蛋白质提取与制备的原理和方法
提蛋白原理

提蛋白原理蛋白质是构成生物体的重要组成部分,也是维持生命活动的关键物质。
而提蛋白作为一种常见的生物化学技术,被广泛应用于生物医学研究、生物工程和制药工业等领域。
那么,提蛋白的原理是什么呢?首先,我们需要了解蛋白质的结构。
蛋白质是由氨基酸组成的长链状分子,它的结构具有多级层次,包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
蛋白质的功能和性质取决于其结构,因此了解蛋白质的结构对于提蛋白至关重要。
提蛋白的原理主要包括蛋白质的溶解、分离和纯化。
首先是蛋白质的溶解,即将生物样品中的蛋白质溶解于适当的缓冲液中,使其保持天然的构象和生物活性。
其次是蛋白质的分离,通常采用凝胶电泳、色谱等技术,根据蛋白质的大小、电荷、亲疏水性等特性进行分离。
最后是蛋白质的纯化,通过各种手段将目标蛋白质从其他杂质中分离出来,得到高纯度的蛋白样品。
在实际操作中,提蛋白的原理还涉及到许多具体的技术和方法,如超声破碎、冷冻破碎、化学溶解等。
不同的样品和目标蛋白质可能需要不同的提取和纯化方法,因此在进行提蛋白实验时需要根据具体情况选择合适的技术路线。
除了以上提到的基本原理和方法,提蛋白的过程中还需要考虑一些其他因素,比如样品的保存和处理、实验条件的控制、纯化效果的检测等。
这些因素都会影响到提蛋白的效果和结果,因此在进行提蛋白实验时需要综合考虑,并严格控制每一个步骤。
总的来说,提蛋白的原理是基于蛋白质的结构和性质,利用化学、物理和生物学的方法将目标蛋白质从复杂的生物样品中分离出来,并得到高纯度的蛋白样品。
了解提蛋白的原理有助于我们更好地进行生物实验和研究,为生命科学和生物医学领域的发展做出贡献。
蛋白质的分离纯化

蛋白质的分离纯化蛋白质是生命体中最基本的分子之一,它在细胞内发挥着重要的功能。
由于蛋白质的复杂性和多样性,研究人员通常需要从复杂的混合物中分离和纯化蛋白质。
蛋白质的分离纯化是生物化学和生物技术领域中非常重要的一项工作,它为我们深入研究蛋白质的结构和功能提供了必要的条件。
蛋白质的分离纯化可以通过多种不同的方法实现,这些方法包括离心法、凝胶过滤法、电泳法、层析法等。
在选择合适的方法时,研究人员需要考虑到蛋白质的特性以及实验的要求。
离心法是最常用的分离方法之一,在离心过程中,通过调整离心力和离心时间,可以实现不同密度的蛋白质的分层。
这种方法适用于分离大分子量的蛋白质。
凝胶过滤法是利用孔径不同的凝胶将蛋白质分离开来。
通常使用的凝胶有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶,这些凝胶具有不同的孔径,可以根据蛋白质的分子量选择合适的凝胶进行分离。
电泳法是基于蛋白质的电荷和分子量差异而进行分离的方法。
最常用的电泳方法是SDS-PAGE电泳,通过使用SDS(十二烷基硫酸钠)对蛋白质进行解性和蛋白质间的形成复合物,使得蛋白质在电泳过程中仅仅受到电场力的影响,从而实现蛋白质的分离。
层析法是一种利用物质在载体上的分配和吸附性质进行分离的方法。
常见的层析方法有凝胶层析、亲和层析、离子交换层析等。
凝胶层析是通过利用载体颗粒的孔径进行分离,亲和层析是将特定配体固定在载体上,与目标蛋白质结合,从而实现分离,而离子交换层析是利用载体表面电荷与目标蛋白质的电荷相互作用进行分离。
在进行蛋白质的分离纯化时,需要注意以下几个关键步骤。
首先是样品制备,通常样品要经过细胞破碎、蛋白质提取等步骤,使得目标蛋白质从复杂的混合物中提取出来。
其次是样品的处理,包括去除杂质、调整蛋白质的溶液环境等。
然后是选择合适的分离方法,根据蛋白质的特性和实验要求来确定最适合的方法。
最后是纯化过程中的监测和分析,通过使用各种蛋白质分析方法,如SDS-PAGE、Western blot等,来确定目标蛋白质的纯化程度和鉴定其存在。
蛋白质分离

蛋白质分离蛋白质是生物体内最重要的分子之一,它们参与了生命体系的几乎所有生物过程,是维持和发挥细胞功能的必需组成部分。
高纯度蛋白质是进行蛋白质学研究的关键,因此开发高效的蛋白质分离技术具有重要的实际应用价值和科学意义。
蛋白质分离的原理蛋白质分离的原理基于蛋白质在不同条件下的物化性质的不同。
蛋白质分离是一个多步骤的过程,通常包括以下步骤:1. 细胞裂解和分离为了提取蛋白质,需要首先将细胞裂解并将其分离出来。
这可以通过机械打碎、超声波处理或化学破碎等方法实现。
2. 初步分离初步分离步骤通过利用蛋白质的溶解度、电荷、大小和亲和力等特性将混合蛋白质分开。
通常采用的方法有盐析、凝胶过滤、离子交换层析、透析、电泳等。
3. 高效分离高效分离步骤的目的是获得高纯度的目标蛋白质。
在高效分离中,采用的方法通常是亲和层析、大小排除层析、逆向相色谱等。
蛋白质分离技术的应用蛋白质分离技术已广泛应用于生物制药、生物技术和基因工程等领域。
以下列举几个典型应用:1. 制药蛋白质制药是现代医药领域的一个重要分支。
分离高纯度的蛋白质是制药的关键步骤之一。
通过蛋白质分离技术,可以制备出多种生物制剂、酶、抗体、疫苗和生长因子等药物。
2. 生物技术在生物技术领域,蛋白质分离技术也被广泛应用。
例如,可以利用亲和层析技术分离出纯化后的酶,然后将这些酶用于生物反应器中,提高酶的活性和稳定性。
3. 基因工程蛋白质分离技术在基因工程领域也得到了应用。
例如,在蛋白质工程中可以通过蛋白质分离技术获得高纯度的蛋白质,并将其用于合成和设计具有特定功能的蛋白质。
蛋白质分离技术的发展蛋白质分离技术在最近几十年里得到了长足的发展。
随着技术的进步和不断的创新,现代蛋白质分离技术已从最初的手工制备逐渐过渡到高通量、自动化的生物技术工具。
下面列举几个发展趋势:1. 集成化目前,人们已经开始将分离技术和其他技术集成为一个平台。
这种集成化的分离技术可以更加高效地从复杂混合物中分离出蛋白质。
WB实验的基本原理及操作流程

WB实验的基本原理及操作流程WB实验(Western Blotting)是一种用于检测和分离蛋白质的实验方法,广泛应用于生物医学和生物化学领域。
它通过将复杂的蛋白质混合物按照分子大小分离,并使用特异性抗体来探测目标蛋白质。
本文将介绍WB实验的基本原理及操作流程。
一、基本原理WB实验主要基于蛋白质的电泳分离和免疫染色原理。
具体步骤如下:1.样品制备:首先,需要从细胞或组织中提取蛋白质,并经过适当的处理,如裂解细胞、破碎细胞膜等,以获取纯净的蛋白质样品。
2. SDS-电泳:将样品加入聚丙烯酰胺凝胶(Polyacrylamide Gel),随后进行电泳。
这一步骤会根据蛋白质的分子大小进行分离。
3.转膜:将分离的蛋白质从凝胶转移到聚乙烯2.2-羟基苯基酮(PVDF)或硝酸纤维素膜上,这样可以更容易进行免疫染色。
4.封闭:将转膜后的膜进行封闭,通常使用牛血清白蛋白(BSA)或脱脂奶粉等阻断非特异性结合位点。
5.抗体反应:加入目标蛋白质特异性的抗体,使其与特定抗原位点结合。
6.洗涤:将膜洗涤以去除非特异性的抗体。
7.免疫染色:加入酶标记的辅助抗体,它与目标抗体结合,并携带可检测信号物质(如酶或荧光染料)。
8.显色:加入合适的底物,使酶标记的辅助抗体产生可视化的颜色或荧光信号。
9.分析:通过成像设备(如X射线胶片或荧光成像系统)观察和记录目标蛋白质的表达。
二、操作流程下面是一份WB实验的基本操作流程,具体步骤可能因实验目的和实验条件而有所变化。
1.样品制备:a.收集细胞或组织样品,并使用适当的缓冲液裂解细胞膜。
b.添加蛋白质提取试剂,并彻底裂解细胞。
c.离心裂解后的细胞,收集上清液,其中含有目标蛋白质。
2.SDS-电泳:a.准备好聚丙烯酰胺凝胶,通常使用8%至12%的分辨胶。
b.加载待测样品和分子量标记蛋白质到凝胶中。
c.进行电泳,常用条件为100V持续电解,直到样品顶到凝胶底部。
3.转膜:a.准备合适大小的PVDF或硝酸纤维素膜,并剪成和凝胶一样大小。
蛋白提取实验报告

一、实验目的1. 学习蛋白质提取的基本原理和方法。
2. 掌握常用的蛋白质提取试剂及其作用。
3. 熟悉蛋白质提取过程中的注意事项。
二、实验原理蛋白质是生物体的重要组成部分,广泛存在于各种生物体中。
蛋白质提取是研究蛋白质结构与功能的基础。
本实验采用组织匀浆法提取蛋白质,通过加入一定量的蛋白质提取试剂,使蛋白质从组织细胞中释放出来,并通过离心、沉淀等步骤分离纯化蛋白质。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:新鲜鸡蛋、组织匀浆器、离心机、电子天平、移液器、玻璃棒、锥形瓶、烧杯、蒸馏水、丙酮、SDS-PAGE凝胶电泳试剂盒等。
2. 实验试剂:Tris-HCl缓冲液(pH 7.4)、SDS、β-巯基乙醇、DTT、NaOH、盐酸、NaCl、EDTA、蛋白酶抑制剂等。
四、实验步骤1. 蛋白质提取液制备:将Tris-HCl缓冲液、β-巯基乙醇、DTT、NaOH、NaCl、EDTA、蛋白酶抑制剂按一定比例混合,配制成蛋白质提取液。
2. 鸡蛋匀浆:将新鲜鸡蛋去壳,加入适量的蒸馏水,用组织匀浆器匀浆。
3. 蛋白质提取:将匀浆后的鸡蛋液加入蛋白质提取液中,混匀,室温放置30分钟。
4. 离心:将混合液以3000 r/min离心10分钟,收集上清液即为蛋白质提取液。
5. 蛋白质沉淀:在上清液中加入丙酮,使蛋白质沉淀,静置1小时。
6. 沉淀洗涤:将沉淀用丙酮洗涤2次,弃去丙酮。
7. 蛋白质溶解:将沉淀加入适量的SDS-PAGE凝胶电泳试剂盒中的还原缓冲液,混匀,溶解蛋白质。
五、实验结果与分析1. SDS-PAGE电泳:将溶解后的蛋白质进行SDS-PAGE电泳,观察蛋白质条带。
2. 结果分析:根据电泳结果,可以观察到明显的蛋白质条带,说明蛋白质提取成功。
六、实验讨论1. 蛋白质提取过程中,选择合适的提取试剂和提取方法至关重要。
本实验中,我们采用组织匀浆法提取蛋白质,并结合多种蛋白质提取试剂,提高了蛋白质提取效率。
2. 蛋白质提取过程中,注意防止蛋白质变性和酶解。
蛋白的制备

蛋白的制备全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:蛋白是生物体内不可或缺的重要分子,它们参与了身体的生长发育、免疫防御、组织修复等多种生理功能。
在科学研究和工业生产中,制备纯净的蛋白是基础工作之一。
本文将介绍蛋白制备的基本原理、常用技术方法以及相关注意事项。
一、蛋白的结构和功能蛋白是由不同种类的氨基酸残基通过肽键连接而成的长链状分子。
它们可以折叠成特定的空间结构,从而实现各种功能。
蛋白的结构可以分为四个层次:一级结构是氨基酸序列的线性排列;二级结构是α螺旋或β折叠等局部结构;三级结构是各个结构域的整体折叠;四级结构是多个蛋白互相组装而成的复合体。
蛋白具有多种功能,如酶的催化作用、抗体的免疫防御、激素的信号传递等。
研究蛋白的结构和功能对于认识生物体的生命活动至关重要。
二、蛋白的制备原理蛋白的制备过程一般包括以下几个步骤:提取、纯化、结构鉴定和功能分析。
首先是蛋白的提取,即从生物体内分离出目标蛋白。
提取方法一般包括机械破碎、化学溶解和生物学方法等。
接下来是蛋白的纯化,通过不同的技术方法,如柱层析、凝胶电泳、超滤等,将目标蛋白从混合样品中分离出来。
然后是结构鉴定,利用质谱、X射线晶体学等方法确定蛋白的三维结构。
最后是功能分析,通过酶活性测定、配体结合实验等手段研究蛋白的功能。
三、常用的蛋白制备技术1.柱层析法柱层析法是一种基于蛋白分子大小、电荷、疏水性等特性的分离技术。
常用的柱层析方法包括离子交换层析、凝胶过滤层析、金属螯合层析等。
通过选择合适的柱和缓冲液条件,可以实现对蛋白的高效纯化。
2.凝胶电泳法凝胶电泳法是一种将蛋白按照大小、电荷分离的技术。
常见的凝胶电泳包括SDS-PAGE、原位电泳、双向电泳等。
通过凝胶电泳可以对蛋白进行定性和定量分析,为后续的进一步纯化和结构鉴定提供依据。
3.超滤法超滤法是利用不同孔径的超滤膜将混合液中的蛋白筛选出来的技术。
超滤法可以快速分离大分子和小分子,是一种高效的蛋白纯化方法。
蛋白质的提取与分离

蛋白质提取与制备具体操作方法1、原料的选择早年为了研究的方便,尽量寻找含某种蛋白质丰富的器官从中提取蛋白质。
但至目前经常遇到的多是含量低的器官或组织且量也很小,如下丘脑、松果体、细胞膜或内膜等原材料,因而对提取要求更复杂一些。
原料的选择主要依据实验目的定。
从工业生产角度考虑,注意选含量高、来源丰富及成本低的原料。
尽量要新鲜原料。
但有时这几方面不同时具备。
含量丰富但来源困难,或含量来源均理想,但分离纯化操作繁琐,反而不如含量略低些易于获得纯品者。
一般要注意种属的关系,如鲣的心肌细胞色素C较马的易结晶,马的血红蛋白较牛的易结晶。
要事前调查制备的难易情况。
若利用蛋白质的活性,对原料的种属应几乎无影响。
如利用胰蛋白酶水解蛋白质的活性,用猪或牛胰脏均可。
但若研究蛋白质自身的性质及结构时,原料的来源种属必须一定。
研究由于病态引起的特殊蛋白质(本斯.琼斯氏蛋白、贫血血红蛋白)时,不但使用种属一定的原料,而且要取自同一个体的原料。
可能时尽量用全年均可采到的原料。
对动物生理状态间的差异(如饥饿时脂肪和糖类相对减少),采收期及产地等因素也要注意。
2、前处理a、细胞的破碎材料选定通常要进行处理。
要剔除结缔组织及脂肪组织。
如不能立即进行实验,则应冷冻保存。
除了提取及胞细外成分,对细胞内及多细胞生物组织中的蛋白质的分离提取均须先将细胞破碎,使其充分释放到溶液中。
不同生物体或同一生物体不同的组织,其细胞破坏难易不一,使用方法也不完全相同。
如动物胰、肝、脑组织一般较柔软,作普通匀浆器磨研即可,肌肉及心组织较韧,需预先绞碎再制成匀桨。
⑴机械方法主要通过机械切力的作用使组织细胞破坏。
常用器械有:①高速组织捣碎机(转速可达10000rpm,具高速转动的锋利的刀片),宜用于动物内脏组织的破碎;②玻璃匀浆器(用两个磨砂面相互摩擦,将细胞磨碎),适用于少量材料,也可用不锈钢或硬质塑料等,两面间隔只有十分之几毫米,对细胞破碎程度较高速捣碎机高,机械切力对分子破坏较小。
蛋白质纯化仪工作原理

蛋白质纯化仪工作原理引言:蛋白质是生物体内最基本的宏观分子,对细胞的结构和功能起着重要作用。
为了研究蛋白质的结构和功能,科学家们需要从复杂的生物样品中分离和纯化目标蛋白质。
蛋白质纯化仪作为一种重要的实验设备,能够快速、高效地完成这一任务。
本文将介绍蛋白质纯化仪的工作原理。
一、背景蛋白质纯化仪是一种基于分离原理的设备,通过分离样品中的杂质和目标蛋白质,实现蛋白质的纯化。
其工作原理主要包括样品制备、样品加载、分离、洗脱和收集等步骤。
二、样品制备在进行蛋白质纯化之前,需要对样品进行制备。
常见的样品制备方法包括细胞裂解、组织研磨等,以获取含有目标蛋白质的混合物。
这些样品通常还包含其他蛋白质、核酸、小分子化合物等杂质。
三、样品加载样品加载是将制备好的样品加入到蛋白质纯化仪中的过程。
通常,样品会被加载到某种纯化介质上,如亲和层析柱、离子交换柱、凝胶过滤柱等。
这些纯化介质具有对目标蛋白质具有特异性结合能力的性质。
四、分离分离是蛋白质纯化的关键步骤,其目的是将目标蛋白质与其他杂质分开。
根据目标蛋白质的特性和所采用的纯化方法的原理不同,分离的方法也会有所不同。
常见的分离方法包括亲和层析、离子交换、凝胶过滤、凝胶电泳等。
五、洗脱洗脱是指将目标蛋白质从纯化介质中解离出来的过程。
洗脱条件的选择要根据纯化介质和目标蛋白质的亲和性来确定。
洗脱后,目标蛋白质就可以得到高纯度的提取。
六、收集收集是将洗脱出的目标蛋白质进行收集和储存的步骤。
通常,目标蛋白质会被收集到试管、离心管或其他容器中,以备后续实验使用。
七、总结蛋白质纯化仪通过一系列的步骤实现蛋白质的纯化,从而满足科学家们对蛋白质研究的需求。
通过样品制备、样品加载、分离、洗脱和收集等步骤,蛋白质纯化仪可以高效地分离和提取目标蛋白质。
在研究蛋白质的结构和功能、药物研发等领域,蛋白质纯化仪发挥着重要的作用。
结语:蛋白质纯化仪的工作原理是基于分离原理,通过样品制备、样品加载、分离、洗脱和收集等步骤,实现蛋白质的纯化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
蛋白质提取与制备的原理和方法蛋白质提取与制备蛋白质种类很多,性质上的差异很大,既或是同类蛋白质,因选用材料不同,使用方法差别也很大,且又处于不同的体系中,因此不可能有一个固定的程序适用各类蛋白质的分离。
但多数分离工作中的关键部分基本手段还是共同的,大部分蛋白质均可溶于水、稀盐、稀酸或稀碱溶液中,少数与脂类结合的蛋白质溶于乙醇、丙酮及丁醇等有机溶剂中。
因此可采用不同溶剂提取、分离及纯化蛋白质和酶。
蛋白质与酶在不同溶剂中溶解度的差异,主要取决于蛋白分子中非极性疏水基团与极性亲水基团的比例,其次取决于这些基团的排列和偶极矩。
故分子结构性质是不同蛋白质溶解差异的内因。
温度、pH、离子强度等是影响蛋白质溶解度的外界条件。
提取蛋白质时常根据这些内外因素综合加以利用。
将细胞内蛋白质提取出来。
并与其它不需要的物质分开。
但动物材料中的蛋白质有些可溶性的形式存在于体液(如血浆、消化硫等)中,可以不必经过提取直接进行分离。
蛋白质中的角蛋白、胶原及丝蛋白等不溶性蛋白质,只需要适当的溶剂洗去可溶性的伴随物,如脂类、糖类以及其他可溶性蛋白质,最后剩下的就是不溶性蛋白质。
这些蛋白质经细胞破碎后,用水、稀盐酸及缓冲液等适当溶剂,将蛋白质溶解出来,再用离心法除去不溶物,即得粗提取液。
水适用于白蛋白类蛋白质的抽提。
如果抽提物的pH用适当缓冲液控制时,共稳定性及溶解度均能增加。
如球蛋白类能溶于稀盐溶液中,脂蛋白可用稀的去垢剂溶液如十二烷基硫酸钠、洋地黄皂苷(Digitonin)溶液或有机溶剂来抽提。
其它不溶于水的蛋白质通常用稀碱溶液抽提。
蛋白质类别和溶解性质白蛋白和球蛋白: 溶于水及稀盐、稀酸、稀碱溶液,可被50%饱和度硫酸铵析出。
真球蛋白: 一般在等电点时不溶于水,但加入少量的盐、酸、碱则可溶解。
拟球蛋白: 溶于水,可为50%饱和度硫酸铵析出醇溶蛋白: 溶于70~80%乙醇中,不溶于水及无水乙醇壳蛋白: 在等电点不溶于水,也不溶于稀盐酸,易溶于稀酸、稀碱溶液精蛋白: 溶于水和稀酸,易在稀氨水中沉淀组蛋白: 溶于水和稀酸,易在稀氨水中沉淀硬蛋白质: 不溶于水、盐、稀酸及稀碱缀合蛋白(包括磷蛋白、粘蛋白、糖蛋白、核蛋白、脂蛋白、血红蛋白、金属蛋白、黄素蛋白和氮苯蛋白等) : 此类蛋白质溶解性质随蛋白质与非蛋白质结合部分的不同而异,除脂蛋白外,一般可溶于稀酸、稀碱及盐溶液中,脂蛋白如脂肪部分露于外,则脂溶性占优势,如脂肪部分被包围于分子之中,则水溶性占优势。
蛋白质的制备是一项十分细致的工作。
涉及物理学、化学和生物学的知识很广。
近年来虽然有了不改进,但其主要原理仍不外乎两个方面:一是利用混合物中几个组分分配率的差别,把它们分配于可用机械方法分离的两个或几个物相中,如盐析、有机溶剂提取、层析和结晶等;二是将混合物置于单一物相中,通过物理力场的作用使各组分分配于不同区域而达到分离的目的,如电泳、超离心、超滤等。
由于蛋白质不能溶化,也不能蒸发,所能分配的物相只限于固相和液相,并在这两相间互相交替进行分离纯化。
制备方法可按照分子大小、形状、带电性质及溶解度等主要因素进行分类。
按分子大小和形态分为差速离心、超滤、分子筛及透析等方法;按溶解度分为盐析、溶剂抽提、分配层析、逆流分配及结晶等方法;按电荷差异分为电泳、电渗析、等电点沉淀、离子交换层析及吸附层析等;按生物功能专一性有亲合层析法等。
由于不同生物大分子结构及理化性质不同,分离方法也不一样。
即同一类生物大分子由于选用材料不同,使用方法差别也很大。
因此很难有一个统一标准的方法对任何蛋白质均可循用。
因此实验前应进行充分调查研究,查阅有关文献资料,对欲分离提纯物质的物理、化学及生物学性质先有一定了解,然后再着手进行实验工作。
对于一个未知结构及性质的试样进行创造性的分离提纯时,更需要经过各种方法比较和摸索,才能找到一些工作规律和获得预期结果。
其次在分离提纯工作前,常须建立相应的分析鉴定方法,以正确指导整个分离纯化工作的顺利进行。
高度提纯某一生物大分子,一般要经过多种方法、步骤及不断变换各种外界条件才能达到目的。
因此,整个实验过程方法的优劣,选择条件效果的好坏,均须通过分析鉴定来判明。
另一方面,蛋白质常以与其他生物体物质结合形式存在,因此也易与这些物质结合,这给分离精制带来了困难。
如极微量的金属和糖对巨大蛋白质的稳定性起决定作用,若被除去则不稳定的蛋白质结晶化的难度也随之增加。
如高峰淀粉酶A的Ca2+,胰岛素Zn2+等。
此外,高分子蛋白质具有一定的立体构象,相当不稳定,如前所述极易变性、变构,因此限制了分离精制的方法。
通常是根据具体对象联用各种方法。
为得到天然状态的蛋白质,尽量采用温和的手段,如中性、低温、避免起泡等,并还要注意防腐。
注意共存成分的影响。
如蝮蛇粗毒的蛋白质水解酶活性很高,在分离纯化中需引起重视。
纯化蝮蛇神经毒素时,当室温超过20℃时,几乎得不到神经毒素。
蝮蛇毒中的蛋白水解酶能被0.1mol/L EDTA完全抑制,因此在进行柱层析前先将粗毒素0.1mol/LEDTA溶液处理,即使在室温高于20℃,仍能很好的得到神经毒素。
整个制备过程一般可分为5个阶段:①材料的选择和预处理②细胞的破碎(有时需进行细胞器的分离)③提取④纯化(包括盐析,有机溶剂沉淀,有机溶剂提取、吸附、层析、超离心及结晶等)⑤浓缩、干燥及保存。
以上5个阶段不是要求每个方案都完整地具备,也不是每一阶段截然分开。
不论是哪一阶段使用哪一种方法,均必须在操作中保存生物大分子结构的完整性。
保存活性防止变性及降解现象的发生。
因空间结构主要依靠氢键、盐键和范德华力的存在,遇酸、遇碱、高温、剧烈的机械作用及强烈的辐射等均可导致活性丧失。
因此选择的条件应为十分温和。
同时应注意防止系统中重金属离子、细胞自身酶系及其他有毒物质的污染。
蛋白质提取与制备的注意事宜:一、原料的选择早年为了研究的方便,尽量寻找含某种蛋白质丰富的器官从中提取蛋白质。
但至目前经常遇到的多是含量低的器官或组织且量也很小,如下丘脑、松果体、细胞膜或内膜等原材料,因而对提取要求更复杂一些。
原料的选择主要依据实验目的定。
从工业生产角度考虑,注意选含量高、来源丰富及成本低的原料。
尽量要新鲜原料。
但有时这几方面不同时具备。
含量丰富但来源困难,或含量来源均理想,但分离纯化操作繁琐,反而不如含量略低些易于获得纯品者。
一般要注意种属的关系,如鲣的心肌细胞色素C较马的易结晶,马的血红蛋白较牛的易结晶。
要事前调查制备的难易情况。
若利用蛋白质的活性,对原料的种属应几乎无影响。
如利用胰蛋白酶水解蛋白质的活性,用猪或牛胰脏均可。
但若研究蛋白质自身的性质及结构时,原料的来源种属必须一定。
研究由于病态引起的特殊蛋白质(本斯.琼斯氏蛋白、贫血血红蛋白)时,不但使用种属一定的原料,而且要取自同一个体的原料。
可能时尽量用全年均可采到的原料。
对动物生理状态间的差异(如饥饿时脂肪和糖类相对减少),采收期及产地等因素也要注意。
二、前处理1、细胞的破碎材料选定通常要进行处理。
要剔除结缔组织及脂肪组织。
如不能立即进行实验,则应冷冻保存。
除了提取及胞细外成分,对细胞内及多细胞生物组织中的蛋白质的分离提取均须先将细胞破碎,使其充分释放到溶液中。
不同生物体或同一生物体不同的组织,其细胞破坏难易不一,使用方法也不完全相同。
如动物胰、肝、脑组织一般较柔软,作普通匀浆器磨研即可,肌肉及心组织较韧,需预先绞碎再制成匀桨。
⑴机械方法主要通过机械切力的作用使组织细胞破坏。
常用器械有:①高速组织捣碎机(转速可达10000rpm,具高速转动的锋利的刀片),宜用于动物内脏组织的破碎;②玻璃匀浆器(用两个磨砂面相互摩擦,将细胞磨碎),适用于少量材料,也可用不锈钢或硬质塑料等,两面间隔只有十分之几毫米,对细胞破碎程度较高速捣碎机高,机械切力对分子破坏较小。
小量的也可用乳钵与适当的缓冲剂磨碎提取,也可加氧化铝、石英砂及玻璃粉磨细。
但在磨细时局部往往生热导致变性或pH显著变化,尤其用玻璃粉和氧化铝时。
磨细剂的吸附也可导致损失。
⑵物理方法主要通过各种物理因素的作用,使组织细胞破碎的方法。
Ⅰ反复冻融法于冷藏库或干冰反复于零下15~20℃使之冻固,然后缓慢地融解,如此反复操作,使大部分细胞及细胞内颗粒破坏。
由于渗透压的变化,使结合水冻结产生组织的变性,冰片将细胞膜破碎,使蛋白质可溶化,成为粘稠的浓溶液,但脂蛋白冻结变性。
Ⅱ冷热变替法将材料投入沸水中,于90℃左右维持数分钟,立即置于冰浴中使之迅速冷却,绝大部分细胞被破坏。
Ⅲ超声波法暴露于9~10千周声波或10~500千周超声波所产生的机械振动,只要有设备该法方便且效果也好,但一次处理量较小。
应用超声波处理时应注意避免溶液中气泡的存在。
处理一些超声波敏感的蛋白质酶时宜慎重。
Ⅳ加压破碎法加一定气压或水压也可使细胞破碎。
⑶化学及生物化学方法Ⅰ有机溶媒法粉碎后的新鲜材料在0℃以下加入5~10倍量的丙酮,迅速搅拌均匀,可破碎细胞膜,破坏蛋白质与脂质的结合。
蛋白质一般不变性,被脱脂和脱水成为干燥粉末。
用少量乙醚洗,经滤纸干燥,如脱氢酶等可保存数月不失去活性。
Ⅱ自溶法将待破碎的鲜材料在一定pH和适当的温度下,利用自身的蛋白酶将细胞破坏,使细胞内含物释放出来。
比较稳定,变性较难,蛋白质不被分解而可溶化。
利用该法可从胰脏制取羧肽酶。
自体融解时需要时间,需加少量甲苯、氯仿等。
应防止细菌污染。
于温室30℃左右较早溶化。
自体融解过程中PH显著变化,随时要调节pH。
自溶温度选在0~4℃,因自溶时间较长,不易控制,所以制备活性蛋白质时较少用。
Ⅲ酶法与前述的自体融法同理,用胰蛋白酶等蛋白酶除去变性蛋白质。
但值得提出的是溶菌酶处理时,它能水解构成枯草菌等菌体膜的多糖类。
能溶解菌的酶分布很广。
尤其卵白中含量高,而多易结晶化。
1g菌体加1~10mg溶菌酶,pH6.2~7.01h内完全溶菌。
于生理食盐水或0.2mol蔗糖溶液中溶菌,虽失去细胞膜,但原形质没有脱出。
除溶菌酶外,蜗牛酶及纤维素酶也常被选为破坏细菌及植物细胞用。
表面活性剂处理较常用的有十二烷基磺酸钠、氯化十二烷基吡淀及去氧胆酸钠等。
此外一些细胞膜较脆弱的细胞,可把它们置于水或低渗缓冲剂中透析将细胞胀破。
2、细胞器的分离制备某一种生物大分子需要采用细胞中某一部分的材料,或者为了纯化某一特定细胞器上的生物大分子,防止其他细胞组分的干扰,细胞破碎后常将细胞内各组分先行分离,对于制备一些难度较大需求纯度较高的生物大分子是有利的。
尤其近年来分子生物学、分子遗传学、遗传工程等学科和技术的发展,对分布在各种细胞器上的核酸和蛋白质的研究工作日益增多,分离各种细胞器上的各类核酸和特异性蛋白质已成为生物大分子制备工作重要内容之一。
各类生物大分子在细胞内的分布是不同的。