蛋白质提取与纯化技术
蛋白质的分离纯化
蛋白质的分离纯化蛋白质是生命体中最基本的分子之一,它在细胞内发挥着重要的功能。
由于蛋白质的复杂性和多样性,研究人员通常需要从复杂的混合物中分离和纯化蛋白质。
蛋白质的分离纯化是生物化学和生物技术领域中非常重要的一项工作,它为我们深入研究蛋白质的结构和功能提供了必要的条件。
蛋白质的分离纯化可以通过多种不同的方法实现,这些方法包括离心法、凝胶过滤法、电泳法、层析法等。
在选择合适的方法时,研究人员需要考虑到蛋白质的特性以及实验的要求。
离心法是最常用的分离方法之一,在离心过程中,通过调整离心力和离心时间,可以实现不同密度的蛋白质的分层。
这种方法适用于分离大分子量的蛋白质。
凝胶过滤法是利用孔径不同的凝胶将蛋白质分离开来。
通常使用的凝胶有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶,这些凝胶具有不同的孔径,可以根据蛋白质的分子量选择合适的凝胶进行分离。
电泳法是基于蛋白质的电荷和分子量差异而进行分离的方法。
最常用的电泳方法是SDS-PAGE电泳,通过使用SDS(十二烷基硫酸钠)对蛋白质进行解性和蛋白质间的形成复合物,使得蛋白质在电泳过程中仅仅受到电场力的影响,从而实现蛋白质的分离。
层析法是一种利用物质在载体上的分配和吸附性质进行分离的方法。
常见的层析方法有凝胶层析、亲和层析、离子交换层析等。
凝胶层析是通过利用载体颗粒的孔径进行分离,亲和层析是将特定配体固定在载体上,与目标蛋白质结合,从而实现分离,而离子交换层析是利用载体表面电荷与目标蛋白质的电荷相互作用进行分离。
在进行蛋白质的分离纯化时,需要注意以下几个关键步骤。
首先是样品制备,通常样品要经过细胞破碎、蛋白质提取等步骤,使得目标蛋白质从复杂的混合物中提取出来。
其次是样品的处理,包括去除杂质、调整蛋白质的溶液环境等。
然后是选择合适的分离方法,根据蛋白质的特性和实验要求来确定最适合的方法。
最后是纯化过程中的监测和分析,通过使用各种蛋白质分析方法,如SDS-PAGE、Western blot等,来确定目标蛋白质的纯化程度和鉴定其存在。
蛋白质分离纯化的方法
蛋白质分离纯化的方法分离纯化蛋白质的四种关键性方法分离蛋白质的方法有许多种,应根据原材料和生产条件来选择具体的分离纯化方法。
例[5][6]如:李凤英等用盐溶法提取葡萄籽的蛋白质。
李喜红等用酶法从脱脂米糠中提取蛋白质。
[7]郭荣荣等碱法与酶法与酶法提取大米蛋白工艺及功能特性比较研究得出结论是碱法提取的大米蛋白持水性、吸油性和起泡性优于酶法提取的大米蛋白,而酶法提取的大米蛋白的溶[8]解性、乳化稳定性和泡沫稳定性优于碱法提取的大米蛋白。
王桃云等就是运用这种方法配[9]合使用加热法提取葎草叶蛋白。
陈申如等用酸法提取了鲢鱼鱼肉蛋白质,提取的蛋白质无腥味,色泽洁白,蛋白质产率高,可达90%左右。
以下介绍四种分离纯化蛋白质的方法。
1区带离心法区带离心法是分离蛋白质的有效而且常用的方法。
该法的第一步是在离心管中形成一个密度梯度(常用蔗糖梯度),然后将待分离的蛋白质混合液放在密度梯度顶端。
超速离心时,蛋白质即通过密度梯度移动,并根据其沉降系数而被分开,最后各种蛋自质在离心管内被分离成各户独立的区带,可以在管底刺一小孔逐滴放出,分部收集。
2 层析法最常用的层析法是凝胶过滤和离子交换柱层析。
[10-12]2.1 凝胶过滤(GFC)凝胶过滤也叫凝胶色谱和分子筛层析,是利用凝胶的网状结构根据分子的大小和形状进行分离的方法。
凝胶过滤是一种快速而简便的分离分析技术,可用于蛋白质的脱盐、分离、提纯、分析等等。
柱中的填充料是水合程度高而不溶的碳水化合物高聚物,最常用的是葡聚糖凝胶〔其他有聚丙烯酞胺凝胶和琼脂糖凝胶等)。
仙聚糖凝胶是具有不同交联度的网状结构物,不同型号的葡聚糖凝胶其“网眼”大小不同,可以用来分离纯化不同分子大小的物质。
当蛋白质混合物通过层析柱时,比“网眼”大的蛋自质分子不能进入凝胶颗粒内部,不能沿着颗粒间隙流动,流程短,流速快,最先流出柱外;比“网眼”小的分子则进入凝胶颗粒内部,沿着孔道移动,从一个颗粒流出,又进入另一颗粒,所以下移速度慢,随后被洗脱下来。
蛋白质分离纯化的技术
蛋白质分离纯化的技术前言蛋白质是生物体内非常重要的大分子有机物质,具有各种生物学功能,如结构支持、催化反应、传递信息、运输物质及免疫防御。
而蛋白质的研究和应用,早已成为生命科学的热门领域。
然而,大多数生物体中的蛋白质都混杂着众多的其他大分子物质,为了研究或应用某种特定蛋白质,就需要将它从其它物质中分离纯化出来。
今天我们就要来讲一讲蛋白质分离纯化的技术。
一、蛋白质分离的基本原理蛋白质分离的基本原理是利用不同的性质来分离具有不同特性的蛋白质。
蛋白质的各种性质包括分子大小、分子形状、电荷、亲疏水性、氨基酸序列等。
根据这些不同的性质,分别选择不同的分离纯化方法,可以实现不同程度的分离纯化效果。
二、蛋白质分离纯化技术的分类根据分离方式的不同,蛋白质分离纯化技术可以分为以下几类:1. 分子筛层析:分子筛层析是根据蛋白质的分子大小、形状来进行分离,其原理是在一定的缓冲液中,将特定孔径大小的陶瓷或聚合物微球填充进层析柱,根据蛋白质的分子大小,从层析柱中流出不同的蛋白质。
这种方法可以使蛋白质得到较好的分离纯化,但需要考虑蛋白质的保护。
2. 表面等电聚焦(IEF):表面等电聚焦是根据蛋白质的等电点来进行分离,其原理是在聚丙烯酰胺凝胶电泳板上加上一组垂直于电泳方向的电场,在酸性一端放置一种酸性缓冲液,碱性一端放置一种碱性缓冲液,中间分别加入样品,蛋白质会在等电点处停留,使得不同等电点的蛋白质得到了分离和收获。
这种方法可以进行多品种、高分辨率的蛋白质分离。
3. 亲和层析:亲和层析是根据蛋白质与其他化合物的特异性相互作用进行分离,其原理是特定的化合物置于层析柱中,当特定的蛋白质与化合物结合时,蛋白质就可以纯化出来。
如在层析柱中放入钙离子,就可以纯化出骨钙蛋白,并且可以通过控制钙离子浓度来实现蛋白质的分离。
4. 透析:透析是将样品分子分离于透析膜之内或之外的方法。
通常将混合物放置于透析袋内,在培养基、缓冲液等适当环境中,透析袋内的小分子会从透析膜渗透出去,而较大的蛋白质则被留在透析袋内。
蛋白质分离和纯化技术的研究和应用
蛋白质分离和纯化技术的研究和应用蛋白质是生物体内最基本的分子,其担负着细胞结构与功能、物质转运、信号传递等重要生理功能。
由于生物样品中蛋白质种类众多、含量差异较大,为了深入揭示蛋白质的生物学功能和结构特性,必须对蛋白质进行精确分离和纯化。
本文将介绍蛋白质分离和纯化技术的研究和应用。
一、蛋白质分离技术蛋白质分离是指将复杂的蛋白质混合物进行分离,得到不同种类的纯化蛋白质的过程。
在蛋白质分离的基础上,再进行进一步纯化,能够更好地揭示蛋白质的生物学特性。
(一)凝胶电泳凝胶电泳是当前最常用的蛋白质分离技术之一。
它基于蛋白质的电荷、大小、形状和亲疏水性等性质,利用电场将蛋白质分子沿着凝胶移动,实现分子大小的分离。
凝胶电泳具有分离效果好、操作简单易行、样品消耗量小以及可视化等优点。
(二)液相色谱液相色谱(Liquid chromatography)是一种通过化学亲和性、分子大小、极性与非极性等属性分离物质的分离技术。
常用的液相色谱有透析液相色谱、醚基、硅烷基、反相、离子交换、凝胶过滤等类型。
其中反相色谱在蛋白质分离中尤为重要,它基于不同蛋白质在疏水性基质表面的分配系数不同,以蛋白质的亲水性为基础进行分离。
二、蛋白质纯化技术蛋白质纯化是指在获得蛋白质的基础上,通过不同的纯化技术去除其中的杂质,得到纯度高的蛋白质分子。
蛋白质的纯化技术主要分为两类:非特异性纯化和特异性纯化。
(一)非特异性纯化非特异性纯化是指利用物理化学性质对样品进行分步纯化,将目标分子与混杂物质逐步分离开来的方法。
常用的非特异性纯化技术有盐析、凝胶过滤和透析等。
其中,盐析技术是常用的一种非特异性纯化技术,它利用富集目标蛋白质对盐的结合能力高于混杂蛋白质的特性,将混杂蛋白质和目标蛋白质分离。
(二)特异性纯化特异性纯化是指通过蛋白质与配体、抗体等生物学活性团之间的特异作用进行分离纯化的方法。
常用的特异性纯化技术包括亲和层析、免疫亲和层析等。
其中,亲和层析是一种重要的特异性纯化技术,它通过识别目标蛋白质与固定于固相材料上的亲和基团之间的特异性互作来分离纯化蛋白质。
蛋白质的分离、纯化
胰岛素的分离纯化
胰岛素是一种由胰腺分泌的激素, 具有降低血糖的作用。胰岛素的 分离纯化通常采用离子交换色谱
和结晶法。
胰岛素的分离纯化对于治疗糖尿 病具有重要意义。纯化的胰岛素 可以用于注射,帮助糖尿病患者
控制血糖水平。
在胰岛素的分离纯化过程中,需 要特别注意避免蛋白质的聚集和 变性,以确保产品的安全性和有
利用半透膜,根据不同物质之间的分 子大小和形状差异进行分离。
色谱分离
利用不同物质在固定相和流动相之间 的吸附、分配等作用力差异进行分离。
蛋白质的纯度鉴定
化学分析
电泳分析
利用蛋白质中的特定化学基团进行定量分 析,如测定氨基酸组成和序列、测定肽键 等。
利用不同蛋白质在电场中的迁移率差异进 行分离,再通过染色或放射自显影等技术 进行检测。
有机溶剂沉淀法
利用有机溶剂降低水的介电常数,使 蛋白质发生沉淀。常用的有机溶剂有 乙醇、丙酮等。
离心法
高速离心法
利用高速旋转产生的离心力使溶液中 的悬浮颗粒沉降,从而实现蛋白质的 分离。
超速离心法
在高速离心的基础上,利用密度梯度 离心技术,将不同密度的蛋白质进行 分离。
膜分离法
微滤
利用微孔滤膜,将溶液中的悬浮颗粒和微生物截留,从而实现蛋白质的分离。
蛋白质在水中的溶解度 受pH、离子强度、温度 等因素影响。不同蛋白 质具有不同的溶解度。
蛋白质的分离纯化方法
沉淀法
利用蛋白质的溶解度差异,通过改变 某些条件(如pH、离子强度、温度 等)使蛋白质沉淀析出。
离心分离
利用离心机的高速旋转产生的离心力, 根据不同物质之间的密度和沉降系数 差异进行分离。
膜分离
血红蛋白的分离纯化通常采用色谱技术,如凝胶过滤色谱和离子交换色谱。这些技术可以根据蛋白质 的大小、电荷和疏水性等性质进行分离。
分离提纯蛋白质的方法
分离提纯蛋白质的方法
分离和提纯蛋白质是生物学和生物化学研究中常见的技术方法,其目的是获得纯度高、结构完整的蛋白质样品,以便进行结构和功能研究。
下面介绍几种常见的蛋白质分离和纯化方法:
1. 离心分离法:利用离心力将不同密度的蛋白质分离开来。
该方法适用于分离不同分子量的蛋白质。
2. 溶液层析法:利用化学亲和性或物理特性将蛋白质分离开来。
常见的溶液层析法有离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析等。
3. 电泳法:将蛋白质样品置于电场中,根据蛋白质的电荷、分子量或等电点等特性,将蛋白质分离开来。
4. 超滤法:利用超滤膜的筛选作用将不同分子量的蛋白质分离开来。
该方法适用于提纯分子量较小的蛋白质。
5. 氯仿法:利用氯仿的亲油性和蛋白质的亲水性差异,将蛋白质从混合物中提取出来。
6. 水相萃取法:利用蛋白质在水相和有机相中亲和性不同,将蛋白质从混合物中萃取出来。
以上是常见的蛋白质分离和提纯方法,不同的方法适用于不同种类和不同性质的蛋白质。
在实际操作中,需要根据样品的特点选择合适的方法进行分离和提纯。
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蛋白质提取与纯化技术总结
蛋白质提取与纯化技术总结蛋白质提取与纯化技术1.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。
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解,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。
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,一是因为丁亲脂性强,特别是溶解磷脂的能力强;二是丁兼具亲水性,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。
蛋白质的提取与纯化
蛋白质的提取与纯化一,蛋白质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。
分离纯化的基本步骤
蛋白质分离纯化的基本步骤蛋白质分离纯化分为四个步骤:(一)材料的预处理及细胞破碎(二)蛋白质的抽提(三)蛋白质粗制品的获得(四)样品的进一步分离纯化。
蛋白质分离纯化是用生物工程下游技术从混合物之当中分离纯化出所需要得目的蛋白质的方法。
(一)材料的预处理及细胞破碎分离提纯某一种蛋白质时,首先要把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持原来的天然状态,不丧失活性。
所以要采用适当的方法将组织和细胞破碎。
常用的破碎组织细胞的方法有:1.机械破碎法这种方法是利用机械力的剪切作用,使细胞破碎。
常用设备有,高速组织捣碎机、匀浆器、研钵等。
2.渗透破碎法这种方法是在低渗条件使细胞溶胀而破碎。
3.反复冻融法生物组织经冻结后,细胞内液结冰膨胀而使细胞胀破。
这种方法简单方便,但要注意那些对温度变化敏感的蛋白质不宜采用此法。
4.超声波法使用超声波震荡器使细胞膜上所受张力不均而使细胞破碎。
5.酶法如用溶菌酶破坏微生物细胞等。
(二)蛋白质的抽提通常选择适当的缓冲液溶剂把蛋白质提取出来。
抽提所用缓冲液的pH、离子强度、组成成分等条件的选择应根据欲制备的蛋白质的性质而定。
如膜蛋白的抽提,抽提缓冲液中一般要加入表面活性剂(十二烷基磺酸钠、tritonX-100 等),使膜结构破坏,利于蛋白质与膜分离。
在抽提过程中,应注意温度,避免剧烈搅拌等,以防止蛋白质的变性。
(三)蛋白质粗制品的获得选用适当的方法将所要的蛋白质与其它杂蛋白分离开来。
比较方便的有效方法是根据蛋白质溶解度的差异进行的分离。
常用的有下列几种方法:1.等电点沉淀法不同蛋白质的等电点不同,可用等电点沉淀法使它们相互分离。
2.盐析法不同蛋白质盐析所需要的盐饱和度不同,所以可通过调节盐浓度将目的蛋白沉淀析出。
被盐析沉淀下来的蛋白质仍保持其天然性质,并能再度溶解而不变性。
3.有机溶剂沉淀法中性有机溶剂如乙醇、丙酮,它们的介电常数比水低。
能使大多数球状蛋白质在水溶液中的溶解度降低,进而从溶液中沉淀出来,因此可用来沉淀蛋白质。
生化大实验实验报告范文
生化大实验实验报告范文一蛋白质提取、纯化及分析技术实验一多酚氧化酶(PPO)的分离提取一、材料与试剂(1)马铃薯(大约每小组200-300g)(2)试剂:0.03M磷酸缓冲液PH6.0(内含0.02m巯基乙醇,0.001mEDTA,5%甘油,1%的聚乙烯吡咯烷酮)配制时配某10倍的浓缩液1000ml;固体硫酸铵;0.03M磷酸缓冲液PH6.0(内含0.02m巯基乙醇,0.001mEDTA,0.005mMgCL2)配置时配。
(3)实验器械与仪器设备:试管与试管架;烧杯、玻璃搅棒;移液管、滴管等;试剂瓶;透析袋;过滤纱布;植物组织匀浆器;PH计和PH试纸;GL-20C高速冷冻离心机;DL-7A大容量低速冷冻离心机二、操作步骤1:粗酶提取:马铃薯组织按1:1(W/V)比例与0.03m磷酸缓冲液PH6.0(内含0.02M巯基乙醇,0.001mEDTA,5%甘油,1%聚乙烯吡咯烷酮)混合,匀浆4层后纱布过滤,滤液以6000rpm离心10min,弃除沉淀获得酶提取液。
2:盐析分级沉淀:在酶提取液中加入固体硫酸铵使其达到40%饱和度(边加边搅拌达到充分溶解),然后6000rpm离心20min弃除沉淀;离心上清液在加入固体硫酸铵达到70%饱和度(边加边搅拌达到充分溶解),再以6000rpm离心20min,弃除上清夜,收集粗酶沉淀。
沉淀用0.03M磷酸缓冲液PH6.0(内含0.02巯基乙醇,0.001MEDTA,0.005MMgCL2)溶解,装入透析袋中用0.02NKCL溶液透析至无硫酸铵根离子,获得粗酶液供上柱使用。
三、实验结果获得PPO粗酶液供上柱使用。
实验二柱层析纯化PPO一、材料与试剂试剂:0.02MTri-HCL缓冲液Ph7.4(内含0.001MEDTA)配制时配某10倍浓缩液1000ml;NaCL;聚已二醇;葡聚糖凝胶Sephade某G-200等;实验器械与仪器设备:试管与试管架、烧杯、玻璃搅棒、移液管、滴管等;试剂瓶、层析柱、pH计和pH试纸、恒流泵、梯度混合仪、核酸蛋白监测仪、GL-20C高速冷冻离心机、DL-7A大容量低速冷冻离心机二、操作步骤1.葡聚糖凝胶的处理、装柱及平衡(1)柱材处理称取一定量的Sephade某G-200干粉,加无离子水或蒸馏水浸泡溶胀48h,去掉悬浮的细微颗粒,为防止凝胶颗粒中的空气存在,影响层析效果,凝胶装柱前一定要将凝胶液中的气体除掉,其办法是将凝胶液放进抽滤瓶中,进行抽真空处理,直到凝胶液中没有气泡出现为止。
蛋白质纯化的方法
蛋白质纯化的方法
蛋白质纯化的方法有多种,包括但不限于以下几种:
1. 层析法:包括凝胶过滤、离子交换层析、吸附层析以及亲和层析等。
2. 电泳法:包括区带电泳、等电点聚焦等。
3. 有机溶剂提取:与水互溶的有机溶剂(如甲醇、乙醇)能使一些蛋白质在水中的溶解度显著降低,因此,控制有机溶剂的浓度可以分离纯化蛋白质。
4. 盐析:将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液,使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏,导致蛋白质沉淀。
5. 免疫沉淀法:利用特异抗体识别相应的抗原蛋白,并形成抗原抗体复合物的性质,可从蛋白质混合溶液中分离获得抗原蛋白。
6. 透析和超滤法:透析利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开;超滤法应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜,达到浓缩蛋白质溶液的目的。
以上方法可以根据实际需要进行选择,必要时可以组合使用。
请注意,不同方法的效果和适用范围可能存在差异。
蛋白质分离纯化的基本步骤
分离纯化:根据目标蛋白质的特性和分离技术的选择,进行分离和纯化。例如,利用分子大小、电荷、亲和性等特性进行分离,重复操作以提高纯度。
蛋白质的分离纯化是在混合蛋白质溶液中将目标蛋白质从其他杂质中分离出来,并获得高纯度的目标蛋白质样品的过程。以下是蛋白质分离纯化的基本步骤:
细胞破碎:从生物样品(例如细胞或组织)中提取蛋白质。可以使用细胞破碎方法,如超声波破碎、高压破碎等,破坏细胞膜和细胞结构,释放蛋白质。质等固体颗粒和大分子物质,获得相对清晰的蛋白质上清液。
纯化监测:对分离得到的蛋白质样品进行检测和监测,常用方法包括紫外吸收光谱、荧光染色、Western blot等,以确定纯度和目标蛋白质的存在。
储存和保存:将纯化的蛋白质样品适当储存,使用低温、避光和减少冻融循环等方式,保持其稳定性和活性。
需要根据实际情况和目标蛋白质的特性选择适当的方法和步骤进行蛋白质的分离纯化。此外,为了确保实验的成功和结果的准确性,应遵循相关的实验室操作规程和安全措施。
蛋白质的分离纯化技术
蛋白质的分离纯化技术1、根据蛋白质带电性质不同的分离技术1.1离子交换层析以离子交换剂作为柱填充物,在中性条件下,根据由于蛋白质和多肽的带电性不同而引起的离子交换亲和力的不同而得到分离。
其可分为阳离子柱和阴离子柱两大类, 还有一些新型树脂,如大孔型树脂、均孔型树脂、离子交换纤维素、葡聚糖凝胶琼脂糖凝胶树脂等。
离子交换剂有阳离子交换剂和阴离子交换剂。
当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂可交换基团相同电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,带同种净电荷越多,吸附力越强。
随后用改变pH或离子强度的办法将吸附的蛋白质按吸附能力从小到大的顺序先后洗脱下来。
1.2电泳法电泳为带电粒子在电场中向与其自身所带电荷相反的电极方向移动的现象。
蛋白质混合样品经过电泳后,被分离的各蛋白质组分的电泳迁移率互不相同,由各蛋白质组分所带的静电荷以及分子大小和形状的不同而达到分离。
现在常用的聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE),可以因不同蛋白质所带电荷的差异和大小差异高分辨率地分离或分析蛋白质。
在PAGE系统中加入十二烷基磺酸钠(SDS),可以消除蛋白质所带电荷的差异,构成的SDS-PAGE系统是测定蛋白质的相对分子质量最常用的方法。
2、根据蛋白质溶解度不同的分离技术2.1蛋白质的盐析蛋白质在低盐浓度下的溶解度随着盐溶液浓度升高而增加,此称盐溶;当盐浓度不断上升时,蛋白质的溶解度又以不同程度下降并先后析出,此称盐析,从而达到分离纯化的效果。
2.2有机溶剂沉淀法有机溶剂能降低溶液的介电常数,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便沉淀析出。
近年来的研究认为,有机溶剂可能破坏某种键如氢键,使空间结构发生变化,致使一些原来包在内部的疏水集团暴露于表面并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层,从而使蛋白质沉淀。
利用不同蛋白质在不同浓度的有机溶剂中的溶解度差异而分离的方法即为有机溶剂沉淀法。
分离纯化蛋白质的方法
分离纯化蛋白质的方法分离纯化蛋白质是生物学研究中的重要一环。
蛋白质是生命活动的基础,它们参与了许多生化反应和细胞功能的调节。
因此,研究蛋白质的结构和功能对于理解生命活动的本质具有重要的意义。
然而,蛋白质的分离纯化是一项复杂的工作,需要利用不同的方法和技术。
本文将介绍一些常用的方法和技术,以帮助读者更好地理解蛋白质的分离纯化过程。
一、离心法离心法是最常用的分离蛋白质的方法之一。
它利用不同蛋白质的沉降速度差异,将混合物中的蛋白质分离开来。
离心法可以分为低速离心和高速离心两种方式。
低速离心的转速通常在500-5000 rpm之间,可以用来分离细胞器和细胞碎片。
高速离心的转速通常在20000-40000 rpm之间,可以用来分离蛋白质和病毒颗粒等微小颗粒。
二、凝胶过滤法凝胶过滤法是一种按分子量大小分离蛋白质的方法。
它利用凝胶的孔隙大小将蛋白质分离开来。
分子量大的蛋白质无法进入凝胶的孔隙,只能在凝胶表面停留,而分子量小的蛋白质可以进入凝胶的孔隙中,被分离出来。
凝胶过滤法常用于分离分子量相近的蛋白质。
三、离子交换色谱法离子交换色谱法是一种利用蛋白质和离子交互作用分离的方法。
它利用带电离子交换树脂将混合物中的蛋白质分离出来。
蛋白质的带电性质与树脂表面的带电离子相互作用,从而实现分离。
离子交换色谱法常用于分离带正电荷或带负电荷的蛋白质。
四、亲和层析法亲和层析法是一种利用蛋白质与某种特定分子之间的亲和力分离的方法。
它利用固定在树脂表面的特定分子与混合物中的蛋白质发生亲和作用,从而分离出目标蛋白质。
亲和层析法常用于分离具有特定结构或功能的蛋白质。
五、透析法透析法是一种利用半透膜将混合物中的小分子物质和大分子物质分离的方法。
它利用半透膜的选择性通透性将小分子物质透过膜外,而将大分子物质留在膜内。
透析法常用于分离蛋白质和其他小分子物质。
六、电泳法电泳法是一种利用蛋白质的带电性质和电场作用进行分离的方法。
它将混合物中的蛋白质置于电场中,通过电泳移动的速度将蛋白质分离出来。
蛋白质提取纯化的基本流程
蛋白质是生物体内一类非常重要的大分子有机化合物,承担着多种生物学功能。
为了进行蛋白质的研究、分析或应用,科学家们需要从复杂的生物体系中提取和纯化目标蛋白质。
蛋白质提取纯化的基本流程通常包括样品制备、裂解、离心、层析、电泳等步骤。
下面是关于蛋白质提取纯化的基本流程的详细解释:### **1. 样品制备:**蛋白质提取纯化的第一步是样品的制备。
这涉及到从生物体(细胞、组织等)中获得样品。
样品的制备过程中要注意避免蛋白质的降解和损失。
常见的样品包括细胞总蛋白、细胞膜蛋白、细胞器蛋白等。
制备好的样品需要储存在低温下以防止蛋白质的降解。
### **2. 裂解(细胞破碎):**样品制备完成后,下一步是裂解,也就是将生物体内的细胞或组织破碎,释放蛋白质。
裂解可以通过机械破碎、超声波破碎、高压破碎等方法实现。
同时,可以添加裂解缓冲液,其中可能包含蛋白酶抑制剂、还原剂等,以维持蛋白质的稳定性。
### **3. 离心:**裂解后的混合物通过离心可以分离成上清液和沉淀。
离心是利用离心机产生的离心力,使样品中的颗粒沉降,从而实现液体和颗粒的分离。
上清液中包含了可溶性的蛋白质,而沉淀中则包含了细胞核、细胞壁等。
### **4. 层析(柱层析或凝胶层析):**层析是蛋白质提取纯化中的关键步骤之一。
这一步旨在根据蛋白质的性质,通过将混合物在柱上或凝胶中进行分离。
常见的层析方法包括离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等。
层析可以根据蛋白质的大小、电荷、亲和性等特性有选择性地分离目标蛋白质。
### **5. 电泳:**电泳是蛋白质分离和分析的重要手段。
在电场作用下,蛋白质根据其电荷和大小在凝胶中迁移。
蛋白质电泳分离可以用于检测样品的纯度、确定分子量等。
常见的电泳方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)。
### **6. 检测和分析:**在蛋白质提取纯化的过程中,需要对提取得到的蛋白质样品进行检测和分析。
试述蛋白质分离纯化的原理与方法
试述蛋白质分离纯化的原理与方法蛋白质是生物体中最重要的分子之一,它们在维持生命活动中扮演着关键的角色。
蛋白质分离纯化的目的是将目标蛋白质从混合物中提取出来,并去除其他不需要的杂质。
本文将介绍蛋白质分离纯化的原理和常用方法。
蛋白质分离纯化的原理主要基于蛋白质间的差异性。
根据不同的性质,如分子质量、电荷、疏水性等,可以采用不同的方法进行分离纯化。
以下是常用的蛋白质分离纯化方法:1.等电聚焦(isoelectric focusing):该方法基于蛋白质在不同pH条件下的电荷差异进行分离。
通过在一个pH梯度中施加电场,蛋白质会在电场的作用下聚集在其等电点(pI)附近,从而实现分离纯化。
2.非变性凝胶电泳(non-denaturing gel electrophoresis):该方法是一种较为粗略的分离纯化方法,通过基于蛋白质的分子质量进行分离。
常见的非变性凝胶电泳方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳(polyacrylamide gel electrophoresis,PAGE)和琼脂糖凝胶电泳(agarose gel electrophoresis)。
3.变性凝胶电泳(denaturing gel electrophoresis):与非变性凝胶电泳相比,变性凝胶电泳在分离蛋白质时去除了二级结构和三级结构的影响,使蛋白质只以其分子质量差异进行分离。
SDS-PAGE是最常用的变性凝胶电泳方法之一,它利用SDS (十二烷基硫酸钠)将蛋白质变性,并在凝胶中形成等电点电泳进而进行分离。
4.柱层析(chromatography):柱层析是一种基于蛋白质在固定相上的亲和力、大小、电荷等性质差异进行分离的方法。
常见的柱层析方法包括凝胶层析、离子交换层析、亲和层析和凝胶过滤层析等。
5.亲和纯化(affinity purification):该方法利用目标蛋白与特定亲和剂之间的特异性相互作用进行分离。
通过将亲和剂固定在固定相上,然后将混合物经过固定相,目标蛋白会与亲和剂结合,其他杂质则被洗脱。
蛋白质分离与纯化技术的原理及方法
蛋白质分离与纯化技术的原理及方法蛋白质是生物体内重要的基本分子组成,对于维持正常生命活动和疾病诊断都具有重要的意义。
但是,大多数蛋白质在生物体内含量非常低,而其他非蛋白质物质影响蛋白质的检测和分离,因此需要分离和纯化。
本文将详细介绍蛋白质分离与纯化技术。
一、蛋白质分离技术的原理蛋白质分离技术是指根据生物分子的特异性,将混合的蛋白质样品分离为纯度高的蛋白质样品的一种技术。
蛋白质分离技术主要基于蛋白质之间不同的特异性,如不同蛋白质之间的分子量、等电点、亲和性、化学性质等。
目前,常用的蛋白质分离技术包括血凝素亲和层析,酸碱沉淀,凝胶过滤层析,离子交换层析等。
在这些技术中,用于分离纯化特定蛋白质的介质通常都是指具有某种亲和性的化合物。
例如,离子交换层析的介质是酰胺基结构化支链多孔聚合物,允许基于蛋白质的带电性进行区分和分离。
二、蛋白质纯化技术的原理在蛋白质的分离基础上,蛋白质纯化技术是指将分离出来的蛋白质再次通过特殊的操作方法,使蛋白质纯度相对较高,以获取更精确的蛋白质信息。
纯化方法的选择和分离方法的选择有关。
一般而言,蛋白质分离后,样品中常常含有一定的杂质。
因此,在纯化前应该清洁样品。
清洁样品的方法可以是简单的酸洗化或钠氢硝酸纯化。
为了获得高纯度的蛋白质,需要使用更高效的纯化方法,如离子交换,凝胶过滤,凝胶电泳等。
除此之外,还有一些高端的纯化技术如傅立叶红外显微光谱(FTIR),二维蛋白质凝胶电泳,蛋白质结构分析和序列识别等。
这些纯化技术在制备高纯度蛋白质样品中都有广泛的应用。
三、蛋白质分离和纯化的方法(一)离子交换层析技术离子交换是分离和分析离子化合物的一种方法,其原理是根据样品分子溶液里的离子性质(酸性或碱性)将蛋白质通过介质分离。
离子交换层析主要分为阴离子交换(AEC)和阳离子交换(CEC)两种,每种层析介质都包括两种类型的树脂:强的交换树脂(强酸性或强碱性)和弱的交换树脂。
强交换树脂具有极高的层析能力和选择性,但有时会在操作中造成带电蛋白质的不良堵塞。
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。
精编蛋白质科学实验指南2023
精编蛋白质科学实验指南2023一、蛋白质提取与纯化蛋白质的提取与纯化是进行蛋白质科学实验的基础,是后续研究的重要前提。
在本章节中,我们将介绍常用的蛋白质提取与纯化技术,包括离心技术、色谱技术等,以及在实验过程中需要注意的事项。
二、蛋白质结构解析蛋白质的结构决定了其功能,因此蛋白质结构解析是理解蛋白质功能的重要手段。
在本章节中,我们将介绍常用的蛋白质结构解析技术,如X射线晶体学、核磁共振等,以及如何解析蛋白质的结构,如何理解结构与功能的关系。
三、蛋白质相互作用研究蛋白质与其他分子或蛋白质的相互作用在生物体内起着重要作用。
在本章节中,我们将介绍研究蛋白质相互作用的方法和技术,如酵母双杂交、免疫共沉淀等,以及如何解析相互作用的结构基础和生物学意义。
四、蛋白质修饰与磷酸化蛋白质的修饰和磷酸化是调节蛋白质活性的重要机制。
在本章节中,我们将介绍蛋白质的修饰和磷酸化类型,以及研究修饰和磷酸化的方法和技术,如质谱分析、磷酸化抗体检测等。
五、蛋白质表达调控蛋白质的表达调控是生物体内基因表达调控的重要环节。
在本章节中,我们将介绍蛋白质表达调控的机制和策略,以及如何利用基因工程技术进行蛋白质的表达调控。
六、蛋白质组学分析蛋白质组学是研究细胞、组织或生物体中全部蛋白质及其相互作用的一门科学。
在本章节中,我们将介绍蛋白质组学分析的方法和技术,如双向凝胶电泳、质谱分析等,以及如何利用蛋白质组学技术进行疾病诊断和治疗。
七、蛋白质结晶与药物设计蛋白质结晶是药物设计和开发的基石。
在本章节中,我们将介绍蛋白质结晶的原理和技术,包括蛋白质纯化、结晶条件筛选等。
此外,我们还将介绍药物设计与蛋白质结晶的关系,以及如何利用蛋白质结晶技术进行药物设计和筛选。
八、蛋白质稳定性测定蛋白质的稳定性对其功能至关重要。
在本章节中,我们将介绍测定蛋白质稳定性的方法和技术,如热稳定性测定、化学稳定性测定等。
此外,我们还将介绍影响蛋白质稳定性的因素,以及如何通过稳定性测定来研究蛋白质的结构和功能。
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蛋白质提取与纯化技术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。
2、离子交换层析法离子交换剂有阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素;CM-纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素;DEAE?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素),当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。
(详见层析技术章)(四)根据配体特异性的分离方法-亲和色谱法亲和层析法(aflinity chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法,它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来,而且纯度很高。
这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand)的分子能特异而非共价地结合。
其基本原理:蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在,每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质,因此蛋白质的分离(Separation),提纯(Purification)和鉴定(Characterization)是生物化学中的重要的一部分,至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来,因此往往采取几种方法联合使用。
细胞的破碎1、高速组织捣碎:将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。
此法适用于动物内脏组织、植物肉质种子等。
2、玻璃匀浆器匀浆:先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎,此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织。
3、超声波处理法:用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100毫克菌体/毫升浓度,在1KG至10KG频率下处理10-15分钟,此法的缺点是在处理过程会产生大量的热,应采取相应降温措施。
对超声波敏感和核酸应慎用。
4、反复冻融法:将细胞在-20度以下冰冻,室温融解,反复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞结构破碎。
5、化学处理法:有些动物细胞,例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠(SDS)、去氧胆酸钠等细胞膜破坏,细菌细胞壁较厚,可采用溶菌酶处理效果更好。
无论用哪一种方法破碎组织细胞,都会使细胞内蛋白质或核酸水解酶释放到溶液中,使大分子生物降解,导致天然物质量的减少,加入二异丙基氟磷酸(DFP)可以抑制或减慢自溶作用;加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性,加入苯甲磺酰氟化物(PMSF)也能清除蛋白水解酥活力,但不是全部,还可通过选择pH、温度或离子强度等,使这些条件都要适合于目的物质的提取。
浓缩、干燥及保存一、样品的浓缩生物大分子在制备过程中由于过柱纯化而样品变得很稀,为了保存和鉴定的目的,往往需要进行浓缩。
常用的浓缩方法的:1、减压加温蒸发浓缩通过降低液面压力使液体沸点降低,减压的真空度愈高,液体沸点降得愈低,蒸发愈快,此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。
2、空气流动蒸发浓缩空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液,表面不断通过空气流;或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室,用电扇对准吹风,使透过膜外的溶剂不沁蒸发,而达到浓缩目的,此法浓缩速度慢,不适于大量溶液的浓缩。
3、冰冻法生物大分子在低温结成冰,盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中,操作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体,然后缓慢地融解,利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。