蛋白质的研究方法与原理
简述几种测定蛋白质方法及原理
简述几种测定蛋白质方法及原理蛋白质是生物体内最重要的分子之一，其功能多种多样，涉及到生命的方方面面。
了解蛋白质的性质、结构和功能非常重要。
为了实现这一目标，科学家们开发了多种方法来测定蛋白质的存在和浓度，以及研究其结构和功能。
在本文中，我们将简要介绍几种常见的测定蛋白质方法及其原理。
一、低丰度蛋白质检测方法在复杂样品中，许多蛋白质的浓度很低，因此需要采用高灵敏度的方法进行检测。
以下是两种常见的低丰度蛋白质检测方法。
1. Western blotting方法Western blotting方法是一种常用的蛋白质检测方法，通过将蛋白质转移到固体支持体上，然后使用特异性抗体来探测目标蛋白质的存在。
这个方法的原理是在电泳分离后，将蛋白质转移到聚丙烯腈膜或硝酸纤维素膜上。
样品经过特异性抗体结合，最后通过酶标记二抗或荧光二抗来使目标蛋白质可见。
2. 质谱法质谱法是一种利用质谱仪测定蛋白质质量的方法。
这种方法的原理是将蛋白质分解成肽段，然后通过质谱仪测定这些肽段的物质质量。
质谱法可以提供非常准确和高灵敏度的蛋白质测定结果，适用于分析复杂样本中的低丰度蛋白质。
二、蛋白质浓度测定方法蛋白质的浓度是研究蛋白质的基础，因此准确测定蛋白质浓度非常重要。
以下是两种常见的蛋白质浓度测定方法。
1. 比色法比色法是一种通过测量某种化学试剂与蛋白质之间的化学反应来测定蛋白质浓度的方法。
布拉德福德比色法使用染料染色蛋白质产生吸光度，再根据标准曲线定量测定蛋白质浓度。
这种方法简单、快速且灵敏度较高，适用于大多数蛋白质样品。
2. BCA法BCA法是一种利用受体配合反应来测定蛋白质浓度的方法。
在这种方法中，受体配体（biotin-avidin 或biotin-streptavidin）与蛋白质中的特定残基（如组氨酸等）结合生成复合物，然后通过比色反应测定复合物的吸光度。
BCA法具有高灵敏度和较低的非特异性反应。
三、蛋白质结构分析方法蛋白质的结构直接影响其功能和性质，因此了解蛋白质的结构是非常重要的。
蛋白质分离原理及方法
蛋白质分离原理及方法蛋白质是生物体内重要的有机分子，具有多种功能，如酶催化、传递信号、结构支持等。
研究蛋白质的结构和功能对于理解生物体的生命活动具有重要意义。
而要研究蛋白质，首先要进行蛋白质的分离。
本文将介绍蛋白质分离的原理和方法。
一、蛋白质分离的原理蛋白质分离的原理是基于蛋白质的性质差异进行分离。
蛋白质的性质差异主要包括大小、电荷和亲疏水性等方面。
根据这些差异，可以利用不同的分离方法将蛋白质分离出来。
二、蛋白质分离的方法1. 凝胶电泳法凝胶电泳法是一种常用的蛋白质分离方法。
根据蛋白质的电荷差异和大小差异，将蛋白质分离在凝胶上。
常用的凝胶电泳方法有聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）等。
其中，SDS-PAGE可以将蛋白质按照分子量大小分离出来，而PAGE可以将蛋白质按照电荷差异分离出来。
2. 柱层析法柱层析法是一种根据蛋白质的亲疏水性进行分离的方法。
常用的柱层析方法有离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析等。
离子交换层析是利用离子交换剂的电荷与蛋白质的电荷相互作用，将蛋白质分离出来。
凝胶过滤层析则是根据蛋白质的大小差异将蛋白质分离出来。
亲和层析是利用蛋白质与特定配体之间的特异性结合，将蛋白质分离出来。
3. 离心法离心法是一种根据蛋白质的大小差异进行分离的方法。
通过调整离心速度和时间，可以将不同大小的蛋白质沉淀在不同位置，从而进行分离。
常用的离心方法有差速离心和密度梯度离心等。
4. 薄层析法薄层析法是一种简便快速的蛋白质分离方法。
将待分离的蛋白质样品涂在薄层析板上，然后将薄层析板浸入移液池中，利用毛细作用将样品分离出来。
常用的薄层析方法有等电聚焦薄层析和亲和薄层析等。
5. 免疫学方法免疫学方法是利用抗体与抗原的特异性结合进行蛋白质分离的方法。
通过将待分离的蛋白质与特异性抗体结合，然后利用抗体对蛋白质的识别，将蛋白质分离出来。
常用的免疫学方法有免疫沉淀和免疫层析等。
蛋白质分离的原理是基于蛋白质的性质差异进行分离，常用的分离方法有凝胶电泳法、柱层析法、离心法、薄层析法和免疫学方法等。
蛋白质含量的测定方法及原理
蛋白质含量的测定方法及原理蛋白质是生物体内一种重要的有机化合物，具有构建细胞结构、调节生理功能等重要作用。
因此，准确测定蛋白质的含量对于生物科学研究和临床诊断具有重要意义。
本文将介绍几种常用的蛋白质含量测定方法及其原理。
一、比色法比色法是一种常用的蛋白质含量测定方法，其原理是利用蛋白质与某些特定试剂形成显色物，根据显色物的光吸收特性来测定蛋白质的含量。
1. 低里氏法低里氏法是一种经典的蛋白质含量测定方法，其原理是利用试剂双硫苏三唑酮（DTNB）与蛋白质中的半胱氨酸残基反应产生黄色的二硫苏三唑，然后通过分光光度计测定其在412nm处的吸光度，根据标准曲线计算出蛋白质的含量。
2. 伯杰法伯杰法是一种基于酪蛋白与浊度试剂金霉素的显色反应来测定蛋白质含量的方法。
酪蛋白与金霉素结合形成沉淀，通过比色法测定沉淀的光吸收度，再根据标准曲线计算出蛋白质的含量。
3. 白蛋白-酷伊斯基（BCA）法BCA法是一种常用的高灵敏度蛋白质测定方法，其原理是在碱性条件下，蛋白质与BCA试剂中的铜离子络合生成紫色的离子螯合物，通过比色法测定在562nm处的光吸收度，再根据标准曲线计算出蛋白质的含量。
二、光谱法光谱法是一种基于蛋白质在特定波长下的吸收特性来测定蛋白质含量的方法。
1. 紫外吸收法紫外吸收法根据蛋白质中的芳香族氨基酸（如酪氨酸、酪氨酸和色氨酸）在紫外光区域（200-400nm）的吸收特性来测定蛋白质含量。
通过分光光度计测定蛋白质溶液在280nm处的吸光度，再根据标准曲线计算出蛋白质的含量。
2. 近红外光谱法近红外光谱法是一种无损、非破坏性的蛋白质含量测定方法，其原理是利用蛋白质溶液在近红外光区域（700-2500nm）的吸收特性与其含量之间的关系。
通过近红外光谱仪获取蛋白质溶液的光谱图像，然后利用化学计量学方法建立标准模型，通过光谱图像预测蛋白质的含量。
三、生化分析法生化分析法是一种利用生化技术和仪器设备来测定蛋白质含量的方法。
蛋白质含量的测定方法及原理
蛋白质含量的测定方法及原理蛋白质是生物体内重要的基础结构和功能分子，其含量的测定对于生物学和医学研究具有重要意义。
目前常用的蛋白质含量测定方法主要包括生物化学法、生物物理法和免疫学法等。
下面将对这几种方法的原理进行详细介绍。
1. 生物化学法：生物化学法通过酶促反应或化学反应，将蛋白质转化成可以测定的可溶物或在一定条件下呈现特定吸光度的产物，从而测定蛋白质的含量。
常用的生物化学法有Lowry法、Bradford法和BCA法。
(1) Lowry法：Lowry法是1969年由Lowry等人开发的一种蛋白质定量方法。
该方法利用蛋白质与Folin-Ciocalteu试剂在碱性条件下发生氧化反应，生成具有最大吸收峰的蓝色产物，通过测定产物的光密度与一系列标准溶液进行比较，来确定蛋白质的含量。
(2) Bradford法：Bradford法是Bradford于1976年提出的一种测定蛋白质含量的方法。
该方法基于蛋白质与染料(Coomassie Brilliant Blue G-250)之间的特异结合，蛋白质和染料形成一个蛋白质-染料复合物，该复合物的吸光度变化与蛋白质的浓度呈正相关。
通过测定复合物的光密度与一系列标准溶液进行比较，来确定蛋白质的含量。
(3) BCA法：BCA法是一种在碱性条件下，将蛋白质还原成具有强吸收的蓝色离子的方法。
BCA试剂(含有琥珀酸铜II配合物和增强剂)能与蛋白质中的酸性氨基酸残基(尤其是含有两个以上连续胺基的肽键)发生氧化还原反应，生成具有强吸收的蓝色离子。
利用光密度测定产生的蓝色离子与一系列标准溶液进行比较，即可确定蛋白质的含量。
2. 生物物理法：生物物理法是通过光学原理，利用蛋白质溶液对光的吸收、散射或旋光等性质进行测定，来间接推算蛋白质的含量。
常用的生物物理法有紫外吸收光谱法、比色法和荧光法等。
(1) 紫外吸收光谱法：紫外吸收光谱法是通过蛋白质在紫外光区域的吸收特性来测定蛋白质的含量。
蛋白质提取的方法和原理
蛋白质提取的方法和原理蛋白质提取是生物化学研究中一项非常重要的工作，它是通过化学或物理方法将目标蛋白质从混合物中提取出来，并获得纯度较高的蛋白样品。
蛋白质提取的方法和原理可以根据不同的需求和样本特点而有所区别，下面我将从样品处理、细胞破碎、蛋白质分离、纯化等方面详细介绍蛋白质提取的常用方法和原理。
一、样品处理样品的类型有很多，包括动物组织、细胞、血液等，每种样品的提取方法都有一定差异。
一般来说，细胞或组织样本在提取之前需要冷冻保存，并进行快速破碎以避免蛋白质降解。
对于血液样本，需要血样离心分离血浆或红细胞，再进行提取。
二、细胞破碎细胞破碎是蛋白质提取的关键步骤，目的是破坏细胞膜和细胞器，并释放蛋白质。
常见的细胞破碎方法有机械破碎、超声波破碎和化学法。
1. 机械破碎机械破碎是最常用的细胞破碎方法之一，可以通过碾磨、研磨、切割等方式破坏细胞。
例如，将样品置于液氮中冷冻后，使用研钵和研杵进行研磨，将细胞研磨成粉末状。
2. 超声波破碎超声波破碎是利用高频高能量的超声波震荡来破碎细胞，通常是在冷冻样品和显微量水中进行。
超声波的震荡可以高效破坏细胞和细胞器，并释放蛋白质。
3. 化学法化学法通常是通过加入化学试剂来破坏细胞。
例如，使用洗涤剂（如SDS、Triton X-100）可以溶解细胞膜，释放细胞内的蛋白质。
三、蛋白质分离蛋白质提取后，需要对蛋白质进行分离，去除杂质和其他成分。
1. 离心离心是最常用的蛋白质分离方法之一，通过不同速度的离心来分离蛋白质。
一般来说，较重的细胞碎片、细胞器和沉淀物会沉积在离心管的底部，而较轻的蛋白质上清液则在上方。
2. 电泳电泳是利用电场将带电蛋白质分离的技术。
常见的电泳方法有SDS-PAGE和凝胶过滤层析等。
SDS-PAGE可以根据蛋白质的大小和电荷来分离，凝胶过滤层析则可以根据蛋白质的分子量和渗透性进行分离。
四、蛋白质纯化蛋白质分离后，还需要进行纯化以获得较高纯度的蛋白样品。
蛋白质鉴定方法的原理
蛋白质鉴定方法的原理引言：蛋白质是生物体内最基本且重要的分子之一，它们参与了多种生物过程，如信号传导、酶催化和结构维持等。
为了研究蛋白质的性质和功能，科学家们需要准确地鉴定和定量蛋白质。
本文将介绍几种常用的蛋白质鉴定方法的原理。
一、SDS-PAGE电泳法SDS-PAGE（聚丙烯酰胺凝胶电泳）是一种常用的蛋白质分离和鉴定方法。
它基于蛋白质在电场中的迁移速度与其分子量成反比的原理。
在这种方法中，蛋白质样品首先与SDS（十二烷基硫酸钠）反应，使蛋白质获得负电荷，并且在凝胶中被分离成不同的带状。
然后，通过电泳，蛋白质在凝胶中移动，最终形成一条分离的蛋白质带。
二、Western blotting法Western blotting（免疫印迹）是一种常用的蛋白质鉴定方法，它可以检测特定蛋白质在复杂混合物中的存在与否，并确定其分子量。
该方法基于蛋白质分子的特异性结合能力。
首先，蛋白质样品经过SDS-PAGE分离，然后将蛋白质转移到聚合物膜上。
接下来，在膜上进行免疫反应，使用特异性抗体与目标蛋白质结合。
最后，通过添加底物使特定蛋白质产生可见的信号。
三、质谱法质谱法是一种高效的蛋白质鉴定方法，可以准确地测定蛋白质的分子量、氨基酸序列和修饰等信息。
质谱法基于蛋白质在质谱仪中的离子化原理。
首先，蛋白质样品经过胰蛋白酶消化，产生多肽片段。
然后，这些片段通过质谱仪离子化，并在质谱图中生成特定的质荷比。
最后，通过与数据库中的质谱图进行比对，可以确定蛋白质的氨基酸序列和修饰信息。
四、荧光染色法荧光染色法是一种常用的蛋白质鉴定方法，通过荧光探针与蛋白质结合，产生特定的荧光信号来实现蛋白质的检测。
荧光染色法基于荧光分子与蛋白质的非共价相互作用。
常用的荧光染色剂有SYPRO Orange、SYPRO Red和SYPRO Ruby等。
这些染色剂可以与蛋白质结合，并在荧光光谱中产生独特的峰值。
通过测定样品的荧光信号强度，可以定量和鉴定蛋白质。
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。
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这样经过SDS变性的蛋白质在电场中完全按大小分离开。
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非离子去污剂：
相对温和，一般不会使蛋白质变性。只是将蛋白质 分子从膜上溶解下来而已。
➢当[去污剂]＜其CMC值的时候，去污剂分子与膜蛋 白表面的疏水区域结合，使蛋白质在水溶液中溶解 而不聚集。 ➢当[去污剂]≧其CMC值的时候，去污剂分子将与膜 磷脂一起形成混合微团，膜蛋白以整合在微团中的 形式存在。
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细胞碎片的去除——离心( centrifugation)
原理：悬浮在溶液中的两个或多个不同质量或密度 的颗粒（如细胞、细胞器、大分子复合体、或分子 等）沉降到试管的底部的速度是不一样的，质 量越大、或密度越高沉降的速度越快。
沉淀：固体性的细胞碎片和细胞器沉降到离心管的 底部形成；
蛋白质颗粒表面有一层水膜，也称水化层。水化层 的存在使蛋白质颗粒相互隔开，不会聚集成大颗粒 而沉淀。
蛋白质有两性解离性质。如果溶液的PH值偏离了PI， 所有分子都带相同电荷，又会进一步增进它们的分 散能力。
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等电点（PI）：
1.能破坏蛋白质分子水化作用 2.是减弱分子间同性相斥作用的因子
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制备过程中注意事项：
要求自始至终保持在天然状态
• 避免一切过激因素如：过酸或过碱，高温， 重金属等的影响。
2. 通常都在低温条件下操作。
3. 尽可能使样品中蛋白质的浓度维持在较高
水平。
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蛋白质的研究方法
蛋白质的研究方法蛋白质是生物体中非常重要的生物分子，研究蛋白质有助于了解其功能、结构和相互作用等方面的信息。
为了研究蛋白质，科学家们发展了许多方法和技术。
本文将介绍一些常用的蛋白质研究方法。
1. 分离和纯化蛋白质通常与其他生物分子混合存在，因此首先需要将其从混合物中分离出来。
分离和纯化蛋白质的常用方法包括盐析、凝胶过滤、离心、电泳和亲和层析等。
这些方法利用蛋白质的理化性质，如电荷、大小、溶解度等，进行分离和纯化。
2. 免疫学技术免疫学技术用于检测、鉴定和定量蛋白质。
常见的免疫学方法包括免疫印迹、免疫组织化学、免疫沉淀和流式细胞术等。
这些方法利用抗体与特定蛋白质结合的特异性，来检测和分析蛋白质。
3. 质谱分析质谱分析是一种高分辨率的分析技术，可用于确定蛋白质的质量、序列、结构和修饰情况等。
常用的质谱方法包括质谱仪、飞行时间质谱、串联质谱和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）等。
这些技术通过将蛋白质分子分离和离子化，测量其质量和离子信号，来分析蛋白质的性质。
4. 核磁共振核磁共振（NMR）是一种能够测量蛋白质在溶液中的空间结构和动力学特性的方法。
通过测量核自旋的相对位置和取向，可以确定蛋白质的三维结构和分析其与其他分子的相互作用。
NMR在研究蛋白质结构、构象变化和动力学等方面具有重要的应用价值。
5. X射线晶体学X射线晶体学是一种通过蛋白质晶体对入射的X射线进行衍射来确定蛋白质三维结构的方法。
这种方法需要制备蛋白质的晶体，并使用X射线衍射仪测量晶体的衍射图样。
通过分析衍射图样，可以推导出蛋白质的原子级别结构信息。
6. 生物物理化学方法生物物理化学方法用于研究蛋白质的结构和功能。
常见的方法包括荧光光谱、红外光谱、圆二色谱、散射和色谱等。
这些方法利用光学、电磁和物理学原理，测量蛋白质的光学性质、构象特征和相互作用等信息。
7. 基因工程和结构预测基因工程技术用于构建和表达蛋白质的基因，以大规模生产蛋白质。
蛋白质的研究方法与原理
蛋白质的免疫检测
总结词
免疫检测是利用抗体与抗原的特异性结合来检测蛋白质的技术。它具有高灵敏度、高特 异性和操作简便等优点。
详细描述
免疫检测的基本原理是利用抗体与抗原的特异性结合，通过检测抗体与抗原的结合情况 来判断蛋白质的存在。常用的免疫检测方法包括酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫印 迹等。这些方法能够检测出低浓度的蛋白质，并且可以对蛋白质进行定量和定性分析，
因此在生物医学研究中广泛应用。
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蛋白质的表达与调控
基因工程技术表达蛋白质
基因工程技术是研究蛋白质表达的重要手段，通过基 因工程技术可以高效地在大肠杆菌、酵母、哺乳动物
细胞等宿主细胞中表达蛋白质。
基因工程技术表达蛋白质的原理是将目的基因插入到 宿主细胞的基因组中，通过转录和翻译过程合成蛋白
质。
基因工程技术表达蛋白质的优点是可以在短时间内大 量生产蛋白质，并且可以方便地改变蛋白质的序列和
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蛋白质的结构与功能研 究
X-射线晶体学研究蛋白质结构
总结词
X-射线晶体学是一种通过X-射线分析晶体结构的方法，广泛应用于蛋白质结构 的研究。
详细描述
X-射线晶体学通过分析X-射线在晶体中的衍射，可以确定蛋白质分子的三维结 构。研究人员将蛋白质结晶后，利用X-射线照射晶体，衍射的X-射线通过分析 波长和强度，可以推断出蛋白质分子的空间排列和构象。
蛋白质的表达水平在不同个体之间存在差异，通过对个体 蛋白质表达谱的分析，可以为个体化治疗提供依据，实现 精准医疗。
蛋白质在生物工程领域的应用
生物制药
酶工程
蛋白质是生物药物的主要成分，通过 基因工程技术生产重组蛋白药物，可 用于治疗多种疾病。
酶是蛋白质的一种，通过酶工程技术 和蛋白质工程手段对酶进行改造和优 化，可以提高酶的催化效率和稳定性。
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四、电泳技术分离蛋白质
电泳（electrophoresis）是指带电粒子在电场 中向着与其所带电荷相反方向电极移动的现象。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
SDS– (十二烷基硫酸钠)是阴离子型去污剂 (Sodium dodecyl sulfate, SDS) Q u = （迁移率）6πrη u 与 Q、 r有关
离子交换层析法
*原理：阴（阳）离子交换树脂颗粒（作为固定相）
填充在层析柱内，由于阴（阳）离子交换树 脂颗粒上带正（负）电荷，能吸引溶液中的 阴（阳）离子。然后再用含阴（阳）离子的 溶液洗柱。含负电量小的蛋白质首先被洗脱 下来，增加阴离子浓度，含负电量多的蛋白 质也被洗脱下来，于是两种蛋白质被分开。
电荷而使蛋白质沉淀，叫盐析。各种蛋白质盐析
所需的盐浓度及PH不同，加入不同浓度的中性盐
可使各种蛋白质依次分别沉淀出来。 优点：操作简便 对易变性的蛋白质有一定的保护作用， 适用范围十分广泛。 缺点：分辨能力差，纯化倍数低
（1）盐的种类 对同一种Pr而言，价数愈高的盐离子，盐析能力 也愈强:
PO3-4＞SO42-＞C2O42-＞（CHOHCOO-）2＞ AC－＞CL－＞NO3-＞Br -＞I-＞CNS-
K+＞Rb+＞Na+＞Cs+＞Li+＞NH4+ 常用的中性盐有如硫酸盐、磷酸盐等。
硫酸铵（常用盐析剂） 优点：盐析能力较强 具有较高的溶解度 较低的溶解度温度系数 价格低廉 不产生副作用。 缺点：缓冲能力较差 PH难控制
（2）PH和温度
S。代表蛋白质在无机盐溶液中的溶解度
除取决于Pr的种类，还受PH及温度影响: • • PH=PI时，S。的数值极小 S。随温度增加而减低。
4.毛细管等电聚焦电泳（Capillary
isoelectric focusing，CIEF） 是根据等电点差别分离生物大分子的高分辨率电泳技术； CIEF是在毛细管内充有两性电解质，当施加直流电压（6～ 8V）时，管内将建立一个由阳极到阴极逐步升高的pH梯度； 具有不同等电点的生物试样在电场力的作用下迁移，分别 到达满足其等电点pH的位置时，呈电中性，停止移动，形成 窄溶质带而相互分离；此法可用于测定蛋白质的等电点、纯 度鉴定、不同变异体的分析等。
一、凯氏定氮法
凯氏定氮法的原理基于蛋白质的平均含氮量为 16%，
通过测定样品中氮元素的量来计算出蛋白质的含量。 基本操作过程：
①用硫酸对样品加热消化，蛋白质被硫酸氧化成CO2和H2O，氮元素被 还原成NH3 ，并形成(NH4)2SO4 ； ②加入强碱，使硫酸铵释放出NH3，并将NH3收集在无机酸液中； ③用标准碱溶液滴定，确定NH3量； ④根据量确定样品含氮量，进而求得样品中的蛋白质含量。
Pr分子有一定的PI，它处在一个由阳极到阴极梯 度逐渐增加的介质中，并通过以直流电时，它便 “聚焦”在与其PI相同的pH位置上。PI不同的蛋 白质泳动后形成位置不同的区带而得到分离。
优点：
1.有很高的分辨率； 2.可以区分等电点只有 0.01 pH单位差异的蛋白质； 3.根据其所在位置还能够测定蛋白质的分子量； 4.对很稀的样品，最后达到高度的浓缩。
按层析机理来分
按操作方式来分
（一）凝胶过滤层析
又称分子筛或凝胶过滤（gel filtration） 原理：载体为有一定孔径的多孔性亲水性凝胶。当分 子大小不同的混合物通过这种凝胶柱时，直径大于孔 径的分子将不能进入凝胶内部，便直接沿胶粒间隙流 出（全排出）。较小的分子进入能容纳它的孔穴，绕 道而行，在柱内保留时间就比较长。这样，较大的分 子被先洗脱下来，而较小的分子后被洗脱下来，从而 达到相互分离的目的。
亲和层析法
原理：利用生物高分子具有能和某些相对应的专一
分子可逆结合的特性。 如，酶的活性部位能和底物\抑制剂\辅助因子专 一性地结合,改变条件又能使这种结合解除. [酶的变构中心与变构因子（或称效应物）之 间、抗体与抗原之间、激素与受体之间，结 合蛋白与结合物之间]。 这些被作用的对象物质称之为配基（ligand) 。
双向电泳（two-dimensional gel electrophoresis）
第一向采用聚丙烯酸胺凝胶等电聚焦电泳--PI 第二向采用SDS一凝胶电泳--分子量 由于结合了蛋白质的等电点和分子量两种完全不 同的特一性来进行分离，因此具有非常高的分辨率 可同时分析几千上万个蛋白，分辨率高，分离度好。 是蛋白质组学研究的核心技术。
盐析过程中，若增高温度，有助于Pr的析出。
（3）蛋白质浓度 [Pr]较高，在较低无机盐浓度时,蛋白质便开 始析出，盐析界限比较宽。 [Pr]较低，需要无机盐的浓度也高，即盐析 界限变窄。
（二）有机溶剂沉淀法
分辨力比盐析方法高，提纯效果好
1.基本原理
（1）在PI附近，Pr主要以中性离子形式存在。此时若添加 有机溶剂，由于有机溶剂可使溶液电离常数减小，增强了 中性离子间静电引力，从而使分集合而沉淀出来。
离心技术是利用物体 告诉旋转时产生强大的离 心力，使置于旋转体中的 悬浮颗粒发生沉降或漂浮， 从而使某些颗粒达到浓缩 或与其它颗粒分离之目romatography）又称色谱技术，是利 用不同物质理化性质的差异而建立起来的技术。 最基本的特征： 固定相 流动相
(1) H2NCH2COOH +3H2SO4 → 2CO2 + 3SO2 + 4H2O + NH3 (2) 2NH3 +H2SO4 → (NH4)2SO4 (3)(NH4)SO4 +2NaOH → 2H2O+Na2SO4 +2NH3 此法灵敏度低,适用于0.3-3.0µ g 氮,误差为2%,最大 缺点是受样品中非蛋白质含氮化合物的影响。测定前 需用蛋白质沉淀剂沉淀蛋白，除去非蛋白含氮化合物。
（2）有机溶剂本身的水合作用会破坏Pr表面的水合层，也
促使Pr变得不稳定而聚集析出.
常用的有机溶剂：乙醇和丙酮
（三）选择性沉淀法
选择一定的条件使其它蛋白质变性沉淀而不影响目标 蛋白质的分离方法。例如，将提取液加热至一定温度 并维持一段时间，是某些不耐热的蛋白质变性沉淀等。 应用选择星辰殿，徐实现对系统中需除去的及欲提纯 的蛋白质的理化性质均有较全面的了解。
形成各自独立的区带而分离。阴极进样，阳极检测。
6.亲和毛细管电泳（affinity capillary
electrophoresis, ACE）
是毛细管内壁涂布或在凝胶中加入亲和配基，以亲 和力的不同达到分离目的。
7.毛细管电动色谱（Capillary electrokinetic
chromatography ，CEC）
双向PAGE
双向电泳技术缺点
具有以下特征的蛋白质在二维电泳中还很难被 检测到：
①等电点（pl)值很大或很小的，比如大于8和小于4 的那些蛋白质； ②分子质量很大的蛋白质，比如大于l00kDa的蛋白 质就比实际的少了，而大于150kDa的蛋白质就几 乎完全探测不到了（尽管在一维电泳凝胶上这些 大蛋白质都能清楚地被观察到； ③疏水性蛋白质。
制备过程中注意事项：
要求自始至终保持在天然状态 1. 避免一切过激因素--如过酸或过碱，高温， 重金属等的影响。 2. 通常都在低温条件下操作。 3. 尽可能使样品中蛋白质的浓度维持在较高 水平。
第二节 蛋白质的分离与纯化技术
一、蛋白质沉淀与结晶
（一）盐析法
概念：将中性盐加入蛋白质溶液，破坏水化膜和
第十章 蛋白质的研究方法与原理
第一节
概 述
直接从生物组织中提纯蛋白——
蛋白质的分离纯化包括以下过程：
1.破碎生物组织，并用适当的缓冲液将蛋白质抽提出来； 2.将有关的蛋白质分级沉淀下来; （盐析法或有机溶剂法） 3.应用层析法或电泳法使它们各自分开；
4.蛋白质结晶；
5.蛋白质纯度鉴定和含量测定。
各种物质得以分离的最基本原因：就在于它们在这 两个相之间具有不同的分配系数.两相作相对运动时， 这些物质在两相间进行多次的分配，即使它们的分 配系数只有微小的差异，通过这个过程也能得到最 大的分离效果。
层析技术的种类 按两相状态来分
气相层析 液相层析 吸附层析 分配层析 离子交换层析 凝胶排阻层析 亲和层析 柱层析 薄层层析 纸层析
将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 其具有多孔性，类似分子筛的作用，试样分子按大小分 离。能够有效减小组分扩散，所得峰型尖锐，分离效率高。 特点：抗对流性好，散热性好，分离度极高。
3. 胶束电动毛细管色谱（Micellar electrokinetic
capillary chromatography，MEKC） 缓冲溶液中加入离子型表面活性剂，其浓度达到临界 浓度，形成一疏水内核、外部带负电的胶束。中性分子在 胶束相和溶液（水相）间分配，疏水性强的组分与胶束结 合的较牢，流出时间长；可用来分离中性物质，扩展了高 效毛细管电泳的应用范围。 在电场力的作用下， 胶束在柱中移动。
在毛细管壁上键合或涂渍高效液相色谱的固定液， 以“电渗泵”取代机械泵，试样组分在两相间的分配为 分离机理的电动色谱过程。
第三节 蛋白质含量的测定方法
测定蛋白质含量的方法较多
基本上都是根据蛋白质的理化性质和生物 学活性建立起来的。
目前常用的有四种古老的经典方法:定氮法,双缩脲法 ( Biuret法)，Folin -酚试剂法(Lowry法)和紫外吸收法. 另外还有一种近十年才普遍使用起来的新测定方法,考马斯 亮蓝法( Bradford法).其中Bradford 法和 Lowry 法灵敏 度高，比紫外吸收法高10-20倍,比 Biuret 法高100倍以上. 凯氏定氮法比较复杂,但较准确,往往以定氮法测定的蛋白 质作为其他方法的标准蛋白质。
高效液相层析法（High Performance Liquid
Chromatography ，HPLC） 又称“高压液相色谱，是色谱法的一个重要分支，以 液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性 的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相 泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后， 进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。