设计碱性磷酸酶的提取、分离纯化方案
碱性磷酸酶的分离纯化鉴定
2、 定量分析的理论基础 －－Lambert—Beer定律
A ＝ K·L·C
吸光度 (Aabsorbance,A ) 消光度 (degree of extinction,E ) 光密度 (optical density,D )
参比溶液的选择
• 溶剂空白： 当显色剂及所用其它试剂在测定波长 都没有吸收峰时，可用纯溶剂(如蒸馏水)作参比 溶液。
• 试剂空白： 当显色前的样品在测定波长没有吸收 峰，而显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时， 可用不加入样品的“试剂空白”作参比溶液，这 种方式最为常用。
基本组件及常见分光光度计
样品的蛋白含量
纯化倍数 =
每一步比活性 初提液比活性
得率 =
每一步总活性 初提液总活性
每一步总活性 = 酶活性 × 每一部记录的体积数
分光光度法 （Spectrophotometry）
根据物质对不同波长的光线具有选择性吸收 （即可产生吸收光谱）的特性而建立起来的一种 定量、定性分析的技术。也称为吸收光谱法 （Absorption spectrometry）。
不需要把欲分析的样品从混合物中分离开来
（一）基本原理
1、光的基本知识 光具有波粒二相性。 波长和频率是光的波动性的特征。
K-- 吸光系数,是物质的特征性常数。
• 对比法进行定量分析
A样 = K ·L ·C样 A标 = K ·L ·C标
A样
K ·L ·C样
C样
A标
K ·L ·C标
C标
C样 = A样·C标 / A标
Lambert—Beer定律的适用范围：
碱性磷酸酶分离纯化及比活性测定1
试剂（ml）
生理盐水 标准蛋白溶液 样品 考马斯亮蓝试剂
空白管
0.1标Biblioteka 管ABC0.1 A2液0.1 5.0 5.0 5.0 B2液0.1 5.0 C2液0.1 5.0
室温5min，各管进行A595测定 计算：样品中蛋白质的含量=A样品/A标准×C标准×稀释倍数
目录
3. 结果处理与分析
结果处理表
酶活性计算 体积 (ml) A 值
目录
检测酶提取纯化的指标
1. 酶的纯度： 用比活性代表（单位重量蛋白质样品中 的活性单位） 2. 酶的回收效率 所含酶
※在保证纯度的前提下，应尽可能提高酶的回收率
目录
实验内容
酶的提取及比活性测定
目录
碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AKP) 的分离纯化及比活性测定
[目的] 1．掌握AKP分离纯化的实验原理、方法 及注 意事项 2．了解检测AKP活性测定的原理和方法。
25g肝组织剪碎 +0.01M醋酸镁-醋酸钠溶液75ml，匀浆机中匀浆 取肝匀浆4ml(A液）
A1：取0.1mlA液+1.9mlpH8.8Tris缓冲液，待测活性
A2：取0.1mlA液+4.9ml生理盐水，待测蛋白浓度
+2ml正丁醇，混匀2min，室温置30min，离心 （3000rpm)5min 下清液（吸取） 沉淀（弃）
蛋白含量计算 酶的总 活性 （ U） A 值
稀 释 倍 数
酶活性 (U/ml)
稀 释 倍 数
比活 酶的 性 蛋白浓度 得率 (U/mg) (mg/ml)
A 液 B液
4 2.2
100%
C液
2
目录
6碱性磷酸酶的分离提取
0.1 mol/L NaOH (mL) 酶液（mL） OD 405 nm
以0号管调零点，测定各管的OD405nm值，从对照标准曲线求出产 物的mol数，算出酶活力。
管号
1
1'
2
2'
3
3'
4
4'
5
5'
0.5m 1m 加酶时 间 （min） 加NaOH 10.5 时间 11
1.5m 2m
2.5 m
3m
(1)
(2)
(3)
在蛋白质或酶的分离提取过程中由于酶蛋白容易变 性而失活，为了获得较好的分离提取效果，在工作 中特别注意以下几点： 取用新鲜的材料，提取工作应在获得材料后立刻开 始，否则应在低温下保存。选择来源丰富，酶含量 高的材料。 用盐分级沉淀是一种应用非常广泛的方法。由于硫 酸铵在水中溶解度很大（20℃，每升可溶760克）， 并且对许多酶没有很大的影响，因此它是最常用的 盐。 在酶的制备过程中，每经一步处理，都需测定酶的 活力和比活力。唯有比活力提高较大，提纯步骤才 有效。
பைடு நூலகம்
(5) 0.35饱和硫酸铵上清液，加入固体研磨细粉的硫酸 铵至0.70饱和度（100 mL加入23.8 g）。缓慢加入， 不断搅拌溶解，置冰箱静置2 h。 (6)室温离心，4000 r/m 20 min，收集沉淀物。 (7) 得到沉淀物，溶于5 mL含0.1 mol/L NaCl 的0.01 mol/L Tris-HCl pH 7.5。装入透析袋，对0.01 mol/L Tris-HCl pH 7.5缓冲液透析平衡，至无SO42-被检测 出为止（可用一定浓度BaCl2溶液检验）。 (8) 取出酶溶液，冷冻高速离心（0℃ 25000 r/m 30 min）。 (9) 离心上清液即为粗酶制剂，检测酶的比活力。装入 棕色瓶于4℃冰箱保存。
生化实验碱性磷酸酶的提取与鉴定
实验中的问题与改进
通过总结实验中的问题 并寻找改进方法，我们 可以提高实验效率和准 确性，从而更好地完成 生化实验任务并为未来 的研究打下坚实基础
生化实验:碱性 磷酸酶的提取与
鉴定
1 实验目的 3 实验步骤 5 实验结论 7 实验思考与拓展 9 实验中的问题与改进
-
2 实验原理 4 结果分析 6 实验讨论与改进 8 实验总结
1
实验目的
实验目的
本实验旨在学习 掌握碱性磷酸酶 的提取与鉴定方 法，了解其理化 性质及生物学意 义
2
实验原理
实验原理
该酶的理化性质及生物学意义，还锻炼了我们的实验操作技巧和处理生化样品的能力
2
通过实验，我们认识到碱性磷酸酶作为一种重要的生物酶，在生物体内发挥着参与物质代谢、能量转 化等重要生物学功能。此外，该酶在临床诊断、生物工程和环境监测等领域也具有广泛的应用价值
在实验过程中，我们需要注意实验细节和试剂的正确使用，以保证实验结果的准确性和可靠性。例如，
4
结果分析
结果分析
通过本实验，我们成功地提取并鉴 定了碱性磷酸酶
实验结果显示，该酶具有较高的活 性，且蛋白质浓度符合预期
通过本实验，我们掌握了碱性磷酸 酶的提取与鉴定方法，了解了其理 化性质及生物学意义
同时，实验过程中需要注意操作细 节和试剂的正确使用，以保证实验
结果的准确性和可靠性
5
实验结论
实验中的问题与改进
在实验过程中，我们可能会遇到一
01
些问题，例如提取的酶活性不高、
碱性磷酸酶的分离纯化实验报告
碱性磷酸酶的分离纯化实验报告实验报告：碱性磷酸酶的分离纯化引言：碱性磷酸酶是一种常见的酶类，在生物化学和生物工程领域有着重要的应用价值。
分离纯化碱性磷酸酶可以有效地提高其催化活性，从而更好地满足利用需求。
本实验旨在通过分离纯化的方法获得高纯度的碱性磷酸酶。
材料与方法：材料：1. 含有碱性磷酸酶的混合酶液；2. DEAE-纤维素离子交换柱；3. 带有荧光物质的酶学百科试剂盒；4. 透析膜。
方法：1. 将50 mL含有碱性磷酸酶的混合酶液，通过DEAE-纤维素离子交换柱进行分离纯化；2. 用PBS缓冲液洗涤纤维素柱，收集洗脱液以及洗脱后的洗脱液，测定酶活力；3. 分别将洗脱后的洗脱液和洗脱液透析入PBS缓冲液中；4. 用带有荧光物质的酶学百科试剂盒测定样品的酶活力。
结果：样品中碱性磷酸酶的活性经过分离纯化后得到了提高，相对活性提高了3倍以上。
同时，样品纯度也有了显著的提高。
分析和讨论：本实验通过离子交换柱和透析膜的方法，成功地分离和纯化了碱性磷酸酶。
实验中使用的DEAE-纤维素离子交换柱是一种较为成熟且常见的方法，具有操作简单、精度高等特点。
透析膜则可以更为彻底地去除不需要的杂质，进一步提高受体的纯度。
在实验结果中，我们发现酶的相对活性得以提高，这说明经过纯化后酶的质量得到了提高，可以进行更好地应用。
但同时，这样的分离纯化也存在一定的局限性，如纯度并没有达到100%，仍存在需进一步提高的空间。
结论：本实验成功地纯化和分离了碱性磷酸酶，提高了其相对活性，获得了具有实际应用需求的高纯度酶样品。
同时，在实际应用过程中，需要根据需求进行更为严格的纯化和分离，以满足更加精细化的需求。
碱性磷酸酶的提取
碱性磷酸酶的提取碱性磷酸酶的提取、分离纯化方案及采用的技术的原因，在分离纯化过程中怎样检测纯度一、碱性磷酸酶1、碱性磷酸酶的提取碱性磷酸酶（AKP或ALP）是一种底物特异性较低，在碱性条件下能水解多重磷酸单脂化合物的酶，需要镁和锰离子为激活剂。
AKP 具有磷酸基团转移活性，能将底物中的磷酸基团转移到另一个含有羟基的接受体上，如磷酸基团的接受体是水，则其作用就是水解。
·KP最适ＰＨ范围为８.６－１０，动物中AKP主要存在于小肠粘膜、肾、骨骼、肝脏和胎盘等组织的细胞膜上。
血清AKP主要来自肝，小部分来自骨骼。
AKP可从组织中分离纯化，也可以采用基因工程表达的方式获得：将碱性磷酸酶基因克隆到重组载体，转入宿主菌中进行重组表达，并从表达菌提取，并进行酶动力学分析。
2、碱性磷酸酶的分离纯化及采用的技术AKP分离纯化的方法与一般蛋白质的分离纯化方法相似，常用中性盐盐析法、电泳法、色谱法、有机溶剂沉淀法等方法分离纯化。
有时需要多种方法配合使用，才能得到高纯度的酶蛋白。
其中，用盐分级沉淀是一种应用非常广泛的方法。
由于硫酸铵在水中溶解度很大（20℃，每升可溶760克），并且对许多酶没有很大的影响，因此它是最常用的盐。
3、碱性磷酸酶的纯度检测酶的纯浓度越高酶的比活性也就越高。
根据国际酶学委员会规定，酶的比活性用每毫克蛋白质具有的酶活性来表示，单位（U/mg?pr）来表示。
因此，测定样品的比活性必须测定：a每毫升样品中的蛋白质毫克数；b每毫升样品中的酶活性单位数。
在蛋白质或酶的分离提取过程中由于酶蛋白容易变性而失活，为了获得较好的分离提取效果，在酶的制备过程中，每经一步处理，都需测定酶的活力和比活力。
唯有比活力提高较大，提纯步骤才有效。
二、设计实验本实验采用有机溶剂沉淀法从肝匀桨中分离纯化碱性磷酸酶(简称AKP)。
先用低浓度醋酸钠(低渗破模作用)制备肝匀浆。
醋酸镁则有保护和稳定AKP 的作用。
匀浆中加入正丁醇可使部分杂蛋白变性，释出膜中酶，过滤后，以去除杂蛋白。
设计碱性磷酸酶的提取、分离纯化方案
AKP纯化程度鉴定
• 纯化程度用酶的比活性反应。
• 酶比活性是指单位浓度的酶蛋白样品中的酶活性。
碱性磷酸酶的活性测定 磷酸笨二钠法
• 在pH10环境中，AKP催化磷酸苯二钠水解生成苯酚和磷酸 氢二钠，苯酚与4-氨基安替比林反应生成色素原，该色素 原经铁氰化钾氧化生成红色醌亚衍生物。
• 测定红色衍生物的吸光度就可以计算酶活性的大小。
离子交换层析法的原理
• 阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的 高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的磺酸集 团带有负电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有 亲水性。 • 由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分 子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作 用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子 因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
实验原理
1. 动物肝脏中含有丰富的碱性磷酸酶（AKP）。 2. 在正丁醇中脂类不溶而蛋白质溶解，可以借此除 去与酶结合的脂类（酶也是蛋白质）。 3. 有机溶剂分步沉淀法纯化
有机沉淀法
• 实验采用有机溶剂分步沉淀法,从兔肝中提取碱性 磷酸酶. AKP溶于30%乙醇或33%丙酮。但在60%的乙醇 或50%丙酮中则形成沉淀。通过离心可以使AKP和 其他蛋白分离，从而得到纯化。 反复进行纯化的操作，可以获得较高纯度的AKP。
滤液中加入等体积的冷丙酮，立即混匀后离心 2000r/min5min，弃去上清液。在沉淀中加入0.5mol/L 醋酸镁2mL用玻棒充分搅拌使其溶解，记录溶液体积。
立即混匀后使用台式低速离心机离心 5min(2000 r/min)，弃上清液。
向沉淀中加入4.0mL0．5mol/L 醋酸镁溶液， 充分搅拌使其溶解，同时记录悬液体积向上清 液中加入95％冷乙醇，使乙醇终浓度达60％， 混匀后立即离心5min(2500r/min)，弃上清。 向沉淀中加入4．0m1 0.0lmol/L 醋酸镁一 0.01mol/L 酸酸钠溶液，充分搅拌，使其溶解。 向上余悬液中逐滴加入冷丙酮，使丙酮终浓度 达33％，混匀后离心5min(2000r/min)，弃去 沉淀
碱性磷酸酶的分离纯化
碱性磷酸酶的分离纯化碱性磷酸酶的分离纯化、⽐活性测定与定⼒学分析⼀、实验原理(⼀)碱性磷酸酶的分离纯化、⽐活性测定1.机械破碎法制备肝匀浆低浓度⼄酸钠：低渗破膜低浓度⼄酸镁：保护和稳定AKP2.有机溶剂沉淀法分离纯化AKP加⼊不同有机溶剂重复离⼼正丁醇：沉淀部分除AKP的蛋⽩质33%丙酮、30%⼄醇：溶解AKP50%丙酮、60%⼄醇：沉淀AKP3.⽐活性的定义＊单位重量的蛋⽩质样品中所含的酶活性单位。
＊通常⽤每毫克蛋⽩质具有的酶活性单位来表⽰。
＊⽤以鉴定酶的纯化程度，是酶提取与纯化成功与否的评价指标之⼀。
4.测定样品的⽐活性必须测定：＊每毫升样品中的酶活性单位数。
＊每毫升样品中的蛋⽩质毫克数。
5.磷酸苯⼆钠法测定碱性磷酸酶活性测定AKP 4-氨基安替⽐林＊磷酸苯⼆钠→→酚→→→→醌衍⽣物（红⾊）铁氰化钾↓根据红⾊的深浅⽤⽐⾊法测定酚的含量。
＊37℃保温15分钟产⽣1mg酚者为1个酶活性单位。
(⼆)底物浓度对AKP活性的影响K m 即为⽶⽒常数，V max为最⼤反应速度＊上式表⽰,⽶⽒常数是反应速度为最⼤值的⼀半时的底物浓度。
因此,⽶⽒常数的单位为mol/L。
当反应速度等于最⼤速度⼀半时,即V= 1/2 V max, K m = [S] ＊吸光度表⽰不同底物浓度时的酶反应速度。
以吸光度的倒数作纵坐标，以底物浓度的倒数作横坐标，按Lineweaver-Burk作图法求出Km 值。
双倒数作图法（三）PH对AKP活性的影响酶的催化活性与环境pH有密切关系，通常各种酶只在⼀定pH范围内才具有活性，酶活性最⾼时的pH，称为酶的最适pH，⾼于或低于此pH时酶的活性都逐渐降低。
不同酶的最适pH不同。
酶的最适pH不是⼀个特征性的物理常数，对于⼀个酶，其最适pH因缓冲液和底物的性质不同⽽有差异。
（四）温度对AKP活性的影响酶的催化作⽤受温度的影响很⼤，⼀⽅⾯与⼀般化学反应⼀样，提⾼温度可以增加酶促反应的速度。
通常温度每升⾼10℃，反应速度加快⼀倍左右，最后反应速度达到最⼤值。
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AKP纯化程度鉴定
• 纯化程度用酶的比活ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ反应。
• 酶比活性是指单位浓度的酶蛋白样品中的酶活性。
碱性磷酸酶的活性测定 磷酸笨二钠法
• 在pH10环境中，AKP催化磷酸苯二钠水解生成苯酚和磷酸 氢二钠，苯酚与4-氨基安替比林反应生成色素原，该色素 原经铁氰化钾氧化生成红色醌亚衍生物。
• 测定红色衍生物的吸光度就可以计算酶活性的大小。
设计碱性磷酸酶的提取、分离纯化 方案及采用每种技术的原因， 在分 离纯化过程中怎样检测纯度？
PPT制作：颜佩妮
PPT演讲：朱泉剑
资料收集：吴倩艳、宋琴琴
目录
碱性磷酸酶的概念
碱性磷酸酶的提取、分离、纯化 碱性磷酸酶的纯化程度鉴定
碱性磷酸酶提取、分离纯化时采用的各种技术 的原因
碱性磷酸酶的概念
碱性磷酸酶是动物和微生物界普遍 存在的一种含锌酶，它在物质代谢中 起着重要的作用。碱性磷酸酶能催化 几乎所有的磷酸单酯进行水解，产生 无机磷和相应的醇、酚或精，但却不 能水解磷酸H酿类 碱性磷酸酶广泛分布于人体各内 脏器官中，其中以肝脏为最多其次为 肾脏，骨骼、肠、和胎盘等组织。在 碱性条件下能水解多重磷酸单脂化合 物的酶，需要镁和锰离子为激活剂。
离子交换层析法的原理
• 阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的 高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的磺酸集 团带有负电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有 亲水性。 • 由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分 子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作 用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子 因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
常用的有机溶剂
• 乙醇:沉析作用强，挥发性适中，无毒常用于蛋白 质、核酸、多糖等生物大分子的沉析. • 丙酮:沉析作用更强，用量省，但毒性大，应用范 围不广. • 正丁醇:能去除与pro结合的脂类物质，使pro溶解 在溶液中.
分离纯化 AKP步骤
称取新鲜兔肝（可使用猪肝）2g。
将1g新鲜兔肝置于70℃冰箱进行预先冷冻处理后取 出，置于玻璃匀浆器内。加入0.01mol/L醋酸镁、 0.01mol/L醋酸钠混合溶液3mL，充分研磨至糊状。
实验原理
1. 动物肝脏中含有丰富的碱性磷酸酶（AKP）。 2. 在正丁醇中脂类不溶而蛋白质溶解，可以借此除 去与酶结合的脂类（酶也是蛋白质）。 3. 有机溶剂分步沉淀法纯化
有机沉淀法
• 实验采用有机溶剂分步沉淀法,从兔肝中提取碱性 磷酸酶. AKP溶于30%乙醇或33%丙酮。但在60%的乙醇 或50%丙酮中则形成沉淀。通过离心可以使AKP和 其他蛋白分离，从而得到纯化。 反复进行纯化的操作，可以获得较高纯度的AKP。
将匀浆液倒入刻度离心 管中，使用4ml上述混 合缓冲液冲洗研磨器具， 将冲洗液一并转入离心 管。离心管一定要置于 冰块保护下，以后各个 步骤也要注意保持低温。
加1mL正丁醇于匀浆原液中，用玻棒充分搅匀， 然后放置冰浴中20min。用滤纸过滤，滤液置于另 一支刻度离心管中。
过滤，滤液也要冰块保护
AKP的蛋白含量测定BCA法则
碱性 BCA试剂 • 蛋白质+Cu 2＋ Cu＋ 紫色化合物 • 利用分光光度计测吸光度 • 设计标准曲线计算蛋白质含量
• 1、AKP比活性：
每ml制剂中AKP活性单位数（U）
• AKP比活性（U/mg）=
每ml制剂中蛋白质含量（mg）
• 2、纯化倍数
• 纯化倍数 =
每一制剂AKP比活性（U/mg）
溶液A制剂AKP比活性（U/mg）
碱性磷酸酶提取、分离纯化时采用的各种技 术的原因
• 通过低温预冷处理有机溶剂分级提取兔肝碱性磷 酸酶，结合SDS PAGE法检测纯化结果。对酶的比 活力测定中蛋白定量经过对Bradford法和Folin Lowry法进行比较发现Folin Lowry法在本样品体系 中灵敏度高、抗干扰能力强，适合采用此法进行 蛋白含量测定。 • 盐分级沉淀是一种应用非常广泛的方法。由于硫 酸铵在水中溶解度很大（20℃，每升可溶760克）， 并且对许多酶没有很大的影响，因此它是最常用 的盐。福林-酚试剂显色法用来测定蛋白质浓度。
滤液中加入等体积的冷丙酮，立即混匀后离心 2000r/min5min，弃去上清液。在沉淀中加入0.5mol/L 醋酸镁2mL用玻棒充分搅拌使其溶解，记录溶液体积。
立即混匀后使用台式低速离心机离心 5min(2000 r/min)，弃上清液。
向沉淀中加入4.0mL0．5mol/L 醋酸镁溶液， 充分搅拌使其溶解，同时记录悬液体积向上清 液中加入95％冷乙醇，使乙醇终浓度达60％， 混匀后立即离心5min(2500r/min)，弃上清。 向沉淀中加入4．0m1 0.0lmol/L 醋酸镁一 0.01mol/L 酸酸钠溶液，充分搅拌，使其溶解。 向上余悬液中逐滴加入冷丙酮，使丙酮终浓度 达33％，混匀后离心5min(2000r/min)，弃去 沉淀