蛋白质纯化方法PPT课件
蛋白质分离技术全ppt课件

蛋白质 的分离与纯化
一、 引言
二、 蛋白质(酶)分 离纯化的前处理三、蛋白质(酶来自分离 与纯化四、层析技术
五、电泳技术
六、离心技术
1
一、 引言
• 蛋白质(酶)存在于一切生物体中,是 非常重要的生物大分子。蛋白质是生物 功能的执行者,担负着生物催化、物质 运输、运动、防御、调控及记忆、识别 等多种生理功能。
化膜,暴露出疏水区域,同时又中和了电荷, 破坏了亲水溶胶,蛋白质分子即聚集而形成沉 淀。
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Salting-in
Salting-out
溶 解 度
盐浓度
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水化膜
++ + +
碱
+
+
++ +
酸
带正电荷蛋白质 (亲水胶体)
脱水
水化膜 碱
酸
等点电时的蛋白质 (亲水胶体)
脱水
带负电荷蛋白质 (亲水胶体)
脱水
• 盐析法应用最广的还是在蛋白质领域,已有八 十多年的历史,其突出的优点是:
• ①成本低,不需要特别昂贵的设备。 • ②操作简单、安全。 • ③对许多生物活性物质具有稳定作用。
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⑴ 盐析的基本原理
• 蛋白质溶液为亲水溶胶体系,其稳定因素:水 化膜和电荷。
• 中性盐的亲水性大于蛋白质分子的亲水性。 • 加入大量中性盐后,夺走了水分子,破坏了水
• 3) 酶解法:利用各种水解酶,如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛 酶和酯酶等,于37℃,pH8,处理15分钟,可以专一性地将 细胞壁分解。
• 4) 有机溶剂处理法:利用氯仿、甲苯、丙酮等脂溶性溶剂或 SDS(十二烷基硫酸钠)等表面活性剂处理细胞,可将细胞 膜溶解,从而使细胞破裂,此法也可以与研磨法联合使用。
蛋白纯化课件ppt

5. 收集洗脱液并进行检测,确 定蛋白质的纯度和浓度。
6. 对实验结果进行分析和总结 。
实验操作流程
实验前准备
确保实验器材和试剂 的清洁和完好,准备 好实验记录本。
样品处理
将蛋白质样品加入离 心机中进行离心分离 ,收集上清液。
层析分离
使用注射器将上清液 注入层析柱中,根据 蛋白质的性质选择合 适的洗脱液进行洗脱 。
3
食品加工技术优化
研究食品加工过程中蛋白质的变化和作用,优化 加工工艺。
环境监测领域
污染物的生物标志物
纯化特定环境污染物结合的蛋白,作为污染物存在的生物 标志物。
生态毒理学研究
纯化环境中的毒性蛋白,研究其对生态系统的影响和作用 机制。
生态修复与治理
利用纯化的微生物降解酶,研究环境修复和治理的新方法 。
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应用
凝胶过滤法常用于分离纯化蛋白质、 酶、核酸等生物大分子,尤其适用于 分离分子量相近的蛋白质或多肽。
CHAPTER 03
蛋白纯化的步骤
样品准备
样品来源
选择合适的生物样品,如 细胞、组织或培养液,确 保样品中目标蛋白的含量 较高。
细胞破碎
采用物理或化学方法破碎 细胞,释放细胞内的蛋白 质。
去除杂质
通过离心、过滤等方法去 除细胞碎片、颗粒物等杂 质。
粗分离
离心分离
根据蛋白质的密度和大小差异,采用离心法 进行初步分离。
沉淀与溶解
通过调节溶液的pH值、离子强度或添加有机溶剂, 使蛋白质沉淀,再通过溶解将蛋白质重新溶解在适 宜的缓冲液中。
凝胶电泳分离
利用电泳技术将蛋白质在凝胶上进行分离, 根据蛋白质的电荷和大小进行分离。
蛋白质的分离纯化.ppt

logMr
三、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 法测定相对分子质量
聚丙烯酰胺凝胶电泳,(简称PAGE),也称 圆盘电泳,它以聚丙烯酰胺凝胶(单体丙烯 酰胺Arc和交联剂甲叉双丙烯酰胺Bis共聚而 成)为支持物 。
蛋白质颗粒在各种介质中电泳时,它的迁移率
决定于它所带的电荷以及分子大小和形状(电 荷效应、分子筛效应)。
v =沉降速度(dx/dt)
s
=
—ω—v2x——
ω=离心机转子角速度(弧度/s) x =蛋白质界面中点与转子中心的
距离(cm)
沉降系数的单位常用S,1S=1×10-13(s)
蛋白质分子量(M)与沉降系数(s)的关系
M = —D—(—1R-—TsV—ρ)—
R—气体常数(8.314×107ergs·mol -1 ·度-1) T—绝对温度 D—扩散常数(蛋白质分子量很大,离心机 转速很快,则忽略不计) V—蛋白质的微分比容(m3·g-1) ρ—溶剂密度(20℃,g·ml-1) s—沉降系数
二、凝胶过滤法测定相对分子质量
凝胶过滤原理
分子筛色谱 (凝胶过滤)
利用Andrews的实验经验式:
logMr = a/b—Ve/bVo
Ve(elution volume)为某一溶质组分的洗脱 体积。它是自加样品开始到该组分的洗脱峰 (峰顶)出现时所流出的体积。
V0 (outer volume)为外水体积,即存在于柱床 中凝胶珠外孔隙的水相体积。测定出不能被 凝胶滞留的大分子溶质如蓝色葡聚糖—2000 的洗脱体积可以决定V0。
在强烈沉淀条件下,不仅破坏了蛋白质 胶体溶液的稳定性,而且也破坏了蛋白 质的结构和性质,产生的蛋白质沉淀不 可能再重新溶解于水。
由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性 质的变化,所以又称为变性沉淀。
蛋白表达及纯化PPT课件

萃取法
液-液萃取法
利用两种不混溶的溶剂,将目标蛋白 质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中 。
反胶团萃取法
利用反胶团形成的微环境,选择性分 离和纯化蛋白质。
色谱法
凝胶色谱法
利用凝胶介质对不同大小的蛋白质颗粒的分离作用,将目标蛋白质与其他杂质 分离开。
离子交换色谱法
利用离子交换剂对不同带电状态的蛋白质的吸附作用,将其与其他蛋白质分离 开。
亲和层析
利用基因工程改造的蛋白质分 子上的特定标签与固相载体上 的配体结合进行分离纯化。常 用的亲和层析包括His-tag亲 和层析、GST亲和层析等。
离子交换层析和凝胶过滤 层析
与抗体药物的纯化类似,离子 交换层析和凝胶过滤层析也可 用于重组蛋白药物的进一步纯 化和精制。
蛋白质相互作用研究中的纯化应用
02
蛋白纯化方法
沉淀法
盐析法
通过加入高浓度的盐溶 液,改变蛋白质的溶解
度使其沉淀下来。
有机溶剂沉淀法
利用有机溶剂降低蛋白 质溶解度的原理,使其
沉淀。
聚合物沉淀法
利用聚合物与蛋白质的 相互作用,使蛋白质沉
淀。
低温沉淀法
在低温条件下,通过改 变蛋白质的溶解度使其
沉淀。
离心法
差速离心法
通过逐渐增加离心力,将 不同大小的蛋白质颗粒分 离开。
扩展床吸附技术
将大颗粒的介质填充于柱中,使流动相能够通过吸附作用去 除杂质,提高纯化效果。
集成化与自动化技术
集成化分离系统
将多个分离步骤集成在一个系统中, 实现连续的分离纯化,提高生产效率。
自动化控制技术
通过自动化控制系统,实现分离纯化 的全流程监控和自动调节,减少人为 误差和操作时间。
蛋白纯化技术简介课件

蛋白纯化技术简介课件CATALOGUE目录•蛋白纯化技术概述•蛋白纯化技术方法•蛋白纯化步骤与流程•蛋白纯化技术挑战与解决方案•蛋白纯化技术展望与发展趋势•蛋白纯化技术案例分析CATALOGUE蛋白纯化技术概述蛋白纯化目的蛋白纯化的定义与目的各种方法基于不同的物理或化学原理,如电荷分布、分子大小、特异性结合等,实现对蛋白质的分离与纯化。
蛋白纯化技术的分类与原理原理分类蛋白纯化技术的应用领域01020304生物化学研究临床诊断制药工业食品工业CATALOGUE蛋白纯化技术方法应用盐析法在蛋白纯化中应用广泛,适用于大多数蛋白质的纯化。
原理盐析法主要是利用蛋白质在低盐浓度时溶解度降低,高盐浓度时溶解度升高的特性,通过在中间盐浓度时加热或静置,使溶解度降低的蛋白质析出。
优缺点盐析法操作简单,成本低,但有时会造成蛋白质的变性,影响其生物活性。
盐析法原理凝胶色谱法主要用于蛋白质分子量的分离和纯化。
应用优缺点原理应用优缺点030201原理应用优缺点电泳法原理应用优缺点膜分离法CATALOGUE蛋白纯化步骤与流程初步分离缓冲液置换细胞破碎粗分离阶段03疏水相互作用色谱01亲和色谱02离子交换色谱精细分离阶段质谱分析HPLC分析SDS-PAGE电泳纯度检测与鉴定阶段CATALOGUE蛋白纯化技术挑战与解决方案1 2 3亲和色谱法离子交换色谱法凝胶过滤色谱法杂蛋白的去除选择合适的纯化方法根据蛋白的性质和纯化要求,选择适合的纯化方法,以尽可能提高目标蛋白的回收率。
优化实验条件对实验条件进行优化,如pH值、温度、离子强度等,以提高目标蛋白的回收率。
多次纯化将纯化过程分为多个步骤,每个步骤针对不同的杂质进行去除,从而提高目标蛋白的回收率。
目标蛋白的回收率添加保护剂避免剧烈操作低温操作蛋白的稳定性与活性保持CATALOGUE蛋白纯化技术展望与发展趋势纳米材料新型介质新材料与技术的发展集成化自动化集成化与自动化技术进步生物药物研发蛋白纯化技术在生物药物研发中具有重要作用。
蛋白质的分离纯化ppt课件

质 ►每一个蛋白质分子都因为结合了许多
的 纯 化 方 法
的SDS而带有大量的负电荷,而蛋白 质分子原有的电荷则可以忽略。该法 主要利用了蛋白质分子量大小不同而 分离蛋白质。
►用已知分子量的蛋白质作为标准,则
可以估算出不同蛋白质的分子量。
等电聚焦
►将两性电解质(eg:pH3-9,pH5-7)
同蛋白质样品一起加入到已经灌好
►亚基个数的测定:采用SDS聚丙烯 酰胺凝胶电泳方法测定。
也可人工合成。根据网孔不同可制成不同规格。 ► 具备条件:1惰性,2水不溶性,3能高度水化。 ► 常用分子筛:
葡聚糖凝胶(Sephadex)
型号:G200、 G150、 G100、 G75、 G50、 G25、 G15 分离大蛋白质、小蛋白质,除盐
琼脂糖凝胶(瑞典Sepharose、美国Bio-GelA)
塑料离心 管
大分
子
4%
量
由
8%
小
12 蔗糖浓度
%16 %
—————
%20
% 蔗糖密度梯度
(介质还可用:氯化铯、甘油等)
电泳法
► 类型:பைடு நூலகம்、区带电泳 纸电泳、醋酸纤维素薄膜电泳、粉末电泳、
细丝电泳、凝胶电泳。 凝胶电泳包括:琼脂糖凝胶、淀粉凝胶、硅
胶凝胶、聚丙烯酰胺凝胶。 聚丙烯酰胺凝胶包括:垂直板电泳、盘状电
2、改变了蛋白质单体分子的构象,不同蛋白 质的SDS复合物的短轴长度都相同,长轴长度随其分 子量的大小成正比变化。
SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳
► 由于不同蛋白质的SDS复合物具有相同的荷质 比,并具有相似的构象,因而有如下公式:
lgM=K1—K2μR
(K1、K2为常数,μR为相对迁移率)
《蛋白质分离纯化》PPT课件

当含有待纯化的蛋白质溶液通过层析柱时,该蛋 白质即与配基发生特异性结合而被吸附在层析柱 上,而其它蛋白质那么流出柱外。被特异性结合 在层析柱上的蛋白质,可以用适当的配体洗脱液 洗脱。
发生改变时,蛋白质会发生沉淀作用 (Precipitation)。
的 纯 化
因为蛋白质分子量大小不同、外表所代 电荷不同、外表的亲水和疏水区域不同,
方 所以可以通过可逆沉淀法将蛋白质别离
法 出来。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
沉淀法具有局部纯化、浓缩特点。
盐析
蛋 白
蛋白质在高浓度的中性盐溶液中,由于水 化层被破坏和外表电荷被中和,容易发生
五、 蛋白质含量的测定
定氮法:灵敏度较低 双羧脲法:样品量0.2-1.7mg/L Folin-Lowry法:在碱性条件下磷钼酸、磷
钨酸混合试剂与酪氨酸上的酚发生反响,生成 蓝色化合物,将其与双羧脲法结合起来,蛋白 质形成两种颜色的混合物老绿色,在650nm 具有特定的吸收。灵敏度较高25g250g/ml.
6000转/分 2-3万转/分 3万转/分
2.沉降系数〔S〕概念
沉降系数〔S〕
生物大分子在单位离心力场作用下的沉降速度称为沉 降系数。即沉降系数是微颗粒在离心力场的作用下,从 静止状态到达极限速度所需要的时间。其单位用 Svedberg,即S表示,S=1×10-13秒。
沉降系数〔S〕与分子量〔M〕的关系 Svederg方程: M = RTS D(1-)
中移动的速度〔v〕取决于电场强度(E),所带
的净电荷(q)以及与介质的摩擦系数(f)。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法
蛋白质分离纯化技术ppt课件

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紫外分光光度法测定蛋白质含量的 实验原理
1.蛋白质分子中,酪氨酸和色氨酸残基含有共轭双键, 使蛋白质具有吸收近紫外光的性质。吸收高峰在280nm 处,其吸光度(即光密度值)与蛋白质含量成正比。
2.蛋白质溶液在238nm的光吸收值与肽键含量成正比。 利用一定波长下,蛋白质溶液的光吸收值与蛋白质浓 度的正比关系,可以进行蛋白质含量的测定。
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考马斯亮兰G-250
实验原理:考马斯亮兰G-250染料,在酸性溶液中与蛋白 质结合,使染料的最大吸收峰的位置(max),由465nm变为 595nm,溶液的颜色也由棕黑色变为兰色。经研究认为, 染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸(特别是精氨酸和赖
氨酸)和芳香族氨基酸残基相结合。 在595nm下测定的吸光度值A595,与蛋白质浓度成正比。
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6
测定分两步:
① 用沸浓硫酸消化,并以硫酸铜为催化剂,使碳、氢分 别以二氧化碳及水蒸汽形态逸去,而氮转为铵盐。此 过程需时较长,可达数小时。
② 加碱,并将氨自碱液中蒸至标准酸液中,测定中和氨 所消耗的酸量,计算出样品中含氮量,再乘以6.25 (经验平均值),则得蛋白质含量。
.
7
反应:以甘氨酸为例
测定时,将待测蛋白质溶液倒入石英比色皿中,用配制蛋白质溶液的溶 剂(水或缓冲液)作空白对照,在紫外分光度计上直接读取280nm的吸光度 值A280。蛋白质浓度可控制在0.1~ 1.0mg/ml左右。通常用1cm光径的标准 石英比色皿,盛有浓度为1mg/ml的蛋白质溶液时,A280约为1.0左右。由此 可立即计算出蛋白质的大致浓度。
(二)Folin-酚试剂法(Lowry法)
实验原理:蛋白质中的肽键在碱性条件下与Cu2+反 应,生产紫红色蛋白质-Cu2+复合物,这一复合物 中的氨基酸残基(主要是酪氨酸、色氨酸、半胱 氨酸)还原Folin—酚试剂中的磷钼酸盐-磷钨酸 盐,产生钼兰和钨兰复合物的深兰色(745750nm),颜色的深浅与蛋白质的浓度成正比。
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连 续 电 泳
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几种常用的层析法
吸附层析 分配层析 离子交换层析 凝胶过滤层析 亲和层析
柱层析
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离子交换层析法
此法是利用离子交换树脂作为柱层析支持物, 将带有不同电荷的蛋白质进行分离的方法。
蛋 白 质 的
离子交换树脂可以分为阳离子交换纤维素,如 羧甲基纤维素(CM纤维素)等,阴离子交换 纤维素,如二乙基氨基乙基纤维素(DEAE纤 维素)等。
蛋
白
质 的 纯 化
在外加电场作用下,带电的蛋白质颗 粒在电场中移动的速度(v)取决于 电场强度(E),所带的净电荷(q),蛋
方 白质的分子量、分子形状以及与介质
法 的摩擦系数(f)。
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1
几种常用的电泳
纸电泳
醋酸纤维薄膜电泳
聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)
(可分为圆盘电泳和垂直平板电泳)
琼脂糖凝胶电泳
可以用适当的配体洗脱液洗脱。
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亲和层析法
常用的配基有抗体、抗原、激素或受体蛋 白、酶的底物和抑制剂等。层析柱载体为琼
蛋 脂糖凝胶等。 白 质 的 纯 化 方 法
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蛋白质纯度等的测定
纯度和分子量的测定:采用电泳 (如聚丙烯酰胺凝胶电泳)、分子 筛层析、高速离心、高效液相色谱 等技术测定。
用已知分子量的蛋白质作为标准,则
可以估算出不同蛋白质的分子量。
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5
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6
等电聚焦
将两性电解质(eg:pH3-9,pH5-7)
同蛋白质样品一起加入到已经灌好
蛋 白 质
的凝胶中,在电场下,两性电解质 首先达到它的等电点而平衡,蛋白
的 质样品根据它自身的等电点分别向
纯 化
两极移动,最后也达到平衡。
方 等电聚焦:这种按等电点的大小,生物
分子筛层析的工作原理
也叫凝胶过滤层析
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亲和层析法
这是一种高效分离纯化蛋白的方法。其原理 是不同的蛋白质分子对于固定化在载体上的
蛋 特殊配基具有不同的识别和结合能力。 白 选择与待纯化蛋白质具有特殊识别和结合作 质 用的配基,然后应用化学方法将该配基与载 的 体共价连接。将这种连接有配基的载体装入 纯 层析柱中,当含有待纯化的蛋白质溶液通过 化 层析柱时,该蛋白质即与配基发生特异性结 方 合而被吸附在层析柱上,而其它蛋白质则流 法 出柱外。被特异性结合在层析柱上的蛋白质,
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
等电聚焦(IEF)
双向电泳
.
2
聚丙烯酰胺凝胶电泳法 电影
聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)是利用
聚丙烯酰胺凝胶作为支持物的电泳法,
蛋 聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙稀酰胺和
白 质 的
交联剂甲叉双丙稀酰胺交联而成的多 孔网状凝胶。
纯 不连续PAGE有分离胶、浓缩胶和样
化 品胶。
方 法
PAGE分辨率很高。
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3
电泳过程
.
4
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法
SDS(十二烷基磺酸钠)是一种阴离
子型表面活性剂,它能够与蛋白质多
蛋 肽链中的氨基酸残基按大约1 1.4比 白 例结合。
质 每一个蛋白质分子都因为结合了许多
的 纯 化 方 法
的SDS而带有大量的负电荷,而蛋白 质分子原有的电荷则可以忽略。该法 主要利用了蛋白质分子量大小不同而 分离蛋白质。
用的介质是由交联葡萄糖、琼脂糖或
蛋 聚丙烯酰胺形成的凝胶珠。凝胶珠的
白 内部是多孔的网状结构。
质 的
Sephadex G10-G200(葡聚糖凝胶)
纯 Sepharose2B,4B,6B(琼脂糖凝胶)
化 方
Sephacryl S100,S200,S300,S400
法
(聚丙烯酰胺葡聚糖凝胶)
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14
纯 带正电荷多的蛋白质与纤维素结合较强,而
化 带正电荷少的蛋白质与纤维素结合则较弱。
方 用不同浓度的阳离子洗脱液,如NaCl溶液
法 进行梯度洗脱,通过Na+的离子交换作用,
可以将带有不同正电荷的蛋白质进行分离。
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离子交换层析法
蛋 白 质 的 纯 化 方 法
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13
凝胶过滤法
此法又称为分子筛层析。凝胶过滤所
等电点的测定:利用等电点时溶解 度最低或等电聚焦方法测定。
亚基个数的测定:采用SDS聚丙烯 酰胺凝胶电泳方法测定。
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18
Go Home
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19
个人观点供参考,欢迎讨论!
法 分子在pH梯度的某一相应位置上进行聚
焦的行为称等电聚焦。
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7
等电聚焦的特点就 在于它利用了一种 称为两性电解质载 体的物质在电场中 构成连续的pH梯度, 使蛋白质或其他具 有两性电解质性质 的样品进行聚焦, 从而达到分离、测 定和鉴定的目的。
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8
蛋白质双向电泳
银