第四章 蛋白质的分离纯化
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(S)
沉源自文库速度法/差速离心
如果两种蛋白质的沉降系数相差一个数量级以上, 可用差速离心,反复多次达到分离效果。
原理:开始在一个较低的速度下离心,使沉降系 数大的物质沉淀,其他物质仍保留在溶液中。 取上清,在更大的离心场中再离心,又会获得 一些沉淀物质,如此反复多次,便可使混合物 逐级被分开。(P41)
第一节 蛋白质的理化性质
一、蛋白质的两性解离
二、蛋白质的胶体性质
三、蛋白质的变性、沉淀和凝固
四、蛋白质的紫外吸收
五、蛋白质的呈色反应
一、蛋白质的两性解离
蛋白质分子除了两端的游离氨基和羧基可以解离 外,侧链中某些基团在一定的溶液pH条件下都可 解离成带负电荷或正电荷的基团。 当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质解离成正、 负离子的趋势相等,即成为兼性离子,净电荷为 零 , 此 时 溶 液 的 pH 值 称 为 蛋 白 质 的 等 电 点 (isoelectric point,pI)。 当蛋白质溶液的pH大于等电点时,该蛋白质带负 电荷,反之则带正电荷。
3. 有机溶剂沉淀法
原理:加入能与水混溶的有机溶剂,减少了水 与蛋白质间的作用力,使蛋白质脱水;而且有 机溶剂的加入降低了溶液的介电常数,增强了 蛋白质分子间的作用力,使蛋白质分子易于凝 聚沉淀。(P39) 加入有机溶剂沉淀蛋白质是粗提蛋白质常用的 方法之一。(P39)
沉降平衡法/密度梯度离心
如果两种蛋白质的沉降系数相差不到一个数量 级,用差速离心很难奏效,若改用密度梯度 离心,便可获得比较满意的分离效果。 原理:在离心管中造成一个梯度密度环境,使 介质的最大密度大于分离物的最大密度。而 后加入待分离物,在离心力的作用下,当分 离物的密度与介质密度相等时,分离物即停 留在与其密度相同的区域,从而达到分离目 的。(P41)
注意:生物学活性的丧失并不一定完全是 变性的结果,如蛋白质肽链水解断裂、去 除辅基和应用抑制剂等,均可导致蛋白质 失活。
不可逆变性:大多数蛋白质变性时其空间结构 破坏严重,不能恢复。 可逆变性:有些蛋白质在变性后,除去变性因 素仍可恢复其活性。 蛋白质的复性(renaturation):若蛋白质变性 程度较轻,去除变性因素后,有些蛋白质仍可 恢复或部分恢复其原来的构象和功能。
硫酸铵的“分馏”
逐级按递增的比例将硫酸铵加入到提取液中,其
间插入离心步骤。 硫酸铵要在搅拌下缓慢均匀少量多次地加入,尤 其到接近计划饱和度时,加入的速度更要慢一些, 以免局部硫酸铵浓度过大而造成不应有的蛋白质 沉淀。
硫酸铵沉淀用表
盐析时应注意的几个问题
① 盐的饱和度。不同蛋白质的盐析对盐的饱和度 要求不同。 ② pH。盐析时pH常选择在被分离的蛋白质等电点 附近。 ③ 蛋白质浓度。在相同盐析条件下,蛋白质浓度 越大越易沉淀;浓度过高也容易引起其他杂质 蛋白的共沉作用。因此,要选择适当浓度。 ④ 温度。浓盐液对蛋白质有一定保护作用,盐析 操作一般可在室温下进行。对热特别敏感的蛋 白质,宜维持低温条件。 ⑤ 脱盐。
蛋白质的电荷
人体内各种蛋白质的等电点不同,但大 多数接近于pH5.0。
碱性蛋白质:鱼精蛋白和组蛋白等。 酸性蛋白质:胃蛋白酶和丝蛋白等。
二、蛋白质的胶体性质
蛋白质在溶液中形成的颗粒直径大约1~100 nm,属于胶体颗粒的范围,所以蛋白质是胶 体物质,蛋白质的水溶液是亲水胶体溶液。 蛋白质形成亲水胶体溶液的稳定因素:分子 表面的水化层和电荷层。 在蛋白质表面有不少的亲水基团,能与水发 生水合作用。水分子受蛋白质极性基团的影 响,定向排列在蛋白质分子的周围,形成水 化层,蛋白质颗粒不致相聚而沉淀。
蛋白质在偏离等电点的溶液中,形成电荷 层,同性电荷相斥,防止蛋白质颗粒相聚 沉淀。
蛋白质的水溶液是稳定的亲水胶体溶液。 溶液扩散慢,粘度大,不能透过半透膜。
三、蛋白质的变性、沉淀和凝固
蛋白质的变性(denaturation):在某些 物理或化学因素作用下,蛋白质的空间 构象破坏(不包括肽链的断裂等一级结 构变化),导致蛋白质若干理化性质和 生物学活性的改变。
例如,核糖核酸酶经β-巯基乙醇和 尿素作用后,发生变性,失去生 物学活性。变性后如经过透析去 除尿素和β-巯基乙醇,又可恢复 其酶活性。
蛋白质的复性
蛋白质的沉淀
蛋白质的沉淀(precipitation):蛋白质分 子凝聚而从溶液中析出的现象。 蛋白质变性后,疏水侧链暴露在外,肽链相 互缠绕,继而聚集,因而从溶液中析出,产 生沉淀。 变性的蛋白质易于沉淀;有时蛋白质发生沉 淀,但并不变性。
3. 米伦反应(millon reaction)
蛋白质溶液中加入米伦试剂(亚硝酸汞、 硝酸汞及硝酸的混和液),蛋白质首先 沉淀,加热则变为红色沉淀,此为酪氨 酸的酚核所特有的反应,因此含有酪氨 酸的蛋白质均呈米伦反应。
第二节 分离纯化蛋白质样品的方法(P87)
蛋白质的分离纯化是研究蛋白质结构、化学组成 和生物功能的基础。
Caesium chloride densitiy gradient centrifugation
二、沉淀法
基本原理:根据不同物质在溶剂中
的溶解度不同而达到分离的目的。 溶解度的大小与溶质和溶剂的化
学性质及结构有关。
常用的沉淀方法
1. 等电点沉淀法 2. 盐析沉淀法 3. 有机溶剂沉淀法
4. 蛋白质沉淀剂
蛋白质变性的因素
1. 物理因素
高温、高压、紫外线、X线照射、超 声波、剧烈震荡和剧烈搅拌等。 2. 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂、 尿素和十二烷基磺酸钠(SDS)等。
蛋白质变性后的改变
溶解度降低(球状蛋白质);结晶体消失; 黏度增加;呈色性增加;易被蛋白水解酶 水解;生物学功能丧失。
目前,蛋白质的分离纯化技术的发展趋向于精细 而多样化技术的综合运用,但基本原理均是以蛋 白质的性质为依据的。实际工作中应按不同的要 求和条件选用不同的方法。
一、离心法 二、沉淀法 三、透析法
四、过滤法
五、电泳法
六、层析法
一、离心法
原理:分子在溶液中能够运动和扩散,同时 受重力场的作用还有沉降的趋势。分子越 大,扩散越慢而沉降越快;分子越小,扩 散越快而沉降越慢,甚至不能自然沉降。 因此,借助离心力场,根据分子不同的大 小、形状和质量在离心场中表现出不同的 行为而达到相互分离的目的。
变性蛋白质的结絮作用
变性蛋白质的结絮作用(flocculation): 蛋白质被强酸或强碱变性后,仍能溶于强 酸或强碱溶液中,若将此强酸或强碱溶液 的pH调至等电点,则变性蛋白质立即结成 絮状的不溶解物,所生成的絮状物仍能再 溶于强酸或强碱中。
蛋白质的凝固
(protein coagulation)
蛋白质分子质量小于106者,用离心效果不好, 应改用其他分离方法。
离心机转数与离心力的换算
rpm(revolution per minute):离心机每分 钟的转数。 RCF(relative centrifugal field):相对离心 场,以重力加速度g的倍数来表示。 RCF;rpm;r(以cm表示):离心机转轴 中心与离心套管底部内壁的距离; RCF=1.119×10-5×r×(rpm)2
常用的中性盐
①
② ③ ④ ⑤ ⑥ 硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠和磷酸钠等。 使用硫酸铵的突出优点: 溶解度大且不易受温度影响,尤其是在低温时仍有 相当高的溶解度。 分离效果好,有的提取液加入适量的硫酸铵进行盐 析,一步就可以除去75%的杂质,纯度提高了4倍。 不易引起变性,有稳定蛋白质结构的作用。 pH范围广,溶解时散热少。 价格便宜,不污染环境。 一定浓度的硫酸铵还可以抑制细菌的生长。
盐溶:由于加入中性盐而使蛋白质溶解度增加 的现象。(P39)
盐析:在蛋白质溶液中加入大量的中 性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其 析出。(P39) 盐析沉淀法的原理:中性盐的亲水性 大于蛋白质分子的亲水性,所以加入大 量中性盐后,破坏了蛋白质分子的水膜, 暴露出疏水区域;同时又中和了电荷, 破坏了亲水胶体,蛋白质分子即形成沉 淀。
① ②
③
④
离心手段:离心机。 离心机(按转速分) 普通型离心机(500-4000 r/min):蛋白质分 子质量大于108 Da, 高速型离心机(8000-25000 r/min):蛋白质 分子质量大于108 Da , 超速型离心机(25000-80000 r/min):蛋白质 分子质量在106-108 Da , 超高速型离心机(150000 r/min):蛋白质分 子质量在106-108 Da 。
五、蛋白质的呈色反应
1. 茚三酮反应(ninhydrin reaction)
蛋白质经水解后产生的氨基酸可发生茚三酮反应。 原理:还原型的茚三酮可与氨基酸加热分解产生的氨 结合,再与另一分子茚三酮缩合成为蓝紫色的化合 物。此化合物的最大吸收峰在570 nm波长处。由于 此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比, 因此可作为氨基酸定量分析方法。
蛋白质的凝固:蛋白质变性后的絮状物加热变为比 较坚固的凝块,此凝块不易再溶于强酸或强碱中。 例如,鸡蛋煮熟后,本来流动的蛋清变成固体状。 凝固是蛋白质变性后进一步发展的一种结果。
四、蛋白质的紫外吸收
蛋白质分子中含有共轭双键的氨基酸(如 Tyr、Phe和Trp),因此,在280 nm波长 处有特征性吸收峰。在此波长范围内,蛋 白质的OD280 值与其浓度呈正比关系。可 做蛋白质定量测定。
第四章 蛋白质的分离纯化
蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子,其 理化性质一部分与氨基酸相同或相似, 如两性电离、等电点、紫外吸收性质和 呈色反应等;也有一部分又不同于氨基 酸,如高分子量、胶体性质、沉淀、变 性和凝固等特点。
第一节 蛋白质的理化性质 第二节 分离纯化蛋白质样品的方法(P87) 第三节 蛋白质样品的储存与运输(P91) 第四节 电泳技术 第五节 层析技术
1. 等电点沉淀法
原理:利用蛋白质在等电点时溶解度最低,而 各种蛋白质由于具有不同的等电点来分离蛋白 质的方法。 溶液的pH可以通过影响蛋白质分子的解离状态, 即带电状况而影响和改变其溶解度。可以通过 改变溶液的pH,使要分离的蛋白质大部分或全 部沉淀下来,而其他蛋白质仍留在溶液中,达 到粗分蛋白质组分的目的。(P39) 这样分离的蛋白质仍能保持其天然的生物学活 性。(P39)
2. 双缩脲反应(biuret reaction) 蛋白质和多肽分子在碱性溶液中与硫酸铜共 热,呈现紫色或红色,称为双缩脲反应。 凡分子中含有两个以上-CO-NH-键的化 合物都呈此反应。蛋白质和多肽中均有肽键, 故都具有这一呈色反应。 因为氨基酸无此反应,当蛋白质溶液中蛋白 质的水解不断加强时,氨基酸浓度上升,其 双缩脲呈色的深度就逐渐下降。双缩脲反应 可检测蛋白质的水解程度。
不同的蛋白质分子发生盐析所要求的盐 离子的浓度不同。可以通过在蛋白质溶 液中加入不同量的中性盐,使要分离的 蛋白质与杂质分离开来。(P39) 和蛋白质一起盐析出的中性盐可以用透 析或凝胶过滤的方法除去。(P39)
盐析沉淀是可逆的,它一般不会 破坏蛋白质的生物活性。
盐析沉淀是一种简单温和的分离 方法,适用于蛋白质的前期分离 和后期浓缩。
密度剃度离心时,离心管中的介质是不均一的, 从近中心到远中心密度不断增加,形成梯度。 常用的梯度介质有甘油、蔗糖、溴化钾、氯化铯。 注意: ① 选用介质要注意浮力密度范围,被分离的蛋白质 密度不能大于介质的最大密度; ② 所选介质不能影响蛋白质的活性,不腐蚀转头和 离心管; ③ 价格要低廉,回收要方便等。
注意: 在等电点时,各种蛋白质仍有一定的
溶解度而使沉淀不完全,同时许多蛋白质的等 电点十分接近。因此,单独使用此法分辨率较
低,实际工作中此法常与盐析沉淀法、有机溶
剂沉淀法或其他沉淀剂一起配合使用,以提高
沉淀能力和分离效果。
2. 盐析沉淀法
盐离子对蛋白质溶解度的影响随其浓度不同而 不同。(P39) 在低盐浓度的蛋白质溶液中,静电作用使蛋白 质分子外围聚集了一些带相反电荷的离子,加 强了蛋白质和水的作用,增加了蛋白质的溶解 度。(P39)
沉源自文库速度法/差速离心
如果两种蛋白质的沉降系数相差一个数量级以上, 可用差速离心,反复多次达到分离效果。
原理:开始在一个较低的速度下离心,使沉降系 数大的物质沉淀,其他物质仍保留在溶液中。 取上清,在更大的离心场中再离心,又会获得 一些沉淀物质,如此反复多次,便可使混合物 逐级被分开。(P41)
第一节 蛋白质的理化性质
一、蛋白质的两性解离
二、蛋白质的胶体性质
三、蛋白质的变性、沉淀和凝固
四、蛋白质的紫外吸收
五、蛋白质的呈色反应
一、蛋白质的两性解离
蛋白质分子除了两端的游离氨基和羧基可以解离 外,侧链中某些基团在一定的溶液pH条件下都可 解离成带负电荷或正电荷的基团。 当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质解离成正、 负离子的趋势相等,即成为兼性离子,净电荷为 零 , 此 时 溶 液 的 pH 值 称 为 蛋 白 质 的 等 电 点 (isoelectric point,pI)。 当蛋白质溶液的pH大于等电点时,该蛋白质带负 电荷,反之则带正电荷。
3. 有机溶剂沉淀法
原理:加入能与水混溶的有机溶剂,减少了水 与蛋白质间的作用力,使蛋白质脱水;而且有 机溶剂的加入降低了溶液的介电常数,增强了 蛋白质分子间的作用力,使蛋白质分子易于凝 聚沉淀。(P39) 加入有机溶剂沉淀蛋白质是粗提蛋白质常用的 方法之一。(P39)
沉降平衡法/密度梯度离心
如果两种蛋白质的沉降系数相差不到一个数量 级,用差速离心很难奏效,若改用密度梯度 离心,便可获得比较满意的分离效果。 原理:在离心管中造成一个梯度密度环境,使 介质的最大密度大于分离物的最大密度。而 后加入待分离物,在离心力的作用下,当分 离物的密度与介质密度相等时,分离物即停 留在与其密度相同的区域,从而达到分离目 的。(P41)
注意:生物学活性的丧失并不一定完全是 变性的结果,如蛋白质肽链水解断裂、去 除辅基和应用抑制剂等,均可导致蛋白质 失活。
不可逆变性:大多数蛋白质变性时其空间结构 破坏严重,不能恢复。 可逆变性:有些蛋白质在变性后,除去变性因 素仍可恢复其活性。 蛋白质的复性(renaturation):若蛋白质变性 程度较轻,去除变性因素后,有些蛋白质仍可 恢复或部分恢复其原来的构象和功能。
硫酸铵的“分馏”
逐级按递增的比例将硫酸铵加入到提取液中,其
间插入离心步骤。 硫酸铵要在搅拌下缓慢均匀少量多次地加入,尤 其到接近计划饱和度时,加入的速度更要慢一些, 以免局部硫酸铵浓度过大而造成不应有的蛋白质 沉淀。
硫酸铵沉淀用表
盐析时应注意的几个问题
① 盐的饱和度。不同蛋白质的盐析对盐的饱和度 要求不同。 ② pH。盐析时pH常选择在被分离的蛋白质等电点 附近。 ③ 蛋白质浓度。在相同盐析条件下,蛋白质浓度 越大越易沉淀;浓度过高也容易引起其他杂质 蛋白的共沉作用。因此,要选择适当浓度。 ④ 温度。浓盐液对蛋白质有一定保护作用,盐析 操作一般可在室温下进行。对热特别敏感的蛋 白质,宜维持低温条件。 ⑤ 脱盐。
蛋白质的电荷
人体内各种蛋白质的等电点不同,但大 多数接近于pH5.0。
碱性蛋白质:鱼精蛋白和组蛋白等。 酸性蛋白质:胃蛋白酶和丝蛋白等。
二、蛋白质的胶体性质
蛋白质在溶液中形成的颗粒直径大约1~100 nm,属于胶体颗粒的范围,所以蛋白质是胶 体物质,蛋白质的水溶液是亲水胶体溶液。 蛋白质形成亲水胶体溶液的稳定因素:分子 表面的水化层和电荷层。 在蛋白质表面有不少的亲水基团,能与水发 生水合作用。水分子受蛋白质极性基团的影 响,定向排列在蛋白质分子的周围,形成水 化层,蛋白质颗粒不致相聚而沉淀。
蛋白质在偏离等电点的溶液中,形成电荷 层,同性电荷相斥,防止蛋白质颗粒相聚 沉淀。
蛋白质的水溶液是稳定的亲水胶体溶液。 溶液扩散慢,粘度大,不能透过半透膜。
三、蛋白质的变性、沉淀和凝固
蛋白质的变性(denaturation):在某些 物理或化学因素作用下,蛋白质的空间 构象破坏(不包括肽链的断裂等一级结 构变化),导致蛋白质若干理化性质和 生物学活性的改变。
例如,核糖核酸酶经β-巯基乙醇和 尿素作用后,发生变性,失去生 物学活性。变性后如经过透析去 除尿素和β-巯基乙醇,又可恢复 其酶活性。
蛋白质的复性
蛋白质的沉淀
蛋白质的沉淀(precipitation):蛋白质分 子凝聚而从溶液中析出的现象。 蛋白质变性后,疏水侧链暴露在外,肽链相 互缠绕,继而聚集,因而从溶液中析出,产 生沉淀。 变性的蛋白质易于沉淀;有时蛋白质发生沉 淀,但并不变性。
3. 米伦反应(millon reaction)
蛋白质溶液中加入米伦试剂(亚硝酸汞、 硝酸汞及硝酸的混和液),蛋白质首先 沉淀,加热则变为红色沉淀,此为酪氨 酸的酚核所特有的反应,因此含有酪氨 酸的蛋白质均呈米伦反应。
第二节 分离纯化蛋白质样品的方法(P87)
蛋白质的分离纯化是研究蛋白质结构、化学组成 和生物功能的基础。
Caesium chloride densitiy gradient centrifugation
二、沉淀法
基本原理:根据不同物质在溶剂中
的溶解度不同而达到分离的目的。 溶解度的大小与溶质和溶剂的化
学性质及结构有关。
常用的沉淀方法
1. 等电点沉淀法 2. 盐析沉淀法 3. 有机溶剂沉淀法
4. 蛋白质沉淀剂
蛋白质变性的因素
1. 物理因素
高温、高压、紫外线、X线照射、超 声波、剧烈震荡和剧烈搅拌等。 2. 化学因素 强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂、 尿素和十二烷基磺酸钠(SDS)等。
蛋白质变性后的改变
溶解度降低(球状蛋白质);结晶体消失; 黏度增加;呈色性增加;易被蛋白水解酶 水解;生物学功能丧失。
目前,蛋白质的分离纯化技术的发展趋向于精细 而多样化技术的综合运用,但基本原理均是以蛋 白质的性质为依据的。实际工作中应按不同的要 求和条件选用不同的方法。
一、离心法 二、沉淀法 三、透析法
四、过滤法
五、电泳法
六、层析法
一、离心法
原理:分子在溶液中能够运动和扩散,同时 受重力场的作用还有沉降的趋势。分子越 大,扩散越慢而沉降越快;分子越小,扩 散越快而沉降越慢,甚至不能自然沉降。 因此,借助离心力场,根据分子不同的大 小、形状和质量在离心场中表现出不同的 行为而达到相互分离的目的。
变性蛋白质的结絮作用
变性蛋白质的结絮作用(flocculation): 蛋白质被强酸或强碱变性后,仍能溶于强 酸或强碱溶液中,若将此强酸或强碱溶液 的pH调至等电点,则变性蛋白质立即结成 絮状的不溶解物,所生成的絮状物仍能再 溶于强酸或强碱中。
蛋白质的凝固
(protein coagulation)
蛋白质分子质量小于106者,用离心效果不好, 应改用其他分离方法。
离心机转数与离心力的换算
rpm(revolution per minute):离心机每分 钟的转数。 RCF(relative centrifugal field):相对离心 场,以重力加速度g的倍数来表示。 RCF;rpm;r(以cm表示):离心机转轴 中心与离心套管底部内壁的距离; RCF=1.119×10-5×r×(rpm)2
常用的中性盐
①
② ③ ④ ⑤ ⑥ 硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠和磷酸钠等。 使用硫酸铵的突出优点: 溶解度大且不易受温度影响,尤其是在低温时仍有 相当高的溶解度。 分离效果好,有的提取液加入适量的硫酸铵进行盐 析,一步就可以除去75%的杂质,纯度提高了4倍。 不易引起变性,有稳定蛋白质结构的作用。 pH范围广,溶解时散热少。 价格便宜,不污染环境。 一定浓度的硫酸铵还可以抑制细菌的生长。
盐溶:由于加入中性盐而使蛋白质溶解度增加 的现象。(P39)
盐析:在蛋白质溶液中加入大量的中 性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其 析出。(P39) 盐析沉淀法的原理:中性盐的亲水性 大于蛋白质分子的亲水性,所以加入大 量中性盐后,破坏了蛋白质分子的水膜, 暴露出疏水区域;同时又中和了电荷, 破坏了亲水胶体,蛋白质分子即形成沉 淀。
① ②
③
④
离心手段:离心机。 离心机(按转速分) 普通型离心机(500-4000 r/min):蛋白质分 子质量大于108 Da, 高速型离心机(8000-25000 r/min):蛋白质 分子质量大于108 Da , 超速型离心机(25000-80000 r/min):蛋白质 分子质量在106-108 Da , 超高速型离心机(150000 r/min):蛋白质分 子质量在106-108 Da 。
五、蛋白质的呈色反应
1. 茚三酮反应(ninhydrin reaction)
蛋白质经水解后产生的氨基酸可发生茚三酮反应。 原理:还原型的茚三酮可与氨基酸加热分解产生的氨 结合,再与另一分子茚三酮缩合成为蓝紫色的化合 物。此化合物的最大吸收峰在570 nm波长处。由于 此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比, 因此可作为氨基酸定量分析方法。
蛋白质的凝固:蛋白质变性后的絮状物加热变为比 较坚固的凝块,此凝块不易再溶于强酸或强碱中。 例如,鸡蛋煮熟后,本来流动的蛋清变成固体状。 凝固是蛋白质变性后进一步发展的一种结果。
四、蛋白质的紫外吸收
蛋白质分子中含有共轭双键的氨基酸(如 Tyr、Phe和Trp),因此,在280 nm波长 处有特征性吸收峰。在此波长范围内,蛋 白质的OD280 值与其浓度呈正比关系。可 做蛋白质定量测定。
第四章 蛋白质的分离纯化
蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子,其 理化性质一部分与氨基酸相同或相似, 如两性电离、等电点、紫外吸收性质和 呈色反应等;也有一部分又不同于氨基 酸,如高分子量、胶体性质、沉淀、变 性和凝固等特点。
第一节 蛋白质的理化性质 第二节 分离纯化蛋白质样品的方法(P87) 第三节 蛋白质样品的储存与运输(P91) 第四节 电泳技术 第五节 层析技术
1. 等电点沉淀法
原理:利用蛋白质在等电点时溶解度最低,而 各种蛋白质由于具有不同的等电点来分离蛋白 质的方法。 溶液的pH可以通过影响蛋白质分子的解离状态, 即带电状况而影响和改变其溶解度。可以通过 改变溶液的pH,使要分离的蛋白质大部分或全 部沉淀下来,而其他蛋白质仍留在溶液中,达 到粗分蛋白质组分的目的。(P39) 这样分离的蛋白质仍能保持其天然的生物学活 性。(P39)
2. 双缩脲反应(biuret reaction) 蛋白质和多肽分子在碱性溶液中与硫酸铜共 热,呈现紫色或红色,称为双缩脲反应。 凡分子中含有两个以上-CO-NH-键的化 合物都呈此反应。蛋白质和多肽中均有肽键, 故都具有这一呈色反应。 因为氨基酸无此反应,当蛋白质溶液中蛋白 质的水解不断加强时,氨基酸浓度上升,其 双缩脲呈色的深度就逐渐下降。双缩脲反应 可检测蛋白质的水解程度。
不同的蛋白质分子发生盐析所要求的盐 离子的浓度不同。可以通过在蛋白质溶 液中加入不同量的中性盐,使要分离的 蛋白质与杂质分离开来。(P39) 和蛋白质一起盐析出的中性盐可以用透 析或凝胶过滤的方法除去。(P39)
盐析沉淀是可逆的,它一般不会 破坏蛋白质的生物活性。
盐析沉淀是一种简单温和的分离 方法,适用于蛋白质的前期分离 和后期浓缩。
密度剃度离心时,离心管中的介质是不均一的, 从近中心到远中心密度不断增加,形成梯度。 常用的梯度介质有甘油、蔗糖、溴化钾、氯化铯。 注意: ① 选用介质要注意浮力密度范围,被分离的蛋白质 密度不能大于介质的最大密度; ② 所选介质不能影响蛋白质的活性,不腐蚀转头和 离心管; ③ 价格要低廉,回收要方便等。
注意: 在等电点时,各种蛋白质仍有一定的
溶解度而使沉淀不完全,同时许多蛋白质的等 电点十分接近。因此,单独使用此法分辨率较
低,实际工作中此法常与盐析沉淀法、有机溶
剂沉淀法或其他沉淀剂一起配合使用,以提高
沉淀能力和分离效果。
2. 盐析沉淀法
盐离子对蛋白质溶解度的影响随其浓度不同而 不同。(P39) 在低盐浓度的蛋白质溶液中,静电作用使蛋白 质分子外围聚集了一些带相反电荷的离子,加 强了蛋白质和水的作用,增加了蛋白质的溶解 度。(P39)