度的相对运 动 3)多个结构域形成的间隙部位往往是蛋白质的功能部位，结构域的相互作用有利于蛋白质
蛋白表达纯化实验步骤
蛋白表达纯化实验步骤(待改进) 1、取适当相应蛋白高表达的动物组织提total-RNA。 2、设计蛋白表达引物。引物要去除信号肽,要加上适当的酶切位点和保护碱基。 3、RT-PCR,KOD酶扩增获取目的基因c DNA. 4、双酶切,将cDNA.克隆入PET28/32等表达载体。 5、转化到DH5α感受态细菌中扩增,提质粒。 6、将质粒转化入表达菌株,挑菌检测并保种。表达菌株如Bl21(DE3)、Rosetta gami(DE3)、Bl21 codon(DE3)等。 7、蛋白的诱导表达。 1)将表达菌株在3ml LB培养基中摇至OD=0.6左右,加入IPTG,浓度梯度从25μM 到1m M。37度诱导过夜(一般3h以上即有大量表达)。 2)SDS-PAGE电泳检测目的蛋白的表达。注:目的蛋白包涵体表达量一般会达到菌体 蛋白的50%以上,在胶上可以看到明显的粗大的条带。 3)将有表达的菌株10%甘油保种,保存1ml左右就足够了,并记录IPTG浓度范围。 甘油是用0.22μm过滤除菌的,储存浓度一般是30%-60%,使用时自己计算用量。 4)用上述IPTG浓度范围的最低值诱导10ml表达菌,18度,低转速(140-180rpm), 诱导过夜作为包涵体检测样品。 注意:1.如果表达的蛋白对菌体有毒性,可以在加IPTG之前的培养基中加入1%的葡萄糖用来抑制本底表达。葡萄糖会随着细菌的繁殖消耗殆尽,不会影响后面的表达。2. 保种可以取一部分分成50μl一管,每次用一管,避免反复冻融。 8、包涵体检测。方案见附件2 9、如有上清表达,则扩大摇菌。 1)取保种的表达菌株先摇10ml,37度,300rpm摇至OD>=1.5,约5h左右,视菌种
蛋白的纯化
第二部分：蛋白的纯化 如何区分蛋白表达在上清还是包涵体？ 破碎细胞后离心分别收集上清和沉淀，表达的蛋白可能分布在上清中也有可能分布在沉淀中，还有可能是二者中都有分布。 根据我们实验室的经验，超声碎菌之后，如果菌液比较清亮，沉淀比较少，那表达的蛋白基本上是可溶的。但如果超声完之后，菌液是浑浊的，而且当离心之后，离下的沉淀比较多，而且沉淀的颜色也比较白，那基本上就是包涵体了。包涵体是基因重组蛋白在大肠杆菌中高水平表达时所形成的无活性的蛋白质聚集体，难溶于氺，可溶于变性剂如尿素，盐酸胍等，其实，包涵体也就是我们常说的不可溶蛋白。对于后者，可将上清和沉淀分别跑一个PAGE,看看上清中的量能达到多少，对于某些蛋白来说，一部分是以包涵体形式表达，一部分是以可溶的形式表达，而且量也不少，可以满足后续实验的需要，这个时候最好是纯可溶的，因为包涵体即使最后复性，活性也不太可信。 对于沉淀跑SDS-PAGE，如何处理，用什么使其溶解，还有在大肠杆菌中表达的蛋白，在提取过程中，使用什么蛋白提取缓冲液。 沉淀用Buffer B重悬，（组成：8M尿素+10mMTRIS base+100mM NaH2PO4，用NaOH调节pH到8.0),1克沉淀（湿重）加5ml Buffer B,使其充分溶解（可以放在微量震荡器上震荡20min），然后室温下12000转离心20min，留上清，弃沉淀。 取10ul上清加入10ul 2xSDS上样缓冲液，就可以跑PAGE了。 无论是纯可溶蛋白还是包涵体，在菌体裂解这一步我用的都是Lysis Buffer（组成：10mM 咪唑+300mM NaCl+50mM NaH2PO4,用NaOH调节pH到8.0)每克菌体（湿重）加2-5ml Lysis Buffer，充分悬起后，加入溶菌酶4度作用半小时就可以超声破碎了。 包涵体，简单的说就是翻译的蛋白没有正确折叠而聚集在一起形成的，主要的是疏水作用。实际上就是很多个蛋白分子，这些蛋白并不是交联在一起的，用高浓度的尿素和盐酸胍可以使他们变性，解聚。 电泳检测的话，可以用SDS-PAGE检测，在上样之前，需要用上样缓冲液处理样品，处理后，包涵体也就解聚了，每个蛋白分子与SDS结合，形成了可溶物。 包涵体是不容易破碎的，超声可以破碎菌体释放里面的包涵体，但是不能破碎包涵体；但如果用水煮的话，包涵体会变性，会有一部分可溶于水，所以你跑的上清中有可能有包涵体存在，也有可能没有包涵体； 建议： 还是先将菌体超声破碎，然后离心，取沉淀和上清再跑一次电泳，如果沉淀上清中都有你要的蛋白，说明表达的结果是部分可溶；如果仅上清有就是可溶性表达；如果仅沉淀中有，就是完全包涵体了。不过，一般情况下，应该是第一者的可能性大。
蛋白质的分离纯化
蛋白质的分离纯化方法 蛋白质的分离纯化主要包括“前处理”，“粗分级”，“细分级”三个步骤，本文主要讲述“细分级”，即粗提的蛋白质分离纯化的方法。 蛋白质的分离纯化方法根据蛋白质不同的生理特性有不同的方法分类，主要根据以下几个性质来设计纯化方法： 一、根据分子大小不同分离纯化： 蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同，因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开，并使蛋白质混合物也得到分离。根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。 1、透析和渗滤： 主要利用半透膜 透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中，再浸入透析液进行分离。超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜，而蛋白质被截留在半透膜上的过程。 这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。它们经常和盐析、盐溶方法联合使用，在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。由于超滤过程中，滤膜表面容易
被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果。 2、离心 离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。例如，在从大米渣中提取蛋白质的实验中，加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后，再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离。 3、凝胶过滤 凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。 凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时，比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外，随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外；反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。目前常用的凝胶有交联葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶等。 二、根据溶解度不同分离纯化 影响蛋白质溶解度的外部条件有很多，比如溶液的pH值、离子强度、介电常数和温度等。
表达蛋白的分离与纯化
表达蛋白的分离与纯化 大肠杆菌表达蛋白以可溶和不溶两种形式存在，需要不同的纯化策略。现在，许多蛋白质正在被发现而事先并不知道它们的功能，这些自然需要将蛋白质分离出来后，进行进一步的研究来获得。分析蛋白质的方法学现已极大的简化和改进。必须承认，蛋白质纯化比起DNA克隆和操作来是更具有艺术性的，尽管DNA序列具有异乎寻常的多样性（因而它是唯一适合遗传物质的），但它却有标准的物理化学性质，而每一种蛋白质则有它自己的由氨基酸序列决定的物理化学性质（因而它具有执行众多生物学功能的用途）。正是蛋白质间的这些物理性质上的差异使它们得以能进行纯化但这也意味着需要对每一种待纯化的蛋白质研发一套新的方法。所幸的是，尽管存在这种固有的困难，但现已有多种方法可以利用，蛋白质纯化策略也已实际可行。目前，待研究蛋白或酶的基因的获得已是相当普遍的事。可诱导表达系统特别是Studier等发展的以噬菌体T7RNA聚合酶为基础的表达系统的出现使人们能近乎常规地获得过表达（overexpression），表达水平可达细胞蛋白的2%以上，有些甚至高达50%。 一、可溶性产物的纯化（融合T7·Tag的表达蛋白） （一）试剂准备 采用T7· Tag Affinity Purification Kit 1．T7·Tag抗体琼脂。 2．B/W缓冲液：4.29mM Na2HPO4，1.47 mM KH2PO4，2.7 mM KCl，3.
0.137mM NaCl，1%吐温-20，pH7.3。 4. 洗脱缓冲液: 0.1M柠檬酸，pH2.2。 5. 中和缓冲液：2M Tris，pH10.4。 1.PEG 20000。 （二）操作步骤 1.100ml 含重组表达质粒的菌体诱导后，离心5000g×5min，弃上清，收获菌体，用10ml预冷的B/W缓冲液重悬。 2. 重悬液于冰上超声处理，直至样品不再粘稠，4℃离心14000g×30min，取上清液，0.45μm膜抽滤后作为样品液。 3. 将结合T7·Tag抗体的琼脂充分悬起，平衡至室温，装入层析柱中。 4. B/W缓冲液平衡后样品液过柱。 5. 10ml B/W缓冲液过柱，洗去未结合蛋白。 6. 用5ml洗脱缓冲液过柱，每次1ml，洗脱液用含150μl中和缓冲液的离心管收集，混匀后置于冰上，直接SDS-PAGE分析。 7. 将洗脱下来的蛋白放入透析袋中，双蒸水透析24hr，中间换液数次。 8.用PEG 20000浓缩蛋白。 （三）注意事项 蛋白在过层析柱前，要0.45μm膜抽滤，否则几次纯化后，柱子中会有不溶物。 二、包涵体的纯化
第一章蛋白质化学习题答案
（一）名词解释 1．两性离子：指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷，又称兼性离子或偶极离子。 2．必需氨基酸：指人体（和其它哺乳动物）自身不能合成，机体又必需，需要从饮食中获得的氨基酸。 3. 氨基酸的等电点：指氨基酸的正离子浓度和负离子浓度相等时的pH值，用符号pI表示。 6．构型：指在立体异构体中不对称碳原子上相连的各原子或取代基团的空间排布。构型的转变伴随着共价键的断裂和重新形成。 7．蛋白质的一级结构：指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。 8．构象：指有机分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不涉及共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。
9．蛋白质的二级结构：指在蛋白质分子中的局部区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。 10．结构域：指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。 11．蛋白质的三级结构：指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。 13．蛋白质的四级结构：指多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链以适当方式聚合所呈现的三维结构。 15．超二级结构：指蛋白质分子中相邻的二级结构单位组合在一起所形成的有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。 17．范德华力：中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时，范德华力最强。 18．盐析：在蛋白质溶液中加入一定量的高浓度中性盐（如硫酸氨），
使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。 19．盐溶：在蛋白质溶液中加入少量中性盐使蛋白质溶解度增加的现象。 20．蛋白质的变性作用：蛋白质分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的现象。蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的作用时，次级键遭到破坏导致天然构象的破坏，但其一级结构不发生改变。 21．蛋白质的复性：指在一定条件下，变性的蛋白质分子恢复其原有的天然构象并恢复生物活性的现象。 22．蛋白质的沉淀作用：在外界因素影响下，蛋白质分子失去水化膜或被中和其所带电荷，导致溶解度降低从而使蛋白质变得不稳定而沉淀的现象称为蛋白质的沉淀作用。 23．凝胶电泳：以凝胶为介质，在电场作用下分离蛋白质或核酸等分子的分离纯化技术。 24．层析：按照在移动相（可以是气体或液体）和固定相（可以是液体或固体）之间的分配比例将混合成分分开的技术。
蛋白质分离纯化的步骤
蛋白质分离纯化的一般程序可分为以下几个步骤： （一）材料的预处理及细胞破碎 分离提纯某一种蛋白质时，首先要把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持原来的天然状态，不丧失活性。所以要采用适当的方法将组织和细胞破碎。常用的破碎组织细胞的方法有： 1. 机械破碎法 这种方法是利用机械力的剪切作用，使细胞破碎。常用设备有，高速组织捣碎机、匀浆器、研钵等。 2. 渗透破碎法 这种方法是在低渗条件使细胞溶胀而破碎。 3. 反复冻融法 生物组织经冻结后，细胞内液结冰膨胀而使细胞胀破。这种方法简单方便，但要注意那些对温度变化敏感的蛋白质不宜采用此法。 4. 超声波法 使用超声波震荡器使细胞膜上所受张力不均而使细胞破碎。 5. 酶法 如用溶菌酶破坏微生物细胞等。 （二）蛋白质的抽提 通常选择适当的缓冲液溶剂把蛋白质提取出来。抽提所用缓冲液的pH、离子强度、组成成分等条件的选择应根据欲制备的蛋白质的性质而定。如膜蛋白的抽提，抽提缓冲液中一般要加入表面活性剂（十二烷基磺酸钠、tritonX-100 等），使膜结构破坏，利于蛋白质与膜分离。在抽提过程中，应注意温度，避免剧烈搅拌等，以防止蛋白质的变性。（三）蛋白质粗制品的获得选用适当的方法将所要的蛋白质与其它杂蛋白分离开来。比较方便的有效方法是根据蛋白质溶解度的差异进行的分离。常用的有下列几种方法： 1.等电点沉淀法不同蛋白质的等电点不同，可用等电点沉淀法使它们相互分离。 2.盐析法 不同蛋白质盐析所需要的盐饱和度不同，所以可通过调节盐浓度将目的蛋白沉淀析出。被盐析沉淀下来的蛋白质仍保持其天然性质，并能再度溶解而不变性。 3.有机溶剂沉淀法 中性有机溶剂如乙醇、丙酮，它们的介电常数比水低。能使大多数球状蛋白质在水溶液中的溶解度降低，进而从溶液中沉淀出来，因此可用来沉淀蛋白质。此外，有机溶剂会破坏蛋白质表面的水化层，促使蛋白质分子变得不稳定而析出。由于有机溶剂会使蛋白质变性，使用该法时，要注意在低温下操作，选择合适的有机溶剂浓度。 （四）样品的进一步分离纯化
蛋白质的分离纯化方法(参考资料)
蛋白质的分离纯化方法 2.1根据分子大小不同进行分离纯化 蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白 质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。例如,在从大米渣中提取蛋白质的实验中,加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后,再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离[3]。使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白,得到的产品纯度高但产量偏低。蒋辰等[6]通过比较不同密度梯度介质的分离效果,利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。目前常用的凝胶有交联葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶等。在甘露糖蛋白提纯的过程中使用凝胶过滤方法可以得到很好的效果,纯度鉴定证明产品为分子量约为32 kDa、成分是多糖∶蛋白质(88∶12)、多糖为甘露糖的单一均匀糖蛋白[1]。凝胶过滤在抗凝血蛋白的提取过程中也被用来除去大多数杂蛋白及小分子的杂质[7]。 2.2 根据溶解度不同进行分离纯化 影响蛋白质溶解度的外部条件有很多,比如溶液的pH值、离子强度、介电常数和温度等。但在同一条件下,不同的蛋白质因其分子结构的不同而有不同的溶解度,根据蛋白质分子结构的特点,适当地改变外部条件,就可以选择性地控制蛋白质混合物中某一成分的溶解度,达到分离纯化蛋白质的目的。常用的方法有等电点沉淀和pH值调节、蛋白质的盐溶和盐析、有机溶剂法、双水相萃取法、反胶团萃取法等。 等电点沉淀和pH值调节是最常用的方法。每种蛋白质都有自己的等电点,而且在等电点时溶解度最
1-大肠杆菌重组蛋白表达提取及纯化实验(最新整理)
第一天 1、配置LB培养基： 酵母粉15g、胰蛋白胨30g、氯化钠30g，定容至3000ml。调节PH至 7.4（2M NaOH），高压蒸汽灭菌20分钟，37℃保存。分装成15瓶（每瓶200ml）。 2、接种（超净台要提前杀菌通风） 取4瓶上述培养基，每瓶加200μlAMP（1:1000）、60μl菌液。37℃过夜。 第二天 1、扩大培养（超净台） 4瓶扩至16瓶，每瓶培养基加200μlAMP，摇床培养1小时左右。 2、诱导（超净台） 加40μlIPTG，加完后去除封口的除牛皮纸，扎口较松。25℃摇床培养4小时。 3、离心获取菌体 4℃，8000rpm离心25分钟。注意配平。 4、超声波破碎菌体 离心后去上清，向沉淀加入（600mlPB裂解液、300μl溶菌酶、3mlPMSF）。将菌液转入2个烧杯中，冰浴超声波破菌，400W，75次，每次6秒，间隔2秒。离心收集上清液。 600mlPB裂解液：20mM/L PB，10mM/L EDTA，5%甘油，1mM/L DTT，调节PH至7.4。 超声波破碎：首先用去离子水清洗探头，再将盛有菌液的小烧杯置于有冰 水混合物的大烧杯中，冰水界面略高于菌液面即可。探头浸没于菌液中，不可伸入过长。注意破菌过程中由于冰的融化导致的液面变化。 5、抽滤（双层滤纸) 洗胶（GST）。将上述上清液抽滤，滤液与GST胶混合，磁力搅拌过夜。 第三天
1、抽滤蛋白-胶混合液，滤液取样20μl，留电泳。 2、洗杂蛋白，用1×PBS+PMSF(1000:1)约400ml，洗脱若干次，用移液枪吸去上层泡沫（杂蛋白），至胶上无泡沫为止。 3、洗脱目的蛋白，洗脱液加50ml，分3次进行（15+15+15），每次加入后间歇搅拌，自然静置洗脱15分钟，抽滤，勿使胶干，合并洗脱液，取样20μl，留电泳。用洗脱液调零，测OD280。（OD值达到1.5为佳） 4、将洗脱液置于透析袋中（透析袋应提前煮好），将透析袋置于2L透析液1中，加入磁珠置于4℃冰箱内磁力搅拌器上，4小时后换为透析液2。胶的回收：用3M氯化钠溶液（用1×PBS溶液溶解）、1×PBS（无沉淀）洗涤，20%乙醇洗脱，装瓶。 洗脱液：50mM/LTRIS-HCL 、10mM/LGSH 透析液1：20mM/L TRIS-HCL、1mM/L EDTA 、0.15mM/L DTT 透析液2：:0.5mM/L EDTA、1×PBS
微机模拟蛋白质纯化实验
微机模拟蛋白质纯化实验 学号：1025004555 姓名：王圣强专业：生物工程 一、实验目的： 1. 了解模拟生化干实验的方法和意义，掌握用protein软件提纯蛋白质的方法。 2. 进一步熟悉层析、热变性、盐析等常用生化分离方法的原理和应用。 二、实验原理： “Protein”软件有36个任务，即36组待分离纯化的蛋白。任务要求利用软件提供的几种实验技术，提纯每一个目的蛋白，最终达到单向电泳一条带，双向电泳一个点，而且使用的人时和经费(根据提取步骤计算得到)不得超过一个特定值。在每个任务开始时，软件给出目的蛋白的一些性质，如热稳定的温度范围和pH稳定范围等，利用这些信息，可以使实验少走弯路。“Protein”提供的分离纯化方法有七种：①热变性；②硫铵沉淀；③排阻层析(凝胶色谱)；④离子交换层析；⑤吸附层析；⑥聚焦层析；⑦制备电泳。 在“Protein”所提供的各种分离纯化方法中，热变性法和盐析法是比较好的粗提方法，在提纯的早期使用效果较好。层析是各种方法中最强有力的方法，制备电泳虽然纯化倍数高，但是回收率低。在各种层析方法中，又以离子交换层析最为有效和易于使用，并且耗费的人时和经费也较少。排阻层析和聚焦层析耗费较大，但在某些特定情况下，这两种方法是不可替代的。“Protein”提供了四种电泳方法：即，SDS-PAGE、PAGE、等电聚焦电泳和双向电泳。这些电泳方法不但可以用以检测样品的纯度，而且也给出了样品的一些信息，如分子量、等电点等，这些信息对于后续提纯有重要的参考价值，等电聚焦电泳和PAGE还可以用于制备。 本实验要求完成实验软件中三种酶的分离纯化。 三、实验步骤： 实验中为了比较在样品性质不同情况下，如何有效分离，以及各种方法的优劣，拟分离如下三种样品： 1. pH稳定范围较大的蛋白（Windows 1号酶） 2. 酸性条件下稳定的蛋白（Windows 3号酶） 3. 碱性条件下稳定的蛋白（Windows 36号酶） 1.pH稳定范围较大的蛋白（Windows 1号酶） 1号酶在50度下稳定，稳定范围2-11(稳定范围较大)
最新生物化学蛋白质测试题
单元测试一：蛋白质化学 班级：姓名：分数： 一．填空题（每空1.5分，共30分） 1.当溶液pH等于某种氨基酸的等电点时，其带_ 零 _电荷；当溶液pH大于某种氨基酸的等电点时，其带_ 负 _电；溶液pH小于某种氨基酸的等电点时，其带_ 正电。 2.盐浓度低时，盐的加入使蛋白质的溶解度_ 增大 _，称为_ 盐溶__现象。当盐浓度高时,盐的加入使蛋白质的溶解度降低，称为盐析现象。 3.由甘氨酸、赖氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸6种氨基酸残基组成的肽链 有 5 个肽平面，有 3 个游离羧基。 4.蛋白质分子结构包括一级结构和二级结构。 蛋白质的一级结构是由氨基酸通过肽键连接而成的多肽链。 6.蛋白质分子的基本组成单位是氨基酸。蛋白质的一级结构维持作用力是肽 键。蛋白质的分子结构决定蛋白质的性质和功能。 7.蛋白质二级结构主要有 a螺旋和B折叠形状，维持其稳定结构的化学键是 氢键。 判断题 1．用凝胶过滤(Sephadex G-100)柱层析分离蛋白质时，总是分子量大的先被洗脱下来，分子量小的后下来。对 2．变性后，蛋白质的溶解度增加（减小），这是因为电荷被中和（空间结构被破坏），以及水化膜破坏所引起的。错 3．变性后（物理变性不可逆，化学变性可逆，可复性）的蛋白质在一定条件下，有些还能复性，恢复其生物学功能。对 4．有机溶剂沉淀法分离纯化蛋白质的优点是有机溶剂容易蒸发除去，且不会使蛋白质变性。错 5.蛋白质分子的种类和差别，是由其空间结构决定的。错（一级结构） 6．蛋白质主要是由C、H、O、N四种元素组成。对 7．氨基酸通过肽键连接而成的化合物称为肽。对 8．天然蛋白质的基本组成单位主要是L-α-氨基酸。对 9．肽键(-CO-NH-)中的C-N键可自由旋转，使多肽链出现多种构象。错（不可旋转） 10．维持蛋白质二级结构的化学键是氢键及范德华力（不是）。错 11．蛋白质一级结构对空间结构起决定作用，空间结构的改变会引起功能的改变。对 12．维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是氢键。对 13．蛋白质必须具有四级结构才具有生物活性。错（肌球蛋白是三级结构可存活） 14．蛋白质四级结构中的每个亚基单独都具有生物活性。错（不具有活性） 15．具有四级结构的蛋白质分子一定是由两条或两条以上的多肽链组成的。对 16．溶液中带电粒子在电场中向电性相同（相反）的电极移动，这种现象称为电泳。错 17．溶液pH值等于7时，蛋白质不带电荷。错 18．加热、紫外线、X射线均可破坏蛋白质的空间结构。对
蛋白质提取、纯化、鉴定的方法(二)
蛋白质提取、纯化、鉴定的方法（二） 一、层析技术 1.离子交换层析的亲和洗脱这种技术结合了离子交换与亲和层析。如在某一pH时，目的蛋白质带正(负)电荷，用阳(阴)离子交换剂吸附，这一过程去除了很大一部分不吸附的杂蛋自。然后用该目的蛋白质的配体来洗脱，该配体特异性地结合目的蛋白质并使之洗脱，但不洗脱其他吸附的蛋白质，达到纯化的目的。注意，该配体需带有一定量的阴(阳)电荷，有效降低目的蛋白质与阳(阴)离子交换剂之间的电荷相互作用。 2.固相金属亲和层析重组蛋白质可在C-或N-端引入组氨酸标签，一般为6个组氨酸残基(His-tag)。这些组氨酸残基与过渡金属(transitionalmetals)Ni2+或Co2+形成配位键。用固相化的Ni2+或Co2+(如商品化的树脂，Ni-NTA)可吸附带有His-tag的重组蛋白质，用含有咪唑(imidazole)的缓冲液可洗脱重组蛋白质。注意，有些含有较多组氨酸的蛋白质也可与吸附剂结台，但较弱，因此可用低浓度的咪唑洗脱；在层析过程中不能引入金属螯合剂如EDTA；避免使用还原剂如DTT或DTE，但可用低浓度的巯基乙醇。 该技术也用于提取磷酸化的蛋白质。将螫合剂交联到树脂，螯合三价铁或三价镓，该亲和吸附剂可吸附混合物中的磷酸化的蛋白质。洗去不吸附的非磷酸化蛋白质后，用磷酸缓冲液即可将磷酸化蛋白质从该亲和吸附剂上洗脱。要注意的是酸性蛋白质也可被不同程度地吸附。 3.凝胶过滤该技术过去也被称为分子筛。构成凝胶的小珠(bead)中有大小不一的孔，分子量大的分子能进入较大的孔而不能进入小的孔，分子量小的则不仅能进入较大的孔也能进入小的孔，因此在层析过程中，小分子经过的路程较长而大分子经过的路程较短，如此就可分离分子量不同的蛋白质。然而，分子量相近的蛋白质非常多，因此，用这种技术得到的蛋白质是分子量相近的混合蛋白质。然而这种技术在某些研究中很有用，如丙酮酸激酶M2(PKM2)由四个相同的亚基组成，PKM2在细胞中以三种形式存在——单体、二聚体、四聚体，这三种形式的功能不同，若要鉴定细胞中PKM2的各种形式的量，先用凝胶过滤技术分离细胞裂解液中的PKM2的三种形式，之后用Western blot对每一种形式的PKM2做相对定量。 4.反相层析该技术是指用疏水固相的一种层析技术。“反相”是相对“正相”而言，正相是指亲水的固相如硅胶表面带有硅羟基(silanol group)，硅羟基可与被分离的化台物相互作用，被分离的化合物的亲水性越强，则滞留在正相
蛋白表达、分离和纯化
蛋白质的表达、分离、纯化和鉴定 来源：易生物实验浏览次数：2704网友评论 0 条第一部分蛋白质的表达、分离、纯化克隆基因在细胞中表达对理论研究和实验应用都具有重要的意义。通过表达能探索和研究基因的功能以及基因表达调控的机理，同时克隆基因表达出所编码的蛋白质可供作 结构与功能的研究。 第二部分蛋白质的鉴定电泳可用于分离复杂的蛋白质混合物，研究蛋白质的亚基组成等。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中，凝胶的孔径，蛋白质的电荷，大小，性质等因素共同决定了蛋白质的电泳迁移率。 关键词：蛋白质蛋白质表达克隆基因聚丙烯酰胺凝胶电泳氯霉素酰基转移酶十二烷基硫酸钠SDS聚丙烯酰 胺凝胶 第一部分蛋白质的表达、分离、纯化 目的要求 （1）了解克隆基因表达的方法和意义。 （2）了解重组蛋白亲和层析分离纯化的方法。 实验原理 克隆基因在细胞中表达对理论研究和实验应用都具有重要的意义。通过表达能探索和研究基因的功能以及基因表达调控的机理，同时克隆基因表达出所编码的蛋白质可供作结构与功能的研究。大肠杆菌是目前应用最广泛的蛋白质表达系统，其表达外源基因产物的水平远高于其它基因表达系统，表达的目的蛋白量甚至能超过细菌总蛋白量的80%。本实验中，携带有目标蛋白基因的质粒在大肠杆菌BL21中，在 37℃，IPTG诱导下，超量表达携带有6个连续组氨酸残基的重组氯霉素酰基转移酶蛋白，该蛋白可用一种通过共价偶连的次氨基三乙酸（NTA）使镍离子（Ni2+）固相化的层析介质加以提纯，实为金属熬合亲和层析（MCAC）。蛋白质的纯化程度可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分析。 试剂和器材
一、试剂 [1] LB液体培养基：Trytone 10g, yeast extract 5g, NaCl 10g, 用蒸馏水配至1000mL. [2] 氨苄青霉素：100mg/mL [3] 上样 缓冲液：100 mM NaH2PO4, 10 mM Tris, 8M Urea, 10 mM2-ME, pH8.0 [4] Washing Buffer：100 mM NaH2PO4, 10 mM Tris, 8 M Urea, pH6.3 [5] Elution Buffer:100 mM NaH2PO4, 10 mMTris, 8M Urea, 500 mM Imidazole, pH8.0 [6] IPTG 易生物仪器库：.ebioe./yp/product-list-42.html 易生物试剂库：.ebioe./yp/product-list-43.html 二、器材 摇床，离心机，层析柱（1′10 cm） 操作方法 一、氯霉素酰基转移酶重组蛋白的诱导 1. 接种含有重组氯霉素酰基转移酶蛋白的大肠杆菌BL21菌株于5mL LB液体培养基中（含100ug/mL 氨苄青霉素），37℃震荡培养过夜。 2. 转接1mL过夜培养物于100mL（含100ug/mL 氨苄青霉素）LB液体培养基中，37℃震荡培养至OD600 = 0.6 - 0.8。取10ul 样品用于SDS-PAGE 分析。 3. 加入IPTG至终浓度0.5 mmol/l, 37℃继续培养1-3h. 4. 12，000rpm 离心10 min, 弃上清，菌体沉淀保存于-20℃或-70℃冰箱中。
基础生化实验-蛋白质纯化
蛋白质纯化
一、目的: 利用金属亲和性管柱(metal affinity column)来大量纯化带有affinity tag的基因重组蛋白。 二、原理: 由于六个Histidine 所组成的His Tag (metal affinity tag)可与Ni2+ bind，所以利用基因重组技术在表现的蛋白质加上His Tag，再以金属亲和性管柱 (Ni-NTA) (此His- tag序列可与带二价正电的阳离子相螯和)及liquid chromatography来大量纯化蛋白质。 三、试剂与器材: 1.loading(binding) buffer (10mM imidazole,0.3M NaCl,50Mm Tris-HCl Ph7) ?细菌回溶成为蛋白质的载体以保持活性 2.wash buffer (20mM imidazole,0.3M NaCl,50Mm Tris-HCl,Ph7) 3.elution buffer (20mM EDTA,0.3M NaCl,50Mm Tris-HCl,Ph7) 上课补充: ?蛋白质很脆弱，需要在特殊的buffer里。
四、仪器与设备: FPLC(速液相色谱仪) 五、步骤: 1.将管柱架在铁架上，把亲和性胶体悬浮装填于管柱内。 2.以2~3倍CV loading buffer清洗管柱后，注入蛋白质样本。 3.以wash buffer梳洗，2到3倍column体积。 4.用wash buffer和elution buffer进行线性梳洗，并收集流出液体，以 FPLC UV monitor上的OD280数据读取样品流出与否，并观察冲离液之 曲 线图。 上课补充: ?胞内型分泌需要用超音波破菌，因为会放热所以要放在冰中使用。 ?线性梳洗为加入elution buffer会有颜色变化会把镍离子跟imidazole冲 洗掉，剩下胶体溶液。 ?其中imidazole和Histidine类似也会和镍离子结合所以会竞争，可拿来 洗涤蛋白质。(可详见问题一及补充资料2) 六、问题:
最新《生物分离工程》复习题(解答版)
《生物分离工程》复习题 《绪论细胞分离》 1.在细胞分离中，细胞的密度ρS越大，细胞培养液的密度ρL越小，则细胞沉降速率越大。 2.表示离心机分离能力大小的重要指标是 C 。 A.离心沉降速度 B.转数 C.分离因数 D.离心力 3.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作用。 4.简答：对微生物悬浮液的分离（过滤分离），为什么要缓慢增加操作压力？ 5.判断并改错：在恒压过滤中，过滤速率会保持恒定。（×）改：不断下降。 6.简答：提高过滤效率的手段有哪些? 7.判断并改错：生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。(×)改：更易破碎。 8.简答：采用哪种方法破碎酵母能达到较高的破碎率？ 9.简答：蛋白质复性收率低的主要原因是什么？ 10.简答：常用的包含体分离和蛋白质复性的工艺路线之一。 11. B 可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率 12.重力沉降过程中，固体颗粒不受 C 的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 13.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 14.在错流过滤中，流动的剪切作用可以 B 。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低凝胶层的厚度
C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低凝胶层的厚度 15.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间 A 相互作用的结果。 A.疏水性 B.亲水性 C.氢键 D.静电 16.判断并改错：原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。(×)改：原料目标产物的浓度越低。 17.菌体和动植物细胞的重力沉降操作，采用 D 手段，可以提高沉降速度。 A.调整pH B.加热 C.降温 D.加盐或絮状剂 18.撞击破碎适用于 D 的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器 19.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，摩擦阻力的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力。 20.为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率，二是减少操作步骤。 21.评价一个分离过程效率的三个主要标准是：①浓缩程度②分离纯化程度③回收率。 22.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 23.差速区带离心的密度梯度中最大密度 B 待分离的目标产物的密度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 24.简答：管式和碟片式离心机各自的优缺点。 25.单从细胞直径的角度，细胞越小，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎。 《沉淀》 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层。 2.判断：当蛋白质周围双电层的ζ点位足够大时，静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力，使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。（√）
蛋白表达步骤
1．培养基的配制 原理步骤 LB培养基，是微生物学实验中最常用的培养基，用于培养大肠杆菌等细菌，其分为液态或是加入琼脂制成的固态培养基。加入抗生素的 LB 培养基可用于筛选以大肠杆菌为宿主的克隆。尽管该培养基的名称被广泛解释为Luria-Bertani 培养基，然而根据其发明人贝尔塔尼(Giuseppe Bertani)的说法，这个名字来源于英语的 lysogeny broth，即溶菌肉汤。 LB培养基的配制： 成分 胰蛋白胨(tryptone) 10g 酵母提取物(yeast extract) 5g 氯化钠(NaCl) 10g 固体培养基另加琼脂粉 15-20g 加双蒸水至1000mL, 用5mol/L NaOH（约）调pH至，121℃灭菌30min 配制方法 （1）称量分别称取所需量的胰化蛋白胨、酵母提取物和NaCl，置于烧杯中。 （2）溶化加入所需水量2/3的蒸馏水于烧杯中，用玻棒搅拌，使药品全部溶化。 （3）调pH 用1mol/L NaOH溶液调pH至。 （4）定容将溶液倒入量筒中，加水至所需体积。 （5）加琼脂加入所需量琼脂，加热融化，补足失水。 （6）分装、加塞、包扎。 （7）高压蒸汽灭菌100Pa灭菌20min。
2、大肠杆菌菌种活化 原理 菌种的活化就是将处于保藏状态的菌种放入合适的培养基中进行培养，逐级增大培养是为了得到纯而壮的培养物，可以理解为就是为了获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物进行培养。菌种发酵一般情况下需要2-3代的复壮过程，因为保存时的条件往往和培养时的条件不相同，所以要活化,让菌种逐渐适应培养环境 中药标准对照品研究中心建议实验要明白菌种活化的情况就首选需要了解菌种保藏的方式和方法。目前国际和国内常用的菌种保存方法包括：定期移植法、液体石蜡法、沙土管法、真空冷冻干燥法、80℃冰箱冻结法、液氮超低温冻结法。 对于不同的保存方式活化的方式也不同： 1 定期移植法的菌种复苏较简单，直接转接即可； 2 液体石蜡法保存的菌种在复苏时，挑取少量菌体转接在适宜的新鲜培养基上，生长繁殖后，再重新转接一次； 3 沙土管法保存菌种在复苏时，在无菌条件下打开沙土管，取部分沙土粒于适宜的斜面培养基上，长出菌落后再转接一次。或取沙土粒于适宜的液体培养基中，增殖培养后再转接斜面； 4 真空冷冻干燥法保存菌种在复苏时先用70%酒精棉花擦拭安瓿上部，将安瓿管顶部烧热，用无菌棉签沾冷水，在顶部擦一圈，顶部出现裂纹，用挫刀或镊子颈部轻叩一下，敲下已开裂的安瓿管的顶端，用无菌水或培养液溶解菌块，使用无菌吸管移入新鲜培养基上，进行适温培养； 5 -80℃冰箱冻结法保存菌种复苏时，从冰箱中取出安瓿管或塑料冻存管，应立即放置38℃-40℃水浴中快速复苏并适当快速摇动。直到内部结冰全部溶解为止，约需50秒-100秒。开启安瓿管或塑料冻存管，将内容物移至适宜的培养基上进行培养 6 液氮超低温冻结法保存菌种复苏与-80℃冰箱冻结法保存菌种复苏相似，从液氮罐中取出安瓿管或塑料冻存管，应立即放置在38℃-40℃水浴中快速复苏并适当摇动。直到内部结冰全部溶解为止，一般约需50秒-100秒。开启安瓿管或塑料冻存管，将内容物移至适宜的培养基上进行培养。 步骤
微机模拟蛋白质纯化实验
微机模拟蛋白质纯化实验 学号： 1035130150 ：睿 班级：生命科学学院 10级生物工程 ： 1059508633qq. 一、实验目的： 1. 了解模拟生化干实验的方法和意义，掌握用protein 软件提纯蛋白质的方法。 2. 进一步熟悉层析、热变性、盐析等常用生化分离方法 的原理和应用。 二、实验原理： 1：“Protein”软件有36个任务，即36组待分离纯化的蛋白。任务要求利用软件提供的几种实验技术，提纯每一个目的蛋白，最终达到单向电泳一条带，双向电泳一个点，而且使用的人时和经费(根据提取步骤计算得到)不得超过一个特定值。在每个任务开始时，软件给出目的蛋白的一些性质，如热稳定的温度围和pH稳定围等，利用这些信息，可以使实验少走弯路。 2：“Protein”提供的分离纯化方法有七种：①热变性； ②硫铵沉淀；③排阻层析(凝胶色谱)；④离子交换层析； ⑤吸附层析；⑥聚焦层析；⑦制备电泳。 3：在“Protein”所提供的各种分离纯化方法中，热变
性法和盐析法是比较好的粗提方法，在提纯的早期使用效果较好。层析是各种方法中最强有力的方法，制备电泳虽然纯化倍数高，但是回收率低。在各种层析方法中，又以离子交换层析最为有效和易于使用，并且耗费的人时和经费也较少。排阻层析和聚焦层析耗费较大，但在某些特定情况下，这两种方法是不可替代的。 4：“Protein”提供了四种电泳方法：即，SDS-PAGE、PAGE、等电聚焦电泳和双向电泳。这些电泳方法不但可以用以检测样品的纯度，而且也给出了样品的一些信息，如分子量、等电点等，这些信息对于后续提纯有重要的参考价值，等电聚焦电泳和PAGE还可以用于制备。 三、实验要求： 完成实验软件中三种酶的分离纯化。 四、实验步骤： 实验中为了比较在样品性质不同情况下，如何有效分离，以及各种方法的优劣，拟分离如下三种样品： 1. pH稳定围较大的1号蛋白 2. 碱性条件下稳定的36号蛋白 3. 酸性条件下稳定的3号蛋白 1：酸性条件下稳定的3号蛋白 3号酶在62℃以下稳定，稳定pH围3.8～5.8（酸性条件）。
第三章(蛋白质)习题
第三章（蛋白质）习题 一、选择题 1．组成蛋白质的基本单位是： a．L—。—氨基酸b．D—。—氨基酸 c．L—p—氨基酸d．D—p—氨基酸 e．以上都不对 2．关于下列氨基酸的说明，哪个是不正确的： a．酪氨酸和苯丙氨酸都含有苯环 b．苏氨酸和丝氨酸都含有羟基 c．亮氨酸和缬氨酸都是分枝氨基酸 d．脯氨酸和酪氨酸都是非极性氨基酸 e．组氨酸和色氨酸都是杂环氨基酸 3．下列哪种氨基酸溶液不能引起偏振光的旋转? a．丙氨酸b．甘氨酸c．亮氨酸 d．丝氨酸e．缬氨酸 4．属于亚氨基酸的是： a．组氨酸b．脯氨酸c．精氨酸 d．赖氨酸e．蛋氨酸 5．下列氨基酸在生理pH范围内缓冲能量最大的是：a．Gly b His c．Cys d．Asp e．Glu 6．哪一种蛋白质组分在280nm处，具有最大的光吸收? a．色氨酸的吲哚环b．酪氨酸的苯酚基 c．苯丙氨酸的苯环d．半胱氨酸的巯基 e．肽链中的肽键 7．有一混合蛋白质溶液，其pI值分别为4.6、5.0、5.3、6.7、7.3，电泳时欲使其中四种泳向正极，缓冲液pH应该是多少? a．4．0 h．5．0 c．6．0 d．7．0 e．8．0 8．与茚三酮反应呈黄色的氨基酸是： a．苯丙氨酸b．酪氨酸c．色氨酸 小组氨酸e．脯氨酸 9．关于蛋白质构象的下列描述，其中正确的是： a．指手性碳原子上某一原子或基团的方位 b．指几何异构体中顺式或是反式 c．指多肽链中一切原子(基团)随。—碳原子旋转，盘曲面产生的空间排布 d．指原子或基团改变涉及共价键的生成或断开 e．不涉及蛋白质分子中次级键的断裂与生成 10．维持蛋白质二级结构的主要化学键是： a．盐键b．疏水键c．二硫键 d．氢键e．范德华力 11．蛋白质的构象特征主要取决于： a．氨基酸的组成、顺序和数目 b．氢键、盐键、范德华力和疏水力 c．温度、pH和离子强度等环境条件 d．肽链间及肽链内的二硫键 e．各氨基酸之间的肽键