蛋白质的提取与纯化
提蛋白质的原理及步骤

蛋白质提取是一项基础实验,通常用于从组织或细胞中提取纯度较高的蛋白质样品,以便进行各种蛋白质研究。
常规的蛋白质提取步骤包括以下几个主要步骤:
1. 细胞或组织的裂解:将待提取的样品裂解以释放出蛋白质。
裂解方法取决于被裂解的细胞类型,可使用机械法、化学法、超声波或高压等方法进行裂解。
2. 蛋白质的分离:将蛋白质与非蛋白质组分进行分离,常用的方法有沉淀、过滤、离心和柱层析等。
3. 蛋白质的纯化:通过进一步的分离和纯化来获得高纯度的蛋白质。
这些步骤通常需要进行多次,每次都使用不同的方法来分离和纯化蛋白质。
提蛋白质的原理是基于蛋白质的化学和物理特性进行分离和纯化。
蛋白质分子量大小、电荷、亲水性等特性不同,容易与不同化学试剂、柱层析介质或生物酶相互作用。
通过调节这些条件和步骤,就可以使不同的蛋白质与其它组分分离出来,并得到纯度较高的蛋白质样品。
虽然蛋白质提取步骤较多,但因为各种蛋白质的特性不同,所以实验时需要根据需要选择不同的提取和分离方法以获得更理想的效果。
蛋白质的分离纯化方法

蛋白质的分离纯化方法蛋白质是细胞中的重要生物大分子,具有多样的结构和功能。
为了研究蛋白质的性质和功能,需要将蛋白质从混合样品中分离纯化出来。
蛋白质的分离纯化方法有很多种,主要包括离心法、电泳法、层析法和亲和纯化法等。
下面将逐一介绍这些方法及其原理。
1. 离心法离心法是利用离心机将混合物中的蛋白质分离出来。
首先将细胞裂解,得到细胞裂解液,然后进行离心,以将细胞器、胞外物质和亲粒子(如蛋白质颗粒)分离。
离心可以根据不同物质的相对密度和大小进行分层分离,快速旋转离心机可以很好地分离出不同密度的颗粒。
2. 电泳法电泳法是将带电的蛋白质沿着电场移动,根据蛋白质的带电性质和大小分离的方法。
蛋白质可以根据电荷性质分为阴离子蛋白和阳离子蛋白,也可以根据亲水性质分为亲水性蛋白和疏水性蛋白。
电泳法常用的有SDS-PAGE、等电聚焦电泳等。
其中,SDS-PAGE可以根据蛋白质的分子量进行分离。
3. 层析法层析法是通过蛋白质与载体之间的亲和性或者分离介质之间的亲和性进行分离的方法。
层析法主要分为凝胶层析、离子交换层析、亲合层析和大小排阻层析等。
凝胶层析法是利用凝胶的网格结构来分离蛋白质,如凝胶过滤层析、凝胶过渡层析等。
离子交换层析法是利用蛋白质对离子交换树脂的吸附性质进行分离。
亲合层析法是通过亲和柱中的配体与蛋白质的亲和作用进行分离。
大小排阻层析法是根据蛋白质的分子量和形状进行分离。
4. 亲和纯化法亲和纯化法是利用特定的亲合剂与目标蛋白质之间的特异性亲和性进行分离纯化的方法。
亲和纯化主要包括亲和柱层析法、浸没纯化法、亲和剂电泳法等。
亲和柱层析法是将具有亲和填料的柱子与样品接触,通过洗脱再生的操作,将目标蛋白质从其他组分中分离纯化出来。
浸没纯化法是将特定亲合剂浸泡在蛋白质混合物中,使其与目标蛋白质发生亲和结合,然后以特定条件洗脱目标蛋白质。
亲和剂电泳法是负载亲和剂的凝胶片上进行电泳,使蛋白质与亲和剂结合,再通过电泳将其分离纯化出来。
蛋白质提取与纯化技术总结

蛋白质提取与纯化技术总结蛋白质提取与纯化技术1.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。
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解,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。
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,一是因为丁亲脂性强,特别是溶解磷脂的能力强;二是丁兼具亲水性,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。
蛋白质分离纯化的方式

蛋白质分离纯化的方式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(如果做不到呢?比如蛋白以包涵体形式存在),不丢失生物活性。
为此,动物材料应先提出结缔组织和脂肪组织,种子材料应先去壳甚至去种皮以免手单宁等物质的污染,油料种子最好先用低沸点(为什么呢)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。
破碎细菌细胞壁的常用方法有超声波破碎,与砂研磨、高压挤压或溶菌酶处理等。
组织和细胞破碎后,选择适当的缓冲液把所要的蛋白提取出来。
细胞碎片等不溶物用离心或过滤的方法除去。
如果所要的蛋白主要集中在某一细胞组分,如细胞核、染色体、核糖体或可溶性细胞质等,则可利用差速离心的方法将它们分开,收集该细胞组分作为下步纯化的材料。
如果碰上所要蛋白是与细胞膜或膜质细胞器结合的,则必须利用超声波或去污剂使膜结构解聚,然后用适当介质提取。
2.粗分级分离:当蛋白质提取液(有时还杂有核酸、多糖之类)获得后,选用一套适当的方法,将所要的蛋白与其他杂蛋白分离开来。
一般这一步的分离用盐析、等电点沉淀和有机溶剂分级分离等方法。
这些方法的特点是简便、处理量大,既能除去大量杂质,又能浓缩蛋白溶液。
有些蛋白提取液体积较大,又不适于用沉淀或盐析法浓缩,则可采用超过滤、凝胶过滤、冷冻真空干燥或其他方法进行浓缩。
3.细分级分离:样品经粗分级分离以后,一般体积较小,杂蛋白大部分已被除去。
提取纯化蛋白实验报告

一、实验目的1. 掌握蛋白质提取纯化的基本原理和方法。
2. 学习蛋白质纯化过程中的操作技巧和注意事项。
3. 通过实验验证蛋白质提取纯化的效果。
二、实验原理蛋白质提取纯化是指从生物材料中提取目标蛋白,并通过一系列的分离纯化步骤,去除其他蛋白质、核酸、脂质等杂质,获得高纯度的目标蛋白。
实验中常用的提取纯化方法有:细胞破碎、抽提、沉淀、分级、除盐、浓缩等。
三、实验材料1. 生物材料:细胞、组织、血清等。
2. 试剂:盐酸、稀SDS、有机溶剂、稀碱、硫酸铵、透析袋、超滤膜、Ni柱等。
3. 仪器:匀浆机、离心机、电泳仪、凝胶层析仪等。
四、实验步骤1. 前处理:根据生物材料的不同,选择合适的细胞破碎方法,如动物细胞用匀浆机、组织捣碎机或超声波;植物细胞用石英砂研磨或纤维素酶处理;微生物用超声振荡、研磨、高压、溶菌酶、细胞自溶等。
2. 抽提:根据蛋白质的性质选择合适的抽提方法。
可溶蛋白用盐酸、脂蛋白用稀SDS或有机溶剂、不溶蛋白用稀碱进行抽提。
抽提原则为少量多次。
3. 粗提:去除糖、脂类、核酸及大部分杂蛋白,并将蛋白浓缩。
常用方法有沉淀法(核酸沉淀法、蛋白沉淀法、选择变性)、分级法(盐析或有机溶剂)。
4. 除盐和浓缩:去除蛋白质中的中性盐,常用方法有透析法、分子筛;浓缩方法有反透析、冻干、超滤等。
5. 精细分离:采用凝胶层析、亲和层析、离子交换层析等方法对蛋白质进行精细分离。
6. 鉴定:采用SDS-PAGE、Western Blot等方法鉴定蛋白质的纯度和活性。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过上述步骤,成功提取纯化了目标蛋白,并进行了鉴定。
2. 结果分析:根据SDS-PAGE和Western Blot结果,目标蛋白的纯度达到90%以上,活性得到验证。
六、实验讨论1. 实验过程中,选择合适的细胞破碎方法、抽提方法和分离纯化方法对蛋白质的提取纯化至关重要。
2. 实验过程中应注意操作技巧,如防止蛋白质降解、避免氧化等。
蛋白质的分析实训报告

一、实训背景蛋白质是生命活动的基本物质之一,广泛存在于生物体内,具有多种生物学功能。
蛋白质分析是生物化学、分子生物学和生物工程等领域的重要研究内容。
为了提高我们对蛋白质性质、结构和功能的认识,我们进行了蛋白质分析实训,通过实验操作,学习蛋白质的提取、纯化、鉴定和分析方法。
二、实训目的1. 掌握蛋白质提取和纯化的基本原理和操作技术。
2. 学习蛋白质的鉴定和分析方法。
3. 培养实验操作能力和科学思维。
三、实训内容1. 蛋白质提取(1)材料:鸡蛋清、磷酸盐缓冲液、硫酸铵、离心机等。
(2)方法:将鸡蛋清加入磷酸盐缓冲液,加入硫酸铵,搅拌均匀,静置离心,收集沉淀。
(3)结果:得到白色沉淀,即为提取的蛋白质。
2. 蛋白质纯化(1)材料:上述提取的蛋白质、离子交换层析柱、缓冲液等。
(2)方法:将提取的蛋白质加入离子交换层析柱,用不同浓度的缓冲液进行洗脱,收集各洗脱峰。
(3)结果:得到纯化的蛋白质。
3. 蛋白质鉴定(1)方法:采用SDS-PAGE电泳技术对纯化的蛋白质进行鉴定。
(2)结果:观察到目的蛋白在特定位置出现条带,证明蛋白质鉴定成功。
4. 蛋白质分析(1)方法:采用Western blot技术对纯化的蛋白质进行定量分析。
(2)结果:通过比较目的蛋白与标准蛋白的条带强度,计算出目的蛋白的含量。
四、实训结果与分析1. 蛋白质提取通过实验,我们成功从鸡蛋清中提取出蛋白质。
实验过程中,我们学会了如何根据蛋白质的性质选择合适的提取方法,以及如何处理提取过程中的各种问题。
2. 蛋白质纯化在蛋白质纯化实验中,我们掌握了离子交换层析技术,成功地将目的蛋白从混合物中分离出来。
实验过程中,我们学会了如何选择合适的缓冲液和洗脱条件,以及如何判断蛋白质的纯度。
3. 蛋白质鉴定通过SDS-PAGE电泳技术,我们成功鉴定出目的蛋白。
实验过程中,我们学会了如何制备电泳样品、操作电泳仪以及观察电泳结果。
4. 蛋白质分析通过Western blot技术,我们对纯化的蛋白质进行了定量分析。
蛋白质分离纯化的一般原则

蛋白质分离纯化的一般原则蛋白质是生物体内重要的功能分子,它们在细胞的结构和功能中扮演着重要角色。
蛋白质的纯化和分离是研究蛋白质结构和功能的基础。
本文将介绍蛋白质分离纯化的一般原则和方法。
蛋白质分离纯化的一般原则是根据蛋白质的物理化学性质进行选择性分离。
蛋白质具有不同的分子量、电荷、溶解性、亲疏水性等特性,可以通过这些特性来实现蛋白质的分离纯化。
蛋白质分离纯化的第一步是提取蛋白质。
提取蛋白质的方法有多种,常见的包括机械破碎、超声波破碎、溶剂提取等。
提取蛋白质的目的是将其从细胞或组织中释放出来,为后续的分离纯化步骤做准备。
蛋白质的分离纯化可以通过多种方法来实现。
其中最常用的方法是色谱技术。
色谱技术基于蛋白质的物理化学性质,将混合溶液中的蛋白质分离开来。
常见的色谱技术包括凝胶过滤色谱、离子交换色谱、亲和色谱、逆相色谱等。
凝胶过滤色谱是一种基于蛋白质分子量的分离方法。
其原理是通过孔径大小选择性地分离不同分子量的蛋白质。
凝胶过滤色谱常用于蛋白质的初步分离和浓缩。
离子交换色谱是一种基于蛋白质电荷的分离方法。
其原理是通过蛋白质与离子交换基质之间的相互作用来实现分离。
离子交换色谱可以根据蛋白质的电荷性质选择性地分离不同电荷的蛋白质。
亲和色谱是一种基于蛋白质与亲和基质之间的特异性相互作用来实现分离的方法。
亲和色谱可以利用蛋白质与亲和基质之间的特异性结合,选择性地分离目标蛋白质。
逆相色谱是一种基于蛋白质亲疏水性的分离方法。
其原理是利用蛋白质与逆相基质之间的亲疏水作用来实现分离。
逆相色谱可以根据蛋白质的亲疏水性选择性地分离不同性质的蛋白质。
还有一些其他的蛋白质分离纯化方法,如电泳、超高速离心、超滤等。
这些方法在特定的实验条件下可以实现蛋白质的分离纯化。
蛋白质分离纯化的一般原则是根据蛋白质的物理化学性质进行选择性分离。
通过选择合适的分离纯化方法,可以有效地分离出目标蛋白质,并去除其他杂质。
蛋白质的纯化程度越高,其质量和活性也就越好,对于后续的研究和应用具有重要意义。
蛋白质的分离过程

蛋白质的分离过程蛋白质是生物体内一类重要的有机化合物,其在细胞内发挥着多种重要的生物学功能。
为了研究蛋白质的结构和功能,科学家们经过多年的努力,发展出了一系列的蛋白质分离技术。
本文将从蛋白质的提取、分离和纯化三个方面介绍蛋白质的分离过程。
一、蛋白质的提取蛋白质的提取是蛋白质分离的第一步,其目的是将含有蛋白质的样品从细胞或组织中提取出来。
常用的提取方法有机械破碎法、溶液浸提法和超声波法等。
其中,机械破碎法是将样品经过机械力的作用破碎,释放出蛋白质;溶液浸提法是将样品放入适当的溶液中,使蛋白质溶解出来;超声波法则是利用超声波的作用力将蛋白质从细胞或组织中释放出来。
通过这些方法,可以获得含有蛋白质的提取液。
二、蛋白质的分离蛋白质的分离是将提取液中的蛋白质按照某种特定的性质进行分离的过程。
根据蛋白质的不同特性,可以采用不同的分离方法。
常用的分离方法有电泳法、层析法和离心法等。
1. 电泳法电泳法是利用蛋白质在电场中的运动性质进行分离的方法。
根据蛋白质的电荷、分子量或等电点的不同,可采用凝胶电泳、等电聚焦电泳等不同的电泳方法。
其中,凝胶电泳是将蛋白质样品通过凝胶的孔隙进行分离,常用的凝胶电泳有聚丙烯酰胺凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
等电聚焦电泳则是根据蛋白质在等电点附近具有零电荷的特性进行分离。
通过电泳法,可以将蛋白质按照其电荷或分子量的大小进行分离。
2. 层析法层析法是根据蛋白质在某种固定相和流动相的作用下,通过不同的亲和性进行分离的方法。
根据固定相的不同,层析法可分为凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等多种类型。
其中,凝胶过滤层析是根据蛋白质的分子大小进行分离,较大分子的蛋白质会被阻滞在凝胶中,而较小分子的蛋白质则能通过凝胶。
离子交换层析则是根据蛋白质的电荷进行分离,蛋白质与固定相上的离子进行电荷交换,从而实现分离。
亲和层析是利用蛋白质与固定相上的配体之间的特异性亲和作用进行分离,通过调节流动相的条件,实现蛋白质的分离。
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蛋白质的提取与纯化一,蛋白质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 ged)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?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素),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。
(详见层析技术章)(四)根据配体特异性的分离方法-亲和色谱法亲和层析法(aflinity chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法,它经常只需经过一步处理即可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。
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(Escherichia coli)(Escherichiacoli)(Escherichia coli)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(cell wall)(cell wall)(cell wall)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。
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。
常用的浓缩方法的:1、减压加温蒸发浓缩通过降低液面压力使液体沸点降低,减压的真空度愈高,液体沸点降得愈低,蒸发愈快,此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。
2、空气流动蒸发浓缩空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液,表面不断通过空气流;或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室,用电扇对准吹风,使透过膜外的溶剂不沁蒸发,而达到浓缩目的,此法浓缩速度慢,不适于大量溶液的浓缩。
3、冰冻法生物大分子在低温结成冰,盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中,操作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体,然后缓慢地融解,利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。
如蛋白质和酶的盐溶液用此法浓缩时,不含蛋白质和酶的纯冰结晶浮于液面,蛋白质和酶则集中于下层溶液中,移去上层冰块,可得蛋白质和酶的浓缩液。
4、吸收法通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。
所用的吸收剂必需与溶液不起化学反应,对生物大分子不吸附,易与溶液分开。
常用的吸收剂有聚乙二醇,聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等,使用聚乙二醇吸收剂时,先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里,外加聚乙二醇复盖置于4度下,袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去,聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。
5、超滤法超滤法是使用一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的方法,不液体在一定压力下(氮气压或真空泵压)通过膜时,溶剂和小分子透过,大分子受阻保留,这是近年来发展起来的新方法,最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐,并具有成本低,操作方便,条件温和,能较好地保持生物大分子的活性,回收率高等优点。
应用超滤法关键在于膜的选择,不同类型和规格的膜,水的流速,分子量截止值(即大体上能被膜保留分子最小分子量值)等参数均不同,必须根据工作需要来选用。
另外,超滤装置形式,溶质成份及性质、溶液浓度等都对超滤效果的一定影响。
Diaflo 超滤膜的分子量截留值:用上面的超滤膜制成空心的纤维管,将很多根这样的管拢成一束,管的两端与低离子强度的缓冲液相连,使缓冲液不断地在管中流动。