过氧化物酶同工酶的分离提取
实验五 聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分析(实验报告)
实验五聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分析小麦幼苗过氧化物酶同工酶生物111班杨明轩1102040128一、研究背景及目的过氧化物酶是以过氧化氢为电子受体催化底物氧化的酶，具有消除过氧化氢和酚类、胺类毒性的双重作用。
它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系，在种子萌动以前,它们的过氧化物酶同工酶很少,待幼芽长到0.5 -1 厘米以后,它们的过氧化物酶才得到充分的表达。
这说明植物过氧化物酶同工酶的多寡和有无,与植物不同发育时期,与植物的不同组织、器官的分化形成及特定的生理状态等均有密切关系。
而同工酶是指能催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。
大多数基因性同工酶由于对底物亲和力不同和受不同因素的调节，常表现不同的生理功能。
它们存在于生物的同一种属或同一个体的不同发育阶段，或同一发育阶段的不同组织，在细胞发育和代谢调解中起重要作用。
在动、植物中，一种酶的同工酶在各组织、器官中的分布和含量不同，形成各组织特异的同工酶谱，体现各组织的特异功能，这一特点可用于研究物种进化、遗传变异、杂交育种和个体发育、组织分化等。
品种资源工作者借助同工酶分析品种的地理分布与亲缘关系来指导品种资源的收集与鉴定工作。
育种工作者常用同工酶来作为鉴定植物的种间杂交, 特别是远缘杂交的生化指标。
在医学方面，同工酶是研究癌瘤发生的重要手段。
要对同工酶展开研究，首先要实现对它的分离，因此要选择合适的分离技术。
基于“差异转化”的思路，层析和电泳是两种最为常见的大分子分离方法。
但由于二者技术细节上的差异，层析更常用于大分子的分离纯化，而电泳则主要用于大分子的分离检测。
因此在本次实验中，我们采用不连续的聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分析小麦幼苗中的过氧化物酶同工酶。
同时本实验利用电泳现象对过氧化物同工酶进行分离纯化和分析鉴定，通过电泳技术的实际操作体会电泳技术的原理和特点，比较分析电泳技术和其它分离技术如层析技术的不同，进一步学习应用更为广泛和纯化水平更高的分离技术。
几种植物中的过氧化物酶同工酶分析1)
将胶浸入染 色液 中 ５ ０ 神，取 出置 一１ 分
于 永 中＾ 沈 ， 止染 色。 ｀ ＇ 停
将胶 置于醋酸 缓冲液中沁 ２ 分钟， 。 再浸 入染色液中，２℃ 保佩染色 ２ ６ ０ ５ ０分钟 － 后， 取出 ， 水漂洗。
１ 酷酸联苯 ） 胺炸液：２ 克联茉胺溶于 １ 毫升醋酸中， ７ 毫升水。 ８ 加 ２
电泳在冰箱或低于 １ ℃ 的 室 温 下 进 行。 ５
力水至 １０ ｉ 」 ０ｎ１ １ ． 斗 ％ Ｆ 过硫酸 按（ ． 用前配划 、Ｆ Ｔｒ－ ． ｉ 泞檬酸缓冲 液忿 ｓ
１． 呢 ， ４ Ｉｒｓ ５． ８ ＋ 柠 檬 酸 ｉ １ ５
１０ ； ．ｇ
加水至 １ ０ １Ｐ Ｒ９ ０ ｍ， ． ０ Ｈ
＇ｒｓ ．ｑ ｒ ３ ０ ； ｉ ０
Ｔｒｓ ２ ； ｉ６ ｇ ．
甘氨ｌ １・ ； ， 斗斗 ｎ ： ９
甘氨酸 ２０； ． ｋ
至凝胶下端 ０ －１厘米处停止电泳。 电泳 时 ． ５
间约 ９－ １０分钟。 ０ ０ 过氧化物Ｒ 同工醉 的染色鉴定方 法 很 多，
染 色 方 法 染 色
加水至 １０ｒ ，爪 ｝３ 加水至 １０ｍｌ Ｈ ．； ０ ０ ｌ １ ． ： ｎ ００ ， ｈ７ ｐ 使用时杯释 １ 信－ ０ 随用时稀释 ５倍
个过氧化物酶同工酶相对活性的维生素 Ｃ 一联 苯胺染色法阁。 近些年来又较多地采用了丁子
香酚 （ｕｅ ｌ Ｅｇ ｏ ｎ ）一类夭然物作底物的新染
色法［ ９ １ ｃ 近年来， 由于同工酶测定、 分析技术在遗传
１ ）本工 作曾得到龚葵 同志的指导， 特致谢意 ， ２ 黄寿松：西北植物研究所进修人员。 ）
离心（５０．． １ 分钟， ３０ ：ｐｍ）５ ． 取上清液， 混人等
实验五过氧化物同工酶PAGE分析
成分
含量
作用
A液（30%Acr-0.8%Bis） 2.65mL
交联剂
B液（Tris+EDTA） 4.75mL
缓冲液
C液（TEMED）
10μL
加速剂
D液（10% AP）
50μL
催化剂
四、操作步骤
样品制备 称取小麦幼苗叶片0.5 克，放入研钵内，
加 pH8.0 样品提取液1mL，于冰浴中研 成匀浆，转入离心管，在高速离心机上以 8000rpm 离心 10 分钟，倒出上清液， 以等量 40%蔗糖混合，并加2滴溴酚蓝， 即为样品液。
同功酶是机体调节酶活性的一种方式，在各种生物体中 广泛存在。
过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶。 它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。 在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化。因此， 测定这种酶的活性或其同工酶的变化情况，可以反映某 一时期植物体内代谢的变化。
（二）过氧化物同工酶及其活性染色（P98）
三、材料、仪器和试剂
试剂：
A液：30%Acr-0.8%Bis B液：Tris+EDTA C液：TEMED D液：10%AP 电极缓冲液：硼酸钠-硼酸（pH8.3） 0.5%溴酚蓝 染色液：0.1%联苯胺 样品提取液：pH8.0Tris-HCl缓冲液 40%蔗糖溶液
四、操作步骤
凝胶制备
四、操作步骤
装槽、上样
30-50μL
四、操作步骤
电泳 接好电源线(上槽接负极，下槽接正极)。
打开电源开关，调节电压，以10V/cm稳 定电压电泳，待前沿指示染料溴酚蓝下行 至距胶板末端1-2 厘米处，即可停止电泳。
四、操作步骤
剥胶、染色
过氧化物酶同工酶电泳分析(经典有用)
过氧化物酶同工酶电泳分析实验原理（1）凝胶板由上、下两层胶组成，两层凝胶的孔径不同。
上层为大孔径的浓缩胶，下层为小孔径的分离胶。
（2）缓冲液离子组成及各层凝胶的pH不同。
本实验采用碱性系统。
电极缓冲液为pH8.3的Tris-甘氨酸缓冲液，浓缩胶为pH6.7的Tris-HCl缓冲液。
而分离胶为pH8.9的Tris-HCl缓冲液。
（3）在电场中形成不连续的电位梯度。
在这样一个不连续的系统里，存在三种物理效应，即电荷效应、分子筛效应和浓缩效应。
在这三种效应的共同作用下，待测物质被很好地分离开来。
下面以本实验要分离的小麦苗过氧化物酶同工酶为例，分别说明三种效应的作用：（1）电荷效应：各种酶蛋白按其所带电荷的种类及数量，在电场作用下向一定电极，以一定速度泳动。
（2）分子筛效应：分子量小，形状为球形的分子在电泳过程中受到阻力较小，移动较快；反之，分子量大、形状不规则的分子，电泳过程中受到的阻力较大，移动较慢。
这种效应与凝胶过滤过程中的情况不同。
（3）浓缩效应：待分离样品中的各组分在浓缩胶中会被压缩成层，而使原来很稀的样品得到高度浓缩。
其原因如下：①由于两层凝胶孔径不同，酶蛋白向下移动到两层凝胶界面时，阻力突然加大，速度变慢。
使得在该界面处的待分离酶蛋白区带变窄，浓度升高。
②在聚丙烯酰胺凝胶中，虽然浓缩胶和分离胶用的都是Tris-HCl缓冲液，但上层浓缩胶为pH 6.7，下层分离胶为pH 8.9。
HCl是强电解质，不管在哪层胶中，HCl几乎都全部电离，Cl－布满整个胶板。
待分离的酶蛋白样品加在样品槽中，浸在pH8.3和Tris-甘氨酸缓冲液中。
电泳一开始，有效泳动率最大的Cl－迅速跑到最前边，成为快离子（前导离子）。
在pH6.7条件下解离度仅有0.1～1％的甘氨酸（pI = 6.0 ）有效泳动率最低，跑在最后边，成为慢离子（尾随离子）。
这样，快离子和慢离子之间就形成了一个不断移动的界面。
在pH6.7条件下带有负电荷的酶蛋白，其有效泳动率介于快慢离子之间，被夹持分布于界面附近，逐渐形成一个区带。
生化实验四--果蔬中过氧化物酶分析
五,操作
1,贮液配制(已完成) ,贮液配制(已完成) 2,安装电泳槽(安装,封底) ,安装电泳槽(安装,封底)
3,制胶(分离胶,光聚合,浓缩胶) ,制胶(分离胶,光聚合,浓缩胶) 拔出梳子,倒入电极缓冲液,备用. 拔出梳子,倒入电极缓冲液,备用. 4,过氧化物酶的提取 , 按下列比例称取果蔬: 按下列比例称取果蔬: 冬 枣 , 柚 子 , 梨 : 1:2 ; 萝 卜 , 盘 菜 : 1:10 ( W:V) , 剪碎 , 放入研钵中 , 加适量石英砂及 ) 剪碎, 放入研钵中, 样品提取液于冰浴上研磨成匀浆, 置于离心管中, 样品提取液于冰浴上研磨成匀浆 , 置于离心管中 , 研钵用少量提取液清洗,洗液并入离心管,以 14000r/min的转速离心 / 的转速离心15min,取上清液贮存于低 的转速离心 , 温冰箱备用. 温冰箱备用.
三,实验步骤
1,取上述样品提取液 , 取上述样品提取液2.5mL,定容至 刻度, , 定容至50mL刻度, 备 刻度 用(仅指萝卜与盘菜,冬枣,柚子与梨不稀释). 仅指萝卜与盘菜,冬枣,柚子与梨不稀释) 2, 取光径 , 取光径1cm比色皿 只 , 于 1只中加入反应混合液 比色皿2只 比色皿 只中加入反应混合液 3mL和磷酸缓冲液 和磷酸缓冲液1mL, 作为对照 , 另 1只中加入反 和磷酸缓冲液 , 作为对照, 只中加入反 应混合液3mL和上述酶液 和上述酶液1mL(如酶活性过高可稀释 应混合液 和上述酶液 ( 立即开启秒表记录时间, 之),立即开启秒表记录时间,于分光光度计上测量 波长470nm下吸光度值 , 每隔 下吸光度值, 每隔1min读数一次 ( 连读 读数一次( 波长 下吸光度值 读数一次 5min,取平均值). ,取平均值)
四,试剂与材料
A(分离胶缓冲液) 1mol/L HCL (分离胶缓冲液) / /100mL Tris TEMED B(浓缩胶缓冲液) 1mol/L HCL (浓缩胶缓冲液) / /100mL C(分离胶贮液) (分离胶贮液) 贮液 /100mL D(浓缩胶贮液) (浓缩胶贮液) 贮液 /100mL Tris TEMED 丙烯酰胺 丙烯酰胺 48mL 36g 24L 48mL 5.9g 48L 30g pH 8.9 pH 6.7 pH 8.9
植物过氧化物酶的提取、
实验结果
记录实验的操作程序，检查是否和原设计 相符合？ 将各胶柱中酶带条数、宽度、着色深浅和 移动距离填入表中。 选择比较组分凝胶中着色最深的酶带或特 殊酶带（即该组分特有酶带），计算酶带 的相对迁移率Rf值。
四、植物过氧化物同工酶电泳技术
实验原理 同工酶（isozymes）是指作用于底物相似或完全相同的 酶的不同分子形式，即催化同一种反应而结构不同的一 族酶。它们是受遗传体系决定的酶的不同分子形式。利 用凝胶电泳技术（PAGE）可以将它们分开，用专一的 作用底物和特殊染料，把需要分析的酶染色，在胶柱上 呈现同工酶谱。 实验目的 通过实验掌握植物同工酶实验技术，了解植物同工酶分 析在遗传学研究中的意义。 着重掌握过氧化物酶的提取，电泳与染色技术和分析方 法。
三、植物过氧化物酶活性的测定（比色法）
原理
过氧化物酶广泛分布于植物的各个组织器官中。在有过 氧化氢存在下，过氧化物酶能使愈创木酚氧化，生成茶 褐色物质，可用分光光度计测量生成物的含量。 分光光度计 离心机 秒表 天平 研钵 磁力搅拌器 愈创木酚 30%过氧化氢 20mmol/L KH2PO4 100mmol/L 磷酸缓冲液， pH6.0（见附表2） 反应混合液
植物过氧化物酶的提取、 活性测定及同工酶的凝胶电泳分析
综合性、设计性实验 广州大学生命科学学院生物工程专业适用
2010年9月
一、植物过氧化物酶的提取
目的要求 学习制备植物过氧化物酶粗酶液的原理和方法 为后续实验提供酶液。 器材与仪器 电子天平； 冰冻高速离心机； 可见光分光光度计； 电动玻璃匀浆机等。 试剂 20mM KH2PO4， 100mM PBS：取0.2M 的Na2HPO4 12.3ml与0.2M的 NaH2PO4 87.7ml混合。加入100ml水稀释即成。
不同光照条件下龙眼体胚发生过程中过氧化物酶同工酶酶谱分析
１ ： 比例加入 提取缓 冲液以及 少许石英 砂 （ ４的 见表 １， 浴充 分研磨 ， ）冰 然后将提 取液转移 到 １ｍ ０ Ｌ离心
管 中 ，℃，２０ ｇ 离 心 ２ｒｉ。取上清液 ， ４ １０ ０ ， ０ ｎ ａ 分装后 ， 于一 ０ ２ ℃冰柜 保存 （ 凝胶贮 藏液见表 ２ 。 ）
了很 大的变化 。酶 带数 量总的 变化趋 势是胚性愈 伤组织谱 带条 数较 少， 形胚发 生过 程 中增 多。 球 到
了子叶形胚后谱 带条数 又减 少； 同光照条件 下 ， 不 蓝光 的谱 带条数 最 多， 明不 同光 照条件对龙 眼 说 体 细胞胚胎 发生有不 同效应， 意味 着蓝 光条件 下体 细胞胚胎 内物质代谢是 最活跃 的 ， 蓝光对体 细胞
时结束 。电泳须在 ４Ｃ 箱 中进行 ５ ７ 。 ｑ冰 — ｈ 分离胶 ： Ｃ： ： ＝ ： １ ４ Ｔ ７７ Ａ： Ｈ Ｇ Ｉ ２： ： ， ＝ ． ％
林小苹 一赖钟雄 ｔ ，
（． 建农 林 大 学 园艺植 物 生 物 工程 研 究 所 Ｉ福 福 建福 州 ３ ００ ： ５ ０ ２
２ 漳州城市职业学院 福建漳州 ３ ３０ ） ． ６０ ０
摘要 ： 验 以龙 眼胚性愈伤组 织为材料 ， 究不 同光 照条件对龙 眼体 细胞胚胎发生各 阶段 过氧 试 研 化物酶 （ Ｏ 同工酶 的影 响。结果表 明： Ｐ Ｄ） 龙眼体 细胞 胚胎发 生各 阶段 过氧化物酶 （ Ｏ 同工酶 出现 Ｐ Ｄ）
熟 而发生 规律性 的变化 。 这种变化在一定 程度上反 映 了植物在发 育过程 中基 因表达 的时空顺 序性 。 因 而 同工酶 的酶谱特 征可 以作 为植 物组 织培养 的一
绿光 、 自光 四个不 同光照条 件处理 。将不 同发育阶
实验二 过氧化物酶同工酶的提取、分离
实验二过氧化物酶同工酶的提取、分离苟亚峰摘要：本实验采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳技术，分离小麦幼苗过氧化物酶同工酶，通过染色方法显示出酶的不同区带，以鉴定玉米幼苗过氧化物酶同工酶，实验结果显示玉米幼苗中至少含有5种过氧化物同工酶。
关键词：过氧化物同工酶；PAGE；电泳分离引言同工酶是指催化同一种化学反应，但酶的分子结构组成却有所不同的一组酶。
同工酶与生物的遗传，生长发育，代谢调节及抗性等都有一定的关系，如过氧化物酶在细胞代谢过程中与呼吸作用，光合作用，及生长素的氧化等都有关系，测定POD活性或其同工酶，可以反映某一时期植物体内代谢变化。
电泳(electrophoresis，简称EP ) 指带电粒子在电场中向与其自身所带电荷相反的电极方向移动的现象。
1937年瑞典科学家Tiselius 成功地将血清蛋白质分成清蛋白、α1、α2、β和γ球蛋白5个主要成分，由于他的突出贡献，1948年荣获诺贝尔奖。
50年代，先后出现了以滤纸、醋酸纤维素薄膜、淀粉及琼脂作为支持物的电泳技术。
60年代，出现了聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，在此基础上发展了SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、等电聚焦电泳、双向电泳和印迹转移电泳等技术。
这些技术具有设备简单，操作方便，分辨率高等优点。
聚丙烯酰胺凝胶电泳是以聚丙烯胺凝胶作为载体的一种区带电泳。
这种凝胶是由丙烯酰胺单体（Acr）和交联剂N，N’-甲叉双丙烯酰胺（Bis）在催化剂作用下聚合而成的，Acr和Bis在具有自由基团体系时，就会聚合。
引发产生自由基的方法有两种：（1）化学法：引发剂是过硫酸铵(AP)，催化剂N、N、N’、N’-四甲基乙二胺（TEMED），它的碱基催化AP产生自由硫酸基，其氧原子激活丙烯酰胺单体形成单体长链。
化学聚合形成的凝胶孔径较小，且重复性好，用来制备分离胶；（2）光聚合法：光聚合法的催化剂是核黄素（VB2），光聚合形成的凝胶孔径较大，且不稳定，适于制备大孔径的浓缩胶。