有机溶剂蛋白质沉淀

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蛋白沉淀方法

蛋白沉淀方法

蛋白沉淀方法蛋白沉淀是蛋白质分离与纯化的一种常用方法,通过加入化学物质使目标蛋白质与其它蛋白质或者杂质分离,并沉淀于溶液底部或者浮于溶液表面。

本文将从蛋白沉淀的原理、化学物质的选择、实验操作、蛋白沉淀后处理等方面进行介绍。

一、蛋白沉淀的原理蛋白质的沉淀是基于化学物质与蛋白质之间的物理或者化学相互作用,包括:1. 盐析沉淀在高浓度盐溶液中,蛋白质远离其同样带电的水分子,而形成大分子团聚,从而沉淀。

在酸性环境下,大多数蛋白质通过质子化而失去电荷,降低了疏水性,从而沉淀。

在碱性环境下,蛋白质通常解离出一个氨基酸残基的羧基,从而带有负电荷,易于被阳离子与之形成沉淀。

4. 有机溶剂沉淀如乙醇、丙酮、甲醇等,可与蛋白质形成复合物,使其聚合而沉淀。

以上几种原理可单独或结合使用,根据情况进行选择。

二、化学物质的选择常用的盐类有氯化铵、硫酸铵、硫酸钠等。

浓度通常在10-60%之间,具体浓度根据具体实验条件进行选择。

2. 酸类常用的酸包括二元酸、有机酸等。

浓度为0.1-1M之间,酸性度通常为pH 4-6。

3. 碱类常用的有机溶剂包括乙醇、丙酮、甲醇等。

浓度通常为50-90%之间,根据实验要求进行选择。

三、实验操作1. 样品制备待分离的蛋白质必须经过预处理,通常包括离心、裂解、过滤等步骤。

裂解方式可以使用生理盐水、水、甲醇等,使蛋白质从细胞中释放出来。

过滤可以使用滤纸、滤膜、分子筛等方式,去除杂质。

2. 化学物质的加入将选择好的化学物质加入样品中,此时需注意化学物质前后也要进行科学操作,如一些电解质类物质可能带有杂质,需要先进行过滤;有机溶剂可能会引起蛋白质的变性,需加入适量的缓冲液进行保护。

将混合物小心地混合均匀后,离心使混合物分层,此时目标蛋白沉在沉淀层,上清液中还有一些蛋白,需要将其过滤或沉淀以去除杂质。

4. 纯化将沉淀分解,得到的产物通过离心、层析等步骤进行纯化,最终得到目标蛋白。

沉淀后需要进行洗涤,以去除杂质,保证目标蛋白的纯度和酶效。

蛋白的沉淀实验报告

蛋白的沉淀实验报告

一、实验目的1. 了解蛋白质的沉淀原理及其应用;2. 掌握常用蛋白质沉淀方法,如盐析、酸沉、有机溶剂沉淀等;3. 学习蛋白质沉淀实验的操作步骤及注意事项。

二、实验原理蛋白质在溶液中处于溶解状态,当受到某些物理或化学因素的影响时,其溶解度会降低,从而导致蛋白质从溶液中析出。

这种现象称为蛋白质的沉淀。

蛋白质沉淀的方法有很多种,常见的有盐析、酸沉、有机溶剂沉淀等。

盐析:在一定浓度的盐溶液中,蛋白质的溶解度降低,从而使蛋白质从溶液中析出。

盐析过程中,盐的浓度越高,蛋白质的沉淀效果越好。

酸沉:在酸性条件下,蛋白质的溶解度降低,从而使蛋白质从溶液中析出。

酸沉过程中,pH值越低,蛋白质的沉淀效果越好。

有机溶剂沉淀:有机溶剂能破坏蛋白质的氢键、疏水作用等,使蛋白质的溶解度降低,从而使其从溶液中析出。

有机溶剂沉淀过程中,溶剂的浓度越高,蛋白质的沉淀效果越好。

三、实验材料1. 蛋白质溶液:牛血清白蛋白(BSA)溶液;2. 盐析试剂:饱和硫酸铵溶液;3. 酸沉试剂:0.1mol/L HCl溶液;4. 有机溶剂沉淀试剂:无水乙醇;5. 实验器材:试管、移液管、量筒、磁力搅拌器、离心机等。

四、实验步骤1. 取5支试管,分别编号为1-5;2. 在1-5号试管中分别加入2ml牛血清白蛋白溶液;3. 在1号试管中加入1ml饱和硫酸铵溶液,充分振荡后静置观察;4. 在2号试管中加入2滴0.1mol/L HCl溶液,充分振荡后静置观察;5. 在3号试管中加入1ml无水乙醇,充分振荡后静置观察;6. 在4号试管中加入1ml饱和硫酸铵溶液,再加入2滴0.1mol/L HCl溶液,充分振荡后静置观察;7. 在5号试管中加入1ml饱和硫酸铵溶液,再加入1ml无水乙醇,充分振荡后静置观察;8. 将所有试管在室温下静置30分钟;9. 观察各试管中蛋白质的沉淀情况,记录实验结果;10. 将沉淀后的溶液进行离心,取上清液进行分析。

五、实验结果与分析1. 盐析:在1号试管中加入饱和硫酸铵溶液后,蛋白质从溶液中析出,形成白色沉淀;2. 酸沉:在2号试管中加入HCl溶液后,蛋白质从溶液中析出,形成白色沉淀;3. 有机溶剂沉淀:在3号试管中加入无水乙醇后,蛋白质从溶液中析出,形成白色沉淀;4. 盐析+酸沉:在4号试管中加入饱和硫酸铵溶液和HCl溶液后,蛋白质的沉淀效果更好;5. 盐析+有机溶剂沉淀:在5号试管中加入饱和硫酸铵溶液和无水乙醇后,蛋白质的沉淀效果更好。

蛋白质沉淀

蛋白质沉淀

蛋白质沉淀(Protein Precipitation)浓缩方法原理及详细解析在生化制备中,沉淀主要用于浓缩目的,或用于除去留在液相或沉淀在固相中的非必要成分。

在生化制备中常用的有以下几种沉淀方法和沉淀剂:1.盐析法多用于各种蛋白质和酶的分离纯化。

2.有机溶剂沉淀法多用于生物小分子、多糖及核酸产品的分离纯化,有时也用于蛋白质沉淀。

3.等电点沉淀法用于氨基酸、蛋白质及其它两性物质的沉淀。

但此法单独应用较少,多与其它方法结合使用。

4.非离子多聚体沉淀法用于分离生物大分子。

5.生成盐复合物沉淀用于多种化合物,特别是小分子物质的沉淀。

6.热变性及酸碱变性沉淀法用于选择性的除去某些不耐热及在一定PH值下易变性的杂蛋白。

第一节盐析法一般来说,所有固体溶质都可以在溶液中加入中性盐而沉淀析出,这一过程叫盐析。

在生化制备中,许多物质都可以用盐析法进行沉淀分离,如蛋白质、多肽、多糖、核酸等,其中以蛋白质沉淀最为常见,特别是在粗提阶段。

盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫Kb分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶。

一.影响盐析的若干因素1.蛋白质浓度高浓度蛋白溶液可以节约盐的用量,但许多蛋白质的b 和Ks常数十分接近,若蛋白浓度过高,会发生严重的共沉淀作用;在低浓度蛋白质溶液中盐析,所用的盐量较多,而共沉淀作用比较少,因此需要在两者之间进行适当选择。

用于分步分离提纯时,宁可选择稀一些的蛋白质溶液,多加一点中性盐,使共沉淀作用减至最低限度。

一般认为2.5%-3.0%的蛋白质浓度比较适中。

2.离子强度和类型一般说来,离子强度越大,蛋白质的溶解度越低。

在进行分离的时候,一般从低离子强度到高离子强度顺次进行。

每一组分被盐析出来后,经过过滤或冷冻离心收集,再在溶液中逐渐提高中性盐的饱和度,使另一种蛋白质组分盐析出来。

蛋白质的沉淀实验报告

蛋白质的沉淀实验报告

1. 了解蛋白质的沉淀现象及其原理;2. 掌握几种常见的蛋白质沉淀方法;3. 分析蛋白质沉淀过程中的影响因素。

二、实验原理蛋白质在溶液中形成胶体,具有稳定性和可逆性。

在一定条件下,蛋白质胶体发生凝聚,形成沉淀。

蛋白质沉淀的原因主要有:电解质的作用、pH值的变化、温度的影响、有机溶剂的作用等。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 鸡蛋清溶液- 硫酸铵溶液- 乙醇- 氯仿- 玻璃棒- 离心管- pH试纸- 移液管- 烧杯- 水浴锅2. 实验仪器:- pH计- 离心机- 恒温水浴锅1. 电解质沉淀法(1)取鸡蛋清溶液5mL,加入等体积的硫酸铵溶液,充分搅拌;(2)观察溶液颜色变化,记录沉淀形成时间;(3)将混合溶液离心,弃去上清液,观察沉淀情况。

2. pH值沉淀法(1)取鸡蛋清溶液5mL,用pH计测定pH值;(2)逐滴加入稀盐酸或氢氧化钠溶液,调节pH值至4.7;(3)观察溶液颜色变化,记录沉淀形成时间;(4)将混合溶液离心,弃去上清液,观察沉淀情况。

3. 温度沉淀法(1)取鸡蛋清溶液5mL,置于恒温水浴锅中;(2)分别在不同温度下(如30℃、50℃、70℃)观察溶液颜色变化,记录沉淀形成时间;(3)将混合溶液离心,弃去上清液,观察沉淀情况。

4. 有机溶剂沉淀法(1)取鸡蛋清溶液5mL,加入等体积的乙醇;(2)观察溶液颜色变化,记录沉淀形成时间;(3)将混合溶液离心,弃去上清液,观察沉淀情况。

五、实验结果与分析1. 电解质沉淀法:加入硫酸铵溶液后,溶液颜色变浅,沉淀形成时间约为5分钟。

离心后,沉淀较多。

2. pH值沉淀法:调节pH值至4.7后,溶液颜色变深,沉淀形成时间约为10分钟。

离心后,沉淀较多。

3. 温度沉淀法:随着温度升高,沉淀形成时间逐渐缩短,沉淀量逐渐增多。

在70℃时,沉淀最多。

4. 有机溶剂沉淀法:加入乙醇后,溶液颜色变浅,沉淀形成时间约为3分钟。

离心后,沉淀较多。

六、实验结论1. 蛋白质在溶液中具有稳定性和可逆性,在一定条件下会发生沉淀;2. 电解质、pH值、温度和有机溶剂等因素均可影响蛋白质的沉淀;3. 通过本实验,掌握了蛋白质的沉淀方法及其原理,为后续实验奠定了基础。

有机溶剂沉淀蛋白质

有机溶剂沉淀蛋白质

有机溶剂沉淀蛋白质
有机溶剂沉淀蛋白质:凡能与水以任意比例混合的有机溶剂,如乙醇、甲醇、丙酮等,均可用于沉淀蛋白质。

沉淀原理是:①脱水作用;②使水的介电常数降低,蛋白质溶解度降低。

在常温下,有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性。

例如酒精消毒灭菌就是如此,但若在低温条件下,则变性进行较缓慢,可用于分离制备各种血浆蛋白质。

有机溶剂能降低溶液的电解常数,从而增加蛋白质分子上不同电荷的引力,导致溶解度的降低;另外,有机溶剂与水的作用,能破坏蛋白质的水化膜,故
蛋白质在一定浓度的有机溶剂中的溶解度差异而分离的方法,称“有机溶剂分
段沉淀法”,它常用于蛋白质或酶的提纯。

使用的有机溶剂多为乙醇和丙酮。

高浓度有机溶剂易引起蛋白质变性失活,操作必须在低温下进行,并在加入有
机溶剂时注意搅拌均匀以避免局部浓度过大。

由此法析出的沉淀一般比盐析容
易过滤或离心沉降,分离后的蛋白质沉淀,应立即用水或缓冲液溶解,以降低
有机溶剂浓度。

操作时的pH值大多数控制在待沉淀蛋白质的等电点附近,有机溶剂在中性盐存在时能增加蛋白质的溶解度,减少变性,提高分离的效果。

有机溶剂沉淀蛋白质原理

有机溶剂沉淀蛋白质原理

有机溶剂沉淀蛋白质原理有机溶剂沉淀蛋白质是一种常见的蛋白质分离和富集方法,它利用有机溶剂与蛋白质间的亲疏水性差异,通过沉淀的方式将蛋白质从混合溶液中分离出来。

这种方法简单易行,操作方便,被广泛应用于生物化学、分子生物学、生物医学等领域。

本文将从蛋白质的溶解特性、有机溶剂的选择、沉淀原理和操作注意事项等方面进行详细介绍。

蛋白质在不同有机溶剂中的溶解特性有所不同。

一般来说,极性溶剂如水对蛋白质有较好的溶解能力,而非极性溶剂如乙醇、丙酮等对蛋白质的溶解能力较差。

因此,当需要沉淀蛋白质时,可以选择一种对蛋白质有较好溶解能力的溶剂,将其加入蛋白质溶液中,使蛋白质失去溶解,从而沉淀出来。

在选择有机溶剂时,需要考虑其对蛋白质的沉淀效果和对蛋白质生物活性的影响。

一般来说,乙醇、丙酮等有机溶剂对蛋白质的沉淀效果较好,但可能会对蛋白质的生物活性造成一定影响,因此在选择溶剂时需要综合考虑实验需求和蛋白质的性质。

有机溶剂沉淀蛋白质的原理是利用溶剂与蛋白质间的亲疏水性差异。

一般来说,蛋白质分子中含有大量的极性氨基酸残基和非极性氨基酸残基,使得蛋白质分子既具有亲水性又具有疏水性。

当有机溶剂加入蛋白质溶液中时,溶剂分子与蛋白质分子间的相互作用会发生改变,使得蛋白质失去水合层,从而发生沉淀。

在进行有机溶剂沉淀蛋白质的操作时,需要注意一些问题。

首先,要选择合适的有机溶剂,考虑其对蛋白质的溶解性和生物活性的影响;其次,需要控制溶剂的加入速度和比例,避免过快或过多的加入导致蛋白质的不可逆性沉淀;最后,在沉淀后需要进行适当的洗涤和溶解处理,以便后续的蛋白质分离和纯化工作。

总之,有机溶剂沉淀蛋白质是一种简单有效的蛋白质分离和富集方法,其原理是利用有机溶剂与蛋白质间的亲疏水性差异。

在实际操作中,需要根据蛋白质的性质和实验需求选择合适的有机溶剂,并注意操作细节,以保证实验的准确性和可重复性。

希望本文对您有机溶剂沉淀蛋白质的原理有所帮助。

蛋白质沉淀的方法

蛋白质沉淀的方法

蛋白质沉淀的方法蛋白质沉淀是生物化学实验中常见的步骤,它可以帮助我们从混合物中分离出目标蛋白质。

在实验室中,有多种方法可以用来沉淀蛋白质,下面将介绍几种常见的方法及其操作步骤。

一、盐析法。

盐析法是一种常用的蛋白质沉淀方法,它利用蛋白质在高盐浓度下沉淀的特性来实现分离。

具体操作步骤如下:1. 将待沉淀的蛋白质溶液加入适量的盐溶液中,使盐浓度达到蛋白质的盐饱和度。

2. 静置一段时间,让蛋白质在高盐浓度下沉淀。

3. 用离心机将混合物进行离心,将沉淀的蛋白质分离出来。

二、醋酸铵沉淀法。

醋酸铵沉淀法是另一种常用的蛋白质沉淀方法,它利用蛋白质在醋酸铵高浓度下沉淀的特性来实现分离。

具体操作步骤如下:1. 将待沉淀的蛋白质溶液加入适量的醋酸铵溶液中,使醋酸铵浓度达到蛋白质的饱和度。

2. 静置一段时间,让蛋白质在高醋酸铵浓度下沉淀。

3. 用离心机将混合物进行离心,将沉淀的蛋白质分离出来。

三、甲醇沉淀法。

甲醇沉淀法是一种常用的有机溶剂沉淀蛋白质的方法,它利用蛋白质在甲醇中的沉淀特性来实现分离。

具体操作步骤如下:1. 将待沉淀的蛋白质溶液加入适量的甲醇中,使蛋白质在甲醇中沉淀。

2. 静置一段时间,让蛋白质充分沉淀。

3. 用离心机将混合物进行离心,将沉淀的蛋白质分离出来。

四、硫酸铵沉淀法。

硫酸铵沉淀法是一种利用硫酸铵对蛋白质的沉淀作用来实现分离的方法。

具体操作步骤如下:1. 将待沉淀的蛋白质溶液加入适量的硫酸铵溶液中,使硫酸铵浓度达到蛋白质的饱和度。

2. 静置一段时间,让蛋白质在高硫酸铵浓度下沉淀。

3. 用离心机将混合物进行离心,将沉淀的蛋白质分离出来。

以上就是几种常见的蛋白质沉淀方法及其操作步骤,希望对您有所帮助。

在进行实验操作时,要根据具体情况选择合适的方法,并严格按照操作步骤进行操作,以确保实验的准确性和可靠性。

有机溶剂沉淀蛋白质原理

有机溶剂沉淀蛋白质原理

有机溶剂沉淀蛋白质原理有机溶剂沉淀蛋白质原理有机溶剂沉淀是蛋白质结构研究和纯化的重要技术。

它是一种非竞争性可逆性沉淀技术,它可以沉淀大多数蛋白质,是结构和功能研究最先进、广泛使用的有效手段之一。

有机溶剂沉淀基于蛋白质的极性与有机溶剂的极性的相遇,将蛋白质结构的极性的相遇,从而导致蛋白质的极性与有机溶剂的极性背反,使得蛋白质分子之间根据疏水性极性规律形成机械抽离,由于分子群把内部结构不是紧密地紧扣在一起,当沉淀小分子添加到蛋白质溶液中时,能释放蛋白质溶液中蛋白质空间枢轴结构,使蛋白质枢轴结构变得固定,因此形成蛋白质沉淀,有机溶剂沉淀技术为纯化蛋白质提供了基础性补充。

一、原理有机溶剂沉淀的原理是蛋白质的极性与有机溶剂的极性之间的耦合反应而形成沉淀物,而这种反应机制是促使蛋白质极性变化所产生的,有机溶剂沉淀技术又称抑制机制,也称抑制技术,但其实就是一种把大量有机溶剂加入到蛋白质溶液中,使其以疏水性的方式形成沉淀的技术。

引入一定量的有机溶剂后,会使蛋白质极性发生变化而产生沉淀。

二、分类1、无抗增益(无需增益)抑制沉淀。

在无需增益的情况下,有机溶剂沉淀是有机溶剂和蛋白质极性的耦合反应而形成沉淀,蛋白质发生反应,而不用增益。

2、有抗增益(需要增益)抑制沉淀。

在需要增益情况下,添加一定量的有机溶剂后,需要增益有机溶剂沉淀,是由于在同等条件下,有机溶剂与蛋白质之间发生疏水交互作用时,有机溶剂会使蛋白质失去自身极性,因此需要向溶液中添加足够的有机溶剂,使极性失调的蛋白质极性即负电子结构改变后形成沉淀。

三、优势1、简单易行:有机溶剂沉淀技术亲水性沉淀物具有简便的特点,可以直接从溶液中分离沉淀,不需要经过复杂的操作,且对蛋白质结构无负面影响,简单易行,极易操作;2、结果准确:有机溶剂沉淀技术结果准确,沉淀物可以得到高纯度,少量组分可以实现高可利用率;3、适用范围广:有机溶剂沉淀技术是多通道分离的方式,可以从蛋白质溶液中分离出大多数蛋白质,适用范围广;4、节省成本:高效沉淀并且得到高级度纯化蛋白质,可以节省成本。

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蛋白质纯化方法蛋白质浓缩有多种方法,有盐析,超滤,离子交换,有机溶剂沉淀等方法。

有机溶剂沉淀法:有机溶剂能降低溶液的电解常数,从而增加蛋白质分子上不同电荷的引力,导致溶解度的降低;另外,有机溶剂与水的作用,能破坏蛋白质的水化膜,故蛋白质在一定浓度的有机溶剂中的溶解度差异而分离的方法,称“有机溶剂分段沉淀法”,它常用于蛋白质或酶的提纯。

使用的有机溶剂多为乙醇和丙酮。

高浓度有机溶剂易引起蛋白质变性失活,操作必须在低温下进行,并在加入有机溶剂时注意搅拌均匀以避免局部浓度过大。

由此法析出的沉淀一般比盐析容易过滤或离心沉降,分离后的蛋白质沉淀,应立即用水或缓冲液溶解,以降低有机溶剂浓度。

操作时的pH值大多数控制在待沉淀蛋白质的等电点附近,有机溶剂在中性盐存在时能增加蛋白质的溶解度,减少变性,提高分离的效果,在有机溶剂中添加中性盐的浓度为0.05mol/L左右,中性盐过多不仅耗费有机溶剂,可能导致沉淀不好。

沉淀的条件一经确定,就必须严格控制,才能得到可重复的结果。

医学教育`网搜集整理有机溶剂浓度通常以有机溶剂和水容积比或用百分浓度表示。

有机溶剂沉淀蛋白质分辨力比盐析法好,溶剂易除去;缺点是易使酶和具有活性的蛋白质变性。

故操作时要求条件比盐析严格。

对于某些敏感的酶和蛋白质,使用有机溶剂沉淀尤其要小心。

可与水混合的有机溶剂,如酒精、甲醇、丙酮等,对水的亲和力很大,能破坏蛋白质颗粒的水化膜,在等电点时使蛋白质沉淀。

在常温下,有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性。

例如酒精消毒灭菌就是如此,但若在低温条件下,则变性进行较缓慢,可用于分离制备各种血浆蛋白质。

蛋白质浓缩技术是免疫学中常用的手段,现介绍几种常用的浓缩技术。

(一)透析袋浓缩法利用透析袋浓缩蛋白质溶液是应用最广的一种。

将要浓缩的蛋白溶液放入透析袋(无透析袋可用玻璃纸代替),结扎,把高分子(6 000-12 000)聚合物如聚乙二醇(碳蜡)、聚乙烯吡咯、烷酮等或蔗糖撒在透析袋外即可。

也可将吸水剂配成30%-40%浓度的溶液,将装有蛋白液的透析袋放入即可。

吸水剂用过后,可放入温箱中烘干或自然干燥后,仍可再用。

(二)冷冻干燥浓缩法这是浓缩蛋白质的一种较好的办法,它既使蛋白质不易变性,又保持蛋白质中固有的成分。

它是在冰冻状态下直接升华去除水分。

具体做法是将蛋白液在低温下冰冻,然后移置干燥器内(干燥器内装有干燥剂,如NaOH、CaCl2和硅胶等)。

密闭,迅速抽空,并维持在抽空状态。

数小时后即可获得含有蛋白的干燥粉末。

干燥后的蛋白质保存方便,应用时可配成任意浓度使用。

也可采用冻干机进行冷冻干燥。

(三)吹干浓缩法将蛋白溶液装入透析袋内,放在电风扇下吹。

此法简单,但速度慢,且温度不能过高,最好不要超过15℃。

(四)超滤膜浓缩法此法是利用微孔纤维素膜通过高压将水分滤出,而蛋白质存留于膜上达到浓缩目的。

有两种方法进行浓缩:一种是用醋酸纤维素膜装入高压过滤器内,在不断搅拌之下过滤;另一种是将蛋白液装入透析袋内置于真空干燥器的通风口上,负压抽气,而使袋内液体渗出。

(五)凝胶浓缩法选用孔径较小的凝胶,如SephadexG25或G50,将凝胶直接加入蛋白溶液中。

根据干胶的吸水量和蛋白液需浓缩的倍数而称取所需的干胶量。

放入冰箱内,凝胶粒子吸水后,通过离心除去。

(六)浓缩胶浓缩法浓缩胶是一种高分子网状结构的有机聚合物,具有很强的吸水性能。

每克干胶可吸水120ml~150ml。

它能吸收低分子量的物质,如水、葡萄糖、蔗糖、无机盐等,适宜浓缩10 000分子量以上的生物大分子物质。

浓缩后,蛋白质的回收率可达80%~90%。

比浓缩胶应用方便,直接加入被浓缩的溶液中即可。

必须注意,浓缩溶液的pH值应大于被浓缩物质的等电点,否则在浓缩胶表面产生阳离子交换,影响浓缩物质的回收率。

选择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。

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。

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