蛋白纯化的基本思路

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蛋白质纯化知识详解

蛋白质纯化知识详解

蛋白质纯化知识详解一、蛋白纯化原则蛋白纯化要利用不同蛋白间内在的相似性与差异,利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染,而利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来。

每种蛋白间的大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性都会有差异,利用这些差异可将蛋白从混合物如大肠杆菌裂解物中提取出来得到重组蛋白。

蛋白的纯化大致分为粗分离阶段和精细纯化阶段二个阶段。

一般蛋白纯化采用的方法为树脂法。

粗分离阶段主要将目的蛋白和其他细胞成分如DNA、RNA等分开,由于此时样本体积大、成分杂,要求所用的树脂高容量、高流速、颗粒大、粒径分布宽,并可以迅速将蛋白与污染物分开,必要时可加入相应的保护剂(例如蛋白酶抑制剂),防止目的蛋白被降解。

精细纯化阶段则需要更高的分辨率,此阶段是要把目的蛋白与那些分子量大小及理化性质接近的蛋白区分开来,要用更小的树脂颗粒以提高分辨率,常用离子交换柱和疏水柱,应用时要综合考虑树脂的选择性和柱效两个因素。

选择性指树脂与目的蛋白结合的特异性,柱效则是指各蛋白成分逐个从树脂上集中洗脱的能力,洗脱峰越窄,柱效越好。

仅有好的选择性,洗脱峰太宽,蛋白照样不能有效分离。

二、纯化程序分离纯化某一特定蛋白质的一般程序可以分为前处理、粗分级、细分级三步。

1、前处理分离纯化某种蛋白质,首先要把蛋白质从原来的组织或细胞中以溶解的状态释放出来并保持原来的天然状态,不丢失生物活性。

为此,动物材料应先剔除结缔组织和脂肪组织,种子材料应先去壳甚至去种皮以免受单宁等物质的污染,油料种子最好先用低沸点的有机溶剂如乙醚等脱脂。

然后根据不同的情况,选择适当的方法,将组织和细胞破碎。

动物组织和细胞可用电动捣碎机或匀浆机破碎或用超声波处理破碎。

植物组织和细胞由于具有纤维素、半纤维素和果胶等物质组成的细胞壁,一般需要用石英砂或玻璃粉和适当的提取液一起研磨的方法或用纤维素酶处理也能达到目的。

细菌细胞的破碎比较麻烦,因为整个细菌细胞壁的骨架实际上是一个借共价键连接而成的肽聚糖囊状大分子,非常坚韧。

蛋白质纯化方法及原理

蛋白质纯化方法及原理

蛋白质纯化方法及原理蛋白质纯化是蛋白质分子的细胞内研究的重要组成部分,是研究蛋白质分子的生物学性质的必要手段。

这项技术可以从蛋白质混合物中分离和纯化活性蛋白质。

蛋白质纯化实质上是一种分离技术,其目的是从混合物中分离和纯化蛋白质,以便进行进一步的研究。

蛋白质纯化的原理是利用蛋白质分子之间存在的不同物理和化学性质差异,利用特定的技术手段,将其从混合物中分离出来,以达到纯化的目的。

一般是利用沉淀法、离子交换法、分子筛法、膜分离法、凝胶分离法、组合分离法等等。

沉淀法是蛋白质纯化中最常用的方法,它是根据蛋白质分子的不同物理性质,采取适当的条件,使某种蛋白质在液体中沉淀出来,从而达到分离的目的。

常用的沉淀试剂有硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、铵盐等,它们的作用是改变溶液的 pH 值,从而达到沉淀的目的。

离子交换法是指利用蛋白质分子的电荷差异,将蛋白质从混合物中分离出来的方法。

它是利用某种离子交换材料的交换性,将蛋白质从混合物中分离出来,以达到纯化的目的。

常用的离子交换材料有硅胶、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺凝胶、羟基磷灰石等。

分子筛法就是利用不同大小的分子穿过分子筛的不同粒径孔道的能力不同,将不同大小的分子从混合物中分离出来的方法。

膜分离法就是利用膜的通透性,将不同类型的分子从混合物中分离出来的方法。

凝胶分离法则是利用凝胶的特性,将蛋白质从混合物中分离出来的方法。

组合分离法是将上述几种分离方法结合在一起,综合利用它们的优势,以达到纯化蛋白质的目的。

蛋白质纯化是指利用不同的分离技术手段,将蛋白质从混合物中分离出来,以达到纯化的目的。

它不仅可以提高蛋白质的纯度,而且还可以提高蛋白质的活性,为蛋白质分子的研究提供了可靠的依据。

简述蛋白质分离纯化的基本方法

简述蛋白质分离纯化的基本方法

简述蛋白质分离纯化的基本方法蛋白质是有机体重要的组成部分,由氨基酸编码,执行了多种生物功能,例如促进新陈代谢,生物合成,免疫等。

为了获得高纯度的蛋白质,必须将其从其他成分中分离和纯化。

这就是蛋白质纯化。

蛋白质纯化的基本方法包括:一、分子大小法蛋白质主要通过分子过滤器来分离和纯化。

该过程基于分子间的亲和性原理,通过过滤器膜的通透性以及不同蛋白质的大小差异将蛋白质从溶液中分离出来。

二、萃取技术萃取技术是基于蛋白质的共沉淀特性,通过不同的有机溶剂来区分和分离蛋白质,将沉淀的蛋白组分收集后,再进行精细回收。

三、离子交换技术离子交换技术也是基于蛋白质的离子属性,采用各类加压装置,以及特殊离子交换模块以及合成模块,来实现将收集物分离筛选后回收。

四、双模立体技术双模立体技术是采用两种不同的液体体系,如水基和有机溶剂基,在不同的状态或浓度下对蛋白质进行再离析技术,从而实现蛋白质的有效分离纯化。

五、凝胶精分技术凝胶精分技术是改良和发展起来的一种新型蛋白质分离纯化技术,主要基于交叉链结构,可以基本上实现同一类分子配体分子完整地分离纯化。

六、共晶引擎技术共晶引擎技术可基于共晶相邻能量差异,通过电荷,配体结合等不同形式来改变分子的邻近能量,从而有效的将蛋白质分离出来。

以上就是蛋白质分离纯化的基本方法,可以从不同的角度神明蛋白质的性质,以达到有效的提纯的目的。

蛋白质的分离纯化对解析有机体内蛋白质的结构和功能,也极为重要。

目前,已经有很多高级的技术和模块来实现蛋白质分离纯化,例如蛋白质分子调控,杂交等。

通过有效利用上述方法,可以有效精细和完整得提纯高纯度的蛋白质。

常用的蛋白质纯化方法和原理

常用的蛋白质纯化方法和原理

常用的蛋白质纯化方法和原理蛋白质的纯化是生物化学研究中非常重要的一步,纯化蛋白质可以用于结构解析、功能研究、动态过程研究等各种生物学实验。

常用的蛋白质纯化方法有盐析法、凝胶过滤法、离子交换色谱法、亲和色谱法、逆渗透法和层析法等。

下面将对这些方法的原理和步骤进行详细阐述。

1. 盐析法盐析法是根据蛋白质在溶液中的溶解性随盐浓度的变化而变化的原理进行蛋白质的纯化。

该方法是利用蛋白质在高盐浓度下与水结合能力降低,使其从溶液中沉淀出来。

应用盐析法时,需要先调节溶液的盐浓度使蛋白质溶解,然后逐渐加入盐使其过饱和,蛋白质便会析出。

最后通过离心将蛋白质的沉淀物分离,得到纯化的蛋白质。

2. 凝胶过滤法凝胶过滤法是利用凝胶的pores 来分离蛋白质的一种方法。

凝胶通常是聚丙烯酰胺(也称作Polyacrylamide)或琼脂糖。

研究者将蛋白质样品加入到过滤膜上,较小的蛋白质能够通过pores,较大的分子则被排出。

通过选择不同大小的凝胶孔径,可以根据蛋白质的大小来选择合适数目的过滤膜。

凝胶过滤法需要进行缓冲液体积的连续换流,将蛋白质与其他杂质分离开来。

3. 离子交换色谱法离子交换色谱法是利用蛋白质与离子交换基质之间静电吸引力的不同而分离的方法。

离子交换基质通常是富含正离子或负离子的高分子材料。

在离子交换色谱法中,样品溶液在特定的pH 下流经离子交换基质,带有不同电荷的蛋白质能够与基质发生反应,吸附在基质上。

为了获得纯化蛋白质,需要通过梯度洗脱,逐渐改变缓冲液pH 或离子浓度,使吸附在离子交换基质上的蛋白质逐渐释放出来。

4. 亲和色谱法亲和色谱法是利用蛋白质与特定的配体相互作用特异性进行分离的方法。

配体可以是天然物质,如金属离子、辅酶或抗体,也可以是人工合成的结构。

在亲和色谱法中,样品溶液经过含有配体的固定相,与配体发生特异性相互作用,蛋白质与其它组分分离。

然后可以通过改变某些条件(如pH、温度或离子浓度)来洗脱纯化的蛋白质。

蛋白质的纯化的方法及原理

蛋白质的纯化的方法及原理

蛋白质的纯化的方法及原理蛋白质的纯化是从其来源中去除其他有机物和无机物,使其成为纯净的蛋白质样品的过程。

蛋白质纯化的方法可以根据需要选择,其中常用的方法包括盐析、凝胶过滤、电泳、金属柱层析、亲和层析、离子交换层析、逆相高效液相色谱等。

下面将详细介绍这些方法及其原理。

一、盐析盐析是利用不同浓度的盐溶液对蛋白质溶液进行逐渐稀释,从而使蛋白质发生沉淀的过程。

纯化蛋白质的关键是利用蛋白质与溶剂中离子之间的相互作用来控制蛋白质的溶解和沉淀过程。

在盐析中,通过选择离子强度和种类可以调整蛋白质溶液中所需溶剂化离子的浓度,达到沉淀和纯化蛋白质的目的。

二、凝胶过滤凝胶过滤是一种分子筛分离方法,利用不同孔径的凝胶进行分离。

凝胶的孔径能够排除较大分子,如核酸和细胞碎片,而较小分子,如蛋白质则能通过孔隙,实现纯化。

该方法简单易行,不需要任何特殊设备,适用于中小分子量的蛋白质纯化。

三、电泳电泳是利用蛋白质在电场中的移动性差异进行分离和纯化的方法。

常用的电泳方法有平板电泳、SDS-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳)和Western blotting (免疫印迹法)等。

电泳能够根据蛋白质的电荷、分子大小和不同的电场力,在凝胶中分离蛋白质,使其形成带状。

通过切割所需蛋白质的带状区域,可以实现对目标蛋白质的纯化。

四、金属柱层析金属柱层析是利用金属离子与蛋白质之间的亲和性进行分离的方法。

金属柱通常被配制成金属离子亲和基质,并固定在柱子上。

目标蛋白质通过与金属离子发生亲和作用而被保留在柱中,其他杂质则从柱中流出。

通过调节洗脱缓冲液的离子浓度和pH值,可实现对目标蛋白质的纯化。

五、亲和层析亲和层析是利用配体与其特异性结合的蛋白质进行分离和纯化的方法。

通常将配体固定在柱子上,待蛋白质样品通过柱子时,目标蛋白质与配体结合,其他杂质则流失。

通过改变洗脱缓冲液的条件,如离子浓度、pH值和络合剂的添加,可以实现目标蛋白质的纯化。

六、离子交换层析离子交换层析是一种利用蛋白质与离子交换基质之间的相互作用进行分离和纯化的方法。

蛋白纯化相关原理及方法

蛋白纯化相关原理及方法

蛋白纯化相关原理及方法蛋白纯化是一种分离和提纯蛋白质的方法,可以用于研究蛋白质的结构和功能,以及生产纯净的蛋白质制剂。

蛋白纯化的原理是根据蛋白质的特性,利用不同的物理、化学或生物学方法将目标蛋白质与其他成分分离开来。

本文将介绍蛋白纯化的常用方法和原理。

蛋白纯化的方法多种多样,常用的包括离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析、逆流电泳、凝胶电泳等。

离子交换层析是一种基于蛋白质与离子交换树脂之间相互作用的方法。

树脂通常具有正或负电荷,当蛋白质溶液通过含有相反电荷的树脂时,蛋白质会与树脂发生静电相互作用,从而实现分离纯化。

凝胶过滤层析是一种基于蛋白质的分子大小差异的方法。

通过选择合适的孔径大小的凝胶过滤材料,可以将大分子蛋白质从小分子物质分离出来。

亲和层析是一种基于蛋白质与亲和基质之间特异相互作用的方法。

亲和基质可以是特定的抗体、金属离子、亲和标签等,与目标蛋白质发生高度特异性结合,从而实现其分离纯化。

逆流电泳是利用电场驱动蛋白质从一端向另一端移动的方法,根据蛋白质的电荷大小和形状来分离纯化。

凝胶电泳是一种基于蛋白质的电荷和分子大小差异的方法。

通过在凝胶中施加电场,蛋白质会被分离成多个带电荷的条带,从而实现分离纯化。

蛋白纯化的原理是根据蛋白质的特性选择合适的纯化方法。

蛋白质的特性包括分子大小、电荷、结构、亲和性等。

根据这些特性,可以选择合适的纯化方法进行分离纯化。

例如,对于大分子蛋白质,可以选择凝胶过滤层析;对于带有特定标签的蛋白质,可以选择亲和层析;对于具有特定电荷的蛋白质,可以选择离子交换层析。

此外,还可以根据蛋白质的稳定性、溶解度、含量等因素进行选择。

蛋白纯化的过程通常包括样品制备、纯化步骤和纯化评价。

样品制备是指将待纯化的蛋白质从生物样品中提取出来,并进行初步的处理,如细胞破碎、去除杂质等。

纯化步骤是指根据不同的纯化方法,对样品进行多次处理和分离,逐步提高目标蛋白质的纯度。

每一步骤都需要进行适当的优化和调节,以达到最佳的纯化效果。

蛋白纯化相关原理及方法

蛋白纯化相关原理及方法

蛋白纯化相关原理及方法蛋白纯化是生物科学研究中常用的一项技术,它可以分离纯化出目标蛋白质,从而方便后续的研究和应用。

本文将介绍蛋白纯化的原理和方法。

一、蛋白纯化的原理蛋白纯化的原理是基于不同蛋白质的特性差异,通过采用不同的分离技术,将目标蛋白质从复杂的混合物中分离出来,并且使其达到纯度较高的状态。

蛋白质的特性差异主要包括以下几个方面:1. 分子质量:蛋白质的分子质量不同,可以通过分子大小的差异进行分离。

常用的方法包括凝胶过滤层析和超速离心。

2. 电荷性质:蛋白质具有不同的电荷性质,可以通过离子交换层析、电泳等方法进行分离。

离子交换层析是利用蛋白质与固定在固相上的离子交换基团之间的相互作用进行分离。

3. 亲和性:蛋白质与其他分子之间可能存在特异的结合,可以通过亲和层析进行分离。

亲和层析是利用蛋白质与特定配体之间的结合进行分离。

4. 疏水性:蛋白质的疏水性不同,可以通过逆向相层析等方法进行分离。

逆向相层析是利用溶剂的极性进行分离,疏水性较高的蛋白质会更早洗脱。

二、蛋白纯化的方法1. 直接纯化法:直接从生物样品中纯化目标蛋白质,可以通过分离离心、沉淀和过滤等简单的操作步骤进行。

这种方法适用于目标蛋白质含量较高的样品。

2. 柱层析法:柱层析是一种常用的蛋白纯化方法,可以根据目标蛋白质的特性选择不同的层析柱进行分离。

常用的柱层析方法包括凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等。

3. 电泳法:电泳是利用蛋白质的电荷性质进行分离的方法,常用的电泳方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和等电聚焦电泳(IEF)等。

4. 超滤法:超滤是利用膜的孔径大小对蛋白质进行分离的方法,常用的超滤方法包括凝胶过滤和离心浓缩等。

5. 亲和纯化法:亲和纯化是利用蛋白质与特定配体之间的结合进行分离的方法,常用的亲和纯化方法包括亲和层析、亲和吸附、亲和沉淀等。

6. 水相两相法:水相两相法是利用两相体系的差异进行蛋白质的分离,常用的方法包括聚乙二醇硫酸铵法和聚乙二醇聚丙烯酰胺法等。

蛋白纯化方法

蛋白纯化方法

蛋白纯化方法蛋白质是生物体内重要的功能分子,对于研究蛋白质的结构和功能具有重要意义。

蛋白纯化是从混合物中分离出目标蛋白质并去除杂质的过程,是蛋白质研究中不可或缺的步骤。

本文将介绍常见的蛋白纯化方法,帮助读者了解蛋白纯化的原理和操作步骤。

1. 溶液制备。

在进行蛋白纯化之前,首先需要准备好合适的溶液。

常用的溶液包括缓冲液、洗脱液、吸附液等。

缓冲液用于维持溶液的pH值,洗脱液用于洗脱目标蛋白质,吸附液用于吸附目标蛋白质。

在制备溶液时,需要注意溶液的配制浓度、pH值以及消毒方式,确保溶液的质量符合实验要求。

2. 亲和层析。

亲和层析是一种常用的蛋白纯化方法,利用靶蛋白与特定配体之间的特异性相互作用来实现目标蛋白的分离纯化。

常见的亲和层析包括金属螯合层析、免疫亲和层析等。

在进行亲和层析时,需要选择合适的配体,并对层析柱进行填充和平衡,然后将样品加入层析柱进行分离。

3. 凝胶过滤层析。

凝胶过滤层析是一种根据蛋白质大小分离的方法,利用凝胶的孔隙大小来实现不同大小蛋白质的分离。

在进行凝胶过滤层析时,需要选择合适的凝胶柱和流动相,并进行层析柱的平衡和样品的加载,然后根据蛋白质的大小进行分离纯化。

4. 离子交换层析。

离子交换层析是根据蛋白质的电荷性质进行分离的方法,利用离子交换树脂与蛋白质之间的静电作用来实现分离纯化。

在进行离子交换层析时,需要选择合适的离子交换树脂和流动相,并进行层析柱的平衡和样品的加载,然后根据蛋白质的电荷性质进行分离纯化。

5. 透析。

透析是一种常用的蛋白质浓缩和去除盐类等小分子杂质的方法,利用半透膜对溶液中的小分子进行分离。

在进行透析时,需要选择合适的透析袋和透析缓冲液,并进行透析过程的控制和监测,确保目标蛋白质的浓缩和纯化。

6. 结晶。

结晶是一种常用的蛋白质纯化方法,利用蛋白质在溶液中的饱和度来实现蛋白质的分离纯化。

在进行结晶时,需要选择合适的结晶条件和结晶试剂,并进行结晶过程的控制和监测,最终得到纯净的蛋白质结晶体。

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蛋白质的提取和纯化-- 选择分离材料及预处理蛋白质的提取和纯化-- 选择分离材料及预处理以蛋白质和结构与功能为基础,从分子水平上认识生命现象,已经成为现代生物学发展的主要方向,研究蛋白质,首先要得到高度纯化并具有生物活性的目的物质。

蛋白质的制备工作涉及物理、化学和生物等各方面知识,但基本原理不外乎两方面。

一是得用混合物中几个组分分配率的差别,把它们分配到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来同区域而达到分离目的,如电泳,超速离心,超滤等。

在所有这些方法的应用中必须注意保存生物大分子的完整性,防止酸、硷、高温,剧烈机械作用而导致所提物质生物活性的丧失。

蛋白质的制备一般分为以下四个阶段:选择材料和预处理,细胞的破碎及细胞器的分离,提取和纯化,浓细、干燥和保存。

微生物、植物和动物都可做为制备蛋白质的原材料,所选用的材料主要依据实验目的来确定。

对于微生物,应注意它的生长期,在微生物的对数生长期,酶和核酸的含量较高,可以获得高产量,以微生物为材料时有两种情况:( 1 )得用微生物菌体分泌到培养基中的代谢产物和胞外酶等;(2)利用菌体含有的生化物质,如蛋白质、核酸和胞内酶等。

植物材料必须经过去壳,脱脂并注意植物品种和生长发育状况不同,其中所含生物大分子的量变化很大,另外与季节性关系密切。

对动物组织,必须选择有效成份含量丰富的脏器组织为原材料,先进行绞碎、脱脂等处理。

另外,对预处理好的材料,若不立即进行实验,应冷冻保存,对于易分解的生物大分子应选用新鲜材料制备。

细胞的破碎1、高速组织捣碎:将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3 体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。

此法适用于动物内脏组织、植物肉质种子等。

2、玻璃匀浆器匀浆:先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎,此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织。

3、超声波处理法:用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100 毫克菌体/毫升浓度,在1KG 至10KG 频率下处理10-15 分钟,此法的缺点是在处理过程会产生大量的热,应采取相应降温措施。

对超声波敏感和核酸应慎用。

4、反复冻融法:将细胞在-20 度以下冰冻,室温融解,反复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞结构破碎。

5、化学处理法:有些动物细胞,例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠(SDS)、去氧胆酸钠等细胞膜破坏,细菌细胞壁较厚,可采用溶菌酶处理效果更好。

无论用哪一种方法破碎组织细胞,都会使细胞内蛋白质或核酸水解酶释放到溶液中,使大分子生物降解,导致天然物质量的减少,加入二异丙基氟磷酸(DFP)可以抑制或减慢自溶作用;加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性,加入苯甲磺酰氟化物(PMSF )也能清除蛋白水解酥活力,但不是全部,还可通过选择pH、温度或离子强度等,使这些条件都要适合于目的物质的提取。

蛋白质的分离纯化一,蛋白质(包括酶)的提取大部分蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液,少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中,因些,可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。

(一)水溶液提取法稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质稳定性好、溶解度大、是提取蛋白质最常用的溶剂,通常用量是原材料体积的1-5 倍,提取时需要均匀的搅拌,以利于蛋白质的溶解。

提取的温度要视有效成份性质而定。

一方面,多数蛋白质的溶解度随着温度的升高而增大,因此,温度高利于溶解,缩短提取时间。

但另一方面,温度升高会使蛋白质变性失活,因此,基于这一点考虑提取蛋白质和酶时一般采用低温( 5 度以下)操作。

为了避免蛋白质提以过程中的降解,可加入蛋白水解酶抑制剂(如二异丙基氟磷酸,碘乙酸等)。

下面着重讨论提取液的pH 值和盐浓度的选择。

1、pH 值蛋白质,酶是具有等电点的两性电解质,提取液的pH 值应选择在偏离等电点两侧的pH 范围内。

用稀酸或稀碱提取时,应防止过酸或过碱而引起蛋白质可解离基团发生变化,从而导致蛋白质构象的不可逆变化,一般来说,碱性蛋白质用偏酸性的提取液提取,而酸性蛋白质用偏碱性的提取液。

2、盐浓度稀浓度可促进蛋白质的溶,称为盐溶作用。

同时稀盐溶液因盐离子与蛋白质部分结合,具有保护蛋白质不易变性的优点,因此在提取液中加入少量NaCl 等中性盐,一般以0.15 摩尔。

升浓度为宜。

缓冲液常采用0.02-0.05M 磷酸盐和碳酸盐等渗盐溶液。

(二)有机溶剂提取法一些和脂质结合比较牢固或分子中非极性侧链较多的蛋白质和酶,不溶于水、稀盐溶液、稀酸或稀碱中,可用乙醇、丙酮和丁醇等有机溶剂,它们具的一定的亲水性,还有较强的亲脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。

但必须在低温下操作。

丁醇提取法对提取一些与脂质结合紧密的蛋白质和酶特别优越,一是因为丁醇亲脂性强,特别是溶解磷脂的能力强;二是丁醇兼具亲水性,在溶解度范围内(度为10%,40 度为6.6%)不会引起酶的变性失活。

另外,丁醇提取法的pH 及温度选择范围较广,也适用于动植物及微生物材料。

二、蛋白质的分离纯化通常在做纯化前对自己的目标物质特性了解越多对纯化将会越有利,如果不太了解,也可以通过电泳知道目标物质和杂质的情况,找到一种简单的鉴定方法,此外在纯化前必须先建立可靠的活性测定的方法。

如果是未知的蛋白,那么通常可以有几种简单的摸索:1. 凝胶过滤色谱。

这个方法很常用,但是效率不高,对低浓度的样品没有富集作用,上样量小。

2. 离子交换色谱。

此法很常用,但是样品必须没有高浓度的盐。

3. 疏水色谱。

此法较好,它分离效率高,上样量大,特别适合分离盐析沉淀的样品。

4. 亲和色谱。

是最有效的手段,关键了解目标物质的特性以便选择合适的亲和色谱填料。

蛋白质的分离纯化方法很多,主要有:(一)根据蛋白质溶解度不同的分离方法1、蛋白质的盐析中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响,一般在低盐浓度下随着盐浓度升高,蛋白质的溶解度增加,此称盐溶;当盐浓度继续升高时,蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出,这种现象称盐析,将大量盐加到蛋白质溶液中,高浓度的盐离子(如硫酸铵的SO4 和NH4)有很强的水化力,可夺取蛋白质分子的水化层,使之“失水”,于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。

盐析时若溶液pH 在蛋白质等电点则效果更好。

由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同,故盐析所需的盐浓度也不一样,因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。

影响盐析的因素有:( 1 )温度:除对温度敏感的蛋白质在低温( 4 度)操作外,一般可在室温中进行。

一般温度低蛋白质溶介度降低。

但有的蛋白质(如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白)在较高的温度(25 度)比0 度时溶解度低,更容易盐析。

(2)pH 值:大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。

(3)蛋白质浓度:蛋白质浓度高时,欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来(共沉现象)。

因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释,使蛋白质含量在 2.5-3.0% 。

蛋白质盐析常用的中性盐,主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。

其中应用最多的硫酸铵,它的优点是温度系数小而溶解度大(25度时饱和溶液为4.1M ,即767 克/升;0度时饱和溶解度为 3.9M ,即676 克/升),在这一溶解度范围内,许多蛋白质和酶都可以盐析出来;另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,不易引起蛋白质变性。

硫酸铵溶液的pH 常在 4.5-5.5 之间,当用其他pH 值进行盐析时,需用硫酸或氨水调节。

蛋白质在用盐析沉淀分离后,需要将蛋白质中的盐除去,常用的办法是透析,即把蛋白质溶液装入秀析袋内(常用的是玻璃纸),用缓冲液进行透析,并不断的更换缓冲液,因透析所需时间较长,所以最好在低温中进行。

此外也可用葡萄糖凝胶G-25 或G-50 过柱的办法除盐,所用的时间就比较短。

2、等电点沉淀法蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小,因而溶解度也最小,各种蛋白质的等电点有差别,可利用调节溶液的pH 达到某一蛋白质的等电点使之沉淀,但此法很少单独使用,可与盐析法结合用。

3、低温有机溶剂沉淀法用与水可混溶的有机溶剂,甲醇,乙醇或丙酮,可使多数蛋白质溶解度降低并析出,此法分辨力比盐析高,但蛋白质较易变性,应在低温下进行。

(二)根据蛋白质分子大小的差别的分离方法1、透析与超滤透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。

超滤法是利用高压力或离心力,强使水和其他小的溶质分子通过半透膜,而蛋白质留在膜上,可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。

2、凝胶过滤法也称分子排阻层析或分子筛层析,这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。

柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝胶(Sephadex gel)和琼脂糖凝胶(agarose gel)。

(三)根据蛋白质带电性质进行分离蛋白质在不同pH 环境中带电性质和电荷数量不同,可将其分开。

1、电泳法各种蛋白质在同一pH 条件下,因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。

值得重视的是等电聚焦电泳,这是利用一种两性电解质作为载体,电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的pH 梯度,当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时,到达各自等电点的pH 位置就停止,此法可用于分析和制备各种蛋白质。

2、离子交换层析法离子交换剂有阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素;CM- 纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素;DEAE 等,当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后用改变pH 或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。

(四)根据配体特异性的分离方法-亲和色谱法亲和层析法( affinity chromatography )是分离蛋白质的一种极为有效的方法,理即可它经常只需经过一步处使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来,而且纯度很高。

这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand )的分子能特异而非共价地结合。

其基本原理:蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在,每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质,因此蛋白质的分离( Separation ),提纯( Purification )和鉴定( Characterization )是生物化学中的重要的一部分,至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来,因此往往采取几种方法联合使用。

蛋白质的浓缩、干燥及保存一、样品的浓缩生物大分子在制备过程中由于过柱纯化而样品变得很稀,为了保存和鉴定的目的,往往需要进行浓缩。

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