蛋白质的分离,纯化和表征
合集下载
第七章蛋白质的分离纯化与表征
2020/3/1
第七章 蛋白质的分离、纯化和表征
二、蛋白质分子的大小与形状
(三) 蛋白质的扩散和扩散系数 平移扩散：由于浓度差引起的溶质分子的净迁移称为平移扩散 扩散系数：当浓度梯度为一个单位时，在一秒钟内通过1cm2面积 所扩散的溶质的量。
蛋白质的扩散系数与分子大小和形状及溶剂的粘度有关。
扩散过程受到蛋白质分子与溶剂间的内磨擦阻力所反抗，这种阻 力大小不仅取决于蛋白质分子的质量，并且还强力地取决于它的 颗粒形状。
2020/3/1
2020/3/1
第七章 蛋白质的分离、纯化和表征
•分离蛋白质的目的 许多蛋白质的研究与应用都要获得 纯蛋白质。如研究蛋白质的分子结构、组成和某些物理 化学性质，需要纯的、均一的甚至是结晶的蛋白质样品 。 •分离和纯化蛋白质方法的原理 根据蛋白质的之间的各 种特性的差异，包括分子的大小和形状、酸碱性质、溶 解度、吸附性质和对配体分子的特异生物学亲和力进行 分离。
2020/3/1
第七章 蛋白质的分离、纯化和表征
五、蛋白质的分离纯化方法
(四) 利用选择性吸附的纯化方法 1.羟磷灰石层析 2.疏水作用层析(苯基琼脂糖、辛基琼脂糖) (五) 利用对配体的特异生物学亲和的纯化方法 (六)高效液相层析和快速蛋白质液相层析
六、蛋白质的含量测定与纯度鉴定
(一) 蛋白质含量测定 凯氏定氮法、双缩脲法、Folin－酚试剂法、紫外吸收法、染料结合法 （Bradford）、胶体金测定法等。 (二)蛋白质纯度鉴定 电泳、沉降、HPLC、SDS－PAGE等。
二、蛋白质分子的大小与形状
(一) 根据化学组成测定最低相对分子质量
•如果已知蛋白质分子中含某种微量元素，并已知其含量，则可测 定此微量元素的含量，计算出最低相对分子质量。
第七章 蛋白质的分离、纯化和表征
二、蛋白质分子的大小与形状
(三) 蛋白质的扩散和扩散系数 平移扩散：由于浓度差引起的溶质分子的净迁移称为平移扩散 扩散系数：当浓度梯度为一个单位时，在一秒钟内通过1cm2面积 所扩散的溶质的量。
蛋白质的扩散系数与分子大小和形状及溶剂的粘度有关。
扩散过程受到蛋白质分子与溶剂间的内磨擦阻力所反抗，这种阻 力大小不仅取决于蛋白质分子的质量，并且还强力地取决于它的 颗粒形状。
2020/3/1
2020/3/1
第七章 蛋白质的分离、纯化和表征
•分离蛋白质的目的 许多蛋白质的研究与应用都要获得 纯蛋白质。如研究蛋白质的分子结构、组成和某些物理 化学性质，需要纯的、均一的甚至是结晶的蛋白质样品 。 •分离和纯化蛋白质方法的原理 根据蛋白质的之间的各 种特性的差异，包括分子的大小和形状、酸碱性质、溶 解度、吸附性质和对配体分子的特异生物学亲和力进行 分离。
2020/3/1
第七章 蛋白质的分离、纯化和表征
五、蛋白质的分离纯化方法
(四) 利用选择性吸附的纯化方法 1.羟磷灰石层析 2.疏水作用层析(苯基琼脂糖、辛基琼脂糖) (五) 利用对配体的特异生物学亲和的纯化方法 (六)高效液相层析和快速蛋白质液相层析
六、蛋白质的含量测定与纯度鉴定
(一) 蛋白质含量测定 凯氏定氮法、双缩脲法、Folin－酚试剂法、紫外吸收法、染料结合法 （Bradford）、胶体金测定法等。 (二)蛋白质纯度鉴定 电泳、沉降、HPLC、SDS－PAGE等。
二、蛋白质分子的大小与形状
(一) 根据化学组成测定最低相对分子质量
•如果已知蛋白质分子中含某种微量元素，并已知其含量，则可测 定此微量元素的含量，计算出最低相对分子质量。
第三章蛋白质分离纯化与表征
超滤
• 超滤是一种膜分离技术，它的特点是使用不对 称多孔膜，根据分子的大小来分离溶液中的大 分子物质与小分子物质。超滤尤其适用于大分 子溶液的浓缩，不同种类分子的纯化以及溶剂 交换等。超滤法是一种温和的、非变性的物理 分离方法。
超滤离心管
切向流超滤器
离心技术
• 离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备，生物 样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用， 使悬浮的微小颗粒（细胞器、生物大分子的沉淀等） 以一定的速度沉降，从而与溶液得以分离，而沉降速 度取决于颗粒的质量、大小和密度。 • 密度梯度离心技术是利用每种蛋白质颗粒沉降到与自 身密度相等的密度梯度时即停止不前，最后各种蛋白 质在离心管中被分离成各自的区带。 • 常用的密度梯度有蔗糖梯度，聚蔗糖梯度等。
1. 抗体
• 抗体的制备
免疫荧光技术
• 免疫荧光技术是是将抗原抗体反应的特异性与荧光物质检测的敏 感性和直观性结合起来的一种方法。其基本原理为： • 利用荧光素标记抗体，使之在涂片上或组织切片上与标本中的待 检抗原特异结合，采用高发光效率的点光源，透过滤色板发出一 定波长的光，使结合在标本上的荧光素被激发而产生荧光，借助 荧光显微镜观察底物片上荧光染色形态，来判断有无待检抗原或 抗体。
原理：依赖于蛋白质和它的配体（ligand）之间 的相互作用来分离。配体通常指的是能与另一 个分子或原子结合（一般是非共价结合）的分 子、基团、离子或原子。但在亲和层析中，配 体是通过共价键先与基质结合。配体可以是酶 结合的一个反应物或产物，或是一种可以识别 靶蛋白的抗体，也可以是受体、核酸、细胞器 等。 亲和层析是分离效率最高的分离方法。
高效液相层析（HPLC）
• 高效液相色谱的优点是：检测的分辨率和灵敏 度高，分析速度快，重复性好，定量精度高， 应用范围广。适用于分析高沸点、大分子、强 极性、热稳定性差的化合物。 • 其缺点是：价格昂贵，要用各种填料柱，容量 小，分析生物大分子和无机离子困难，流动相 消耗大且有毒性的居多。目前的发展趋势是向 生物化学和药物分析及制备型倾斜。
生物化学课件 第7章 - 蛋白质分离纯化和表征(9-21)
思考题 2012年厦门大学生物化学
5. 一多肽有侧链羧基30个（pk1=4.3），咪唑基15个(pk2 =
6.0) ，氨基10个（pk3=10）。两端羧基，氨基的pk分别为
COOH = 3.5 和 NH3+ = 9.5。求该蛋白的PI值
+26
分析：
pk1=4.3
30 × COOH
+25
NH3+ pk1=9.5
当一种氨基酸的净电荷用q=pI-pH表达时，若q为正值，则 该氨基酸带正电荷；若q为负值，则该氨基酸带负电荷。
q值的正与负和该氨基酸所带电荷的种类是一致的。如 果采用q=pH-pI来表达，则会出现相反的结果，即q为负值时， 氨基酸带正电荷；q为正值时，氨基酸带负电荷。因此，用 pI-pH更好。
思考题
第7章 蛋白质的分离纯化和表征
一、蛋白质的理化性质 P291
（一）蛋白质的酸碱电离
蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基 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称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质的溶解度最小， 在电场中不移动。
试剂的酸根离子结合而产生沉淀。
生物碱试剂和某些酸类沉淀
实例分析
实例分析：在啤酒生产工艺中有麦芽汁加啤酒 花煮沸的工序，其目的之一就是借酒花中的单 宁类物质怀变性蛋白质或盐形成沉淀，使麦芽 汁得以澄清，从而防止成品啤酒产生蛋白质混 浊。
“ 柿石症”的产生就是由于空腹吃了大量的 柿子，柿子中含有大量的单宁酸，使肠胃中的 蛋白质凝固变性而成为不能被消化的“柿石”
6章蛋白质的分离纯化和表征-教学用
等电聚焦 (IEF)
A stable pH gradient is Protein solution is added established in the gel after and electric field is application of an electric field. reapplied.
教学内容
一、蛋白质的酸碱性质 二、蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀 三、蛋白质分离纯化的一般原则 四、蛋白质的分离纯化方法 五、蛋白质相对分子质量的测定 六、蛋白质的含量测定与纯度鉴定
二、蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀
(一) 蛋白质胶体性质 (二) 蛋白质沉淀
(一)蛋白质胶体性质
分散相质点在胶体系统中保持稳定的3个条件:
几个要说明的问题
Vt: 柱床总体积，常称柱床体积； V0 ：为孔隙体积或外水体积，测出不 被凝胶滞留的蓝色葡聚糖-2000的洗脱 体积即为V0; Vi ：内水体积，凝胶珠内部的水相体积； Vm ：为凝胶基质体积； Vt=V0+Vi+Vm Ve某一待分离物质组分的洗脱体积,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；
(七)亲和层析(affinity chromatography)
① 利用蛋白质分子对其配体(或称 为配基)分子特有的识别能力建 立起来的纯化方法. ② 将特异配体共价地连接到像琼脂 糖凝胶这类载体表面的官能团 (如-OH)上，配体和多糖载体之 间插人一段长度适当的连接臂 (如ε-氨基己酸)，使配体与凝胶 之间保持足够的距离，不致因载 体表面的位阻妨碍待分离的分子 与配体结合. ③ 这类载体在其他性能方面允许蛋 白质能自由通过.
分散相质点在1～l00 nm范围内, 在动力学上是稳定的, 介质分 子对这种质点碰撞的合力不等于零, 使它能在介质中作不断的 布朗运动; 分散相质点带有同种符号的净电荷,互相排斥,不易聚集成大颗 粒而沉淀; 分散相质点能与溶剂形成溶剂化层,例如与水形成水化层,质点 有了水化层,相互间不易靠拢而聚集.
第7章蛋白质的分离纯化和表征
第7章蛋白质的分离纯化和表征第七章蛋白质的分离、纯化和表征第一节蛋白质的酸碱性质每个解离基团的pK 值与游离氨基酸的不完全相同。
等电点应通过等电点聚焦和其他方法来确定。
第二节蛋白质分子的大小和形状首先，根据化学成分确定最低相对分子质量假设只有一种微量组分，在测量其百分含量后，可以用比例公式计算出最低相对分子质量。
如果测量两种痕量组分的百分比含量，并且通过比例公式计算的最低相对分子质量不同，则可以计算两种最低相对分子质量的近似值的最小公倍数。
实施例:纯酶含有1.65%亮氨酸(MR 131)和2.48%异亮氨酸(MR 131), 以找到最低的相对分子质量。
解决方案:根据Leu 的百分比，最低Mr x1: x1 = (100'131)/1.65 = 7939.4。
最低X2先生:X2 = (100 ' 131)/2.48 = 528是3艮据lie的百分比含量计算的。
由于X1 和X2 数之间的巨大差异，建议该酶包含一个以上的Leu 和l i e 。
为了估计Leu 和lie 的数量，首先计算:X1/X2=7939.4/5282.3 〜1.5 .该酶含有的任何氨基酸的数量应为整数，表明该酶至少含有2个Leu 和3个Ile ,其最小相对分子质量为7939.4 ‘2=15878.8或5282.3 3=15846.9二、渗透压法测定相对分子质量三、沉降分析法测定相对分子质量基本原则:(a)离心力(Fc)当粒子(生物大分子或细胞器)在高速旋转下受到离心力时，离心力“ FC由以下公式定义:f = m a = m w 2ra-粒子旋转加速度，m-沉降粒子的有效质量，w粒子旋转角速度，r- 粒子旋转半径(cm)。
②相对离心力(RCF) 由于各种离心机转子的半径或离心管到转轴中心的距离不同，离心力也不同。
因此，文献中常用相对离心力”或数X g来表示离心力。
只要RCF 值不变，样品在不同的离心机上可以获得相同的结果。
蛋白质的分离、纯化和表征_百替生物
第七章蛋白质的分离、纯化和表征7.1本章主要内容1）蛋白质的酸碱性质2）蛋白质分子的大小和形状3）蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀4）蛋白质分离纯化方法7.2教学目的和要求：通过本章学习，使学生掌握蛋白质的物理化学性质，在此基础上对现实生活中的现象给出合理的解释，同时为后续知识的学习打下基础。
7.3重点难点1.蛋白质分离纯化方法2.蛋白质物理化学性质及应用7.4教学方法与手段讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。
7.5授课内容一、蛋白质的酸碱性质蛋白质也是一类两性电解质，能和酸、碱发生作用。
在蛋白质分子中，可解离基团主要是侧链基团，及少数N端-NH2和C端-COOH。
天然球状蛋白质的可解离基团大部分可被滴定，而某些天然蛋白质中有一部分可解离基因由于埋藏在分子内部或参与氢键形成而不能解离。
1.等电点和等离子点（中性盐Ca2+、Mg2+、cl、HPO42++）等电点：以兼性离子形式存在的蛋白质的pH值。
在等电点条件下，蛋白质的电导性、溶解度最小，粘度最大。
蛋白质的等电点和它所含的酸性氨基酸残基和碱性氨基酸残基的比例有关。
等离子点：没有其它盐类干扰时，蛋白质质子供体解离出的质子数与质子受体结合的质子数相等时的pH值称等离子点，是每种蛋白质的特征常数。
2.蛋白质的电泳分离3.离子交换层析分离蛋白质二、蛋白质的大小与形状测分子量的方法：1.化学组成法2.凝胶过滤法3.SDS-PAGE法4.沉降分析法5.渗透压法三、胶体性质与蛋白质的沉淀蛋白质分子直径在1-100nm之间，在水溶液中具有胶体溶液的通性（布朗运动，丁达耳现象，不能通过半透膜）透析：将含小分子杂质的蛋白质放入透析袋中，置水溶液中，小分子杂质不断从袋中出来，大分子蛋白质仍留在袋中。
蛋白质在水中溶解度依赖于多肽链氨基酸残基侧链基团的相对极性，离子化基因数量越多，溶解度越大。
1.稳定蛋白质胶体溶液的主要因素（1）蛋白质表面极性基团形成的水化膜将蛋白质颗粒彼此隔开，不会互相碰撞凝聚而沉淀。
蛋白质化学蛋白质的分离纯化和表征标准版PPT
蛋白质的纯化是基于其结构和功能的研究需求，旨在获得高度纯化且具有生物活性的蛋白质。纯化过程中需考虑蛋白质的酸碱性质，特别是等电点，此时蛋白质溶解度最低，有利于沉淀分离。根据蛋白质的分子大小和形状，可采用渗透压法、沉降分析法、凝胶过滤法及SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法等方法测定其分子量，进而指导纯化策略。蛋白质的胶体性质使其在溶液中稳定分散，而通过破坏这一稳定性，如盐析法、有机溶剂沉淀法、重金Байду номын сангаас沉淀法等，可实现蛋白质的沉淀分离。纯化时还应结合结晶分析、溶解度分析和光吸收等手段，综合评估纯化效果。最终，通过一系列分离纯化步骤，获得满足研究需求的纯蛋白质。
蛋白质分分离纯化和表征
沉降平衡法
（四）凝胶过滤法测定Mr
凝胶过滤（层析）可按照蛋白质分子量大小进行分离的技术，同时可以测定蛋白质分子量。
蛋白质通过凝胶柱的速度即洗脱体积与其分子量有关:
先测得几种标准蛋白质的 Ve （Ve为洗脱体积） ，并 以其分子量对数对Ve作图得 一直线，再测出待测样品的 Ve，查标准曲线即可确定分 子量，并以其分子量对数对 Ve作图得一直线，再测出待 测样品的Ve，查标准曲线即 可确定分子量。
03
根据电荷不同的纯化方法 电泳 ： 在外电场的作用下，带电颗粒向着与其电性相反的电极移动，这种现象称为电泳。 原则上按电泳的原理来分，可分为：
自由界面电
区带电泳 聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE） 三种物理效应：样品的浓缩效应、分子筛效应和电荷效应。
CH2=CH
C=O
NH2
丙烯酰胺
N, N’-甲叉 双丙烯酰胺
抗原和抗体
激素和受体蛋白
3
凝集素和糖蛋白
4
（六） 亲和层析
配体
蛋白质
蛋白质和配体复合物
交联试剂
载体
配体
载体与配体交联体
杂质
杂质
游离配体
测定蛋白质的量是研究蛋白质的最基本的一步。
溶液中蛋白质的浓度测定方法很多，最早的经典方法是凯氏定氮法，稍后应用较广泛的方法是双缩脲法、福林－酚法和紫外吸收法，近年来大多数人用考马斯亮蓝法。
பைடு நூலகம்
叁
若选择阴离子交换树脂，则带负电荷的物质可与OH-发生交换而结合在树脂上。
贰
若选择阳离子交换树脂，则带正电荷的物质与H+发生交换而结合在树脂上。
离子交换：
亲和层析法就是利用化学方法将可与待分离物质可逆性特异结合的化合物（称配体）连接到某种固相载体上，并将载有配体的固相载体装柱，当待提纯的生物大分子通过此层析柱时，此生物大分子便与载体上的配体特异的结合而留在柱上，其他物质则被冲洗出去。然后再用适当方法使这种生物大分子从配体上分离并洗脱下来，从而达到分离提纯的目的 。
（四）凝胶过滤法测定Mr
凝胶过滤（层析）可按照蛋白质分子量大小进行分离的技术，同时可以测定蛋白质分子量。
蛋白质通过凝胶柱的速度即洗脱体积与其分子量有关:
先测得几种标准蛋白质的 Ve （Ve为洗脱体积） ，并 以其分子量对数对Ve作图得 一直线，再测出待测样品的 Ve，查标准曲线即可确定分 子量，并以其分子量对数对 Ve作图得一直线，再测出待 测样品的Ve，查标准曲线即 可确定分子量。
03
根据电荷不同的纯化方法 电泳 ： 在外电场的作用下，带电颗粒向着与其电性相反的电极移动，这种现象称为电泳。 原则上按电泳的原理来分，可分为：
自由界面电
区带电泳 聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE） 三种物理效应：样品的浓缩效应、分子筛效应和电荷效应。
CH2=CH
C=O
NH2
丙烯酰胺
N, N’-甲叉 双丙烯酰胺
抗原和抗体
激素和受体蛋白
3
凝集素和糖蛋白
4
（六） 亲和层析
配体
蛋白质
蛋白质和配体复合物
交联试剂
载体
配体
载体与配体交联体
杂质
杂质
游离配体
测定蛋白质的量是研究蛋白质的最基本的一步。
溶液中蛋白质的浓度测定方法很多，最早的经典方法是凯氏定氮法，稍后应用较广泛的方法是双缩脲法、福林－酚法和紫外吸收法，近年来大多数人用考马斯亮蓝法。
பைடு நூலகம்
叁
若选择阴离子交换树脂，则带负电荷的物质可与OH-发生交换而结合在树脂上。
贰
若选择阳离子交换树脂，则带正电荷的物质与H+发生交换而结合在树脂上。
离子交换：
亲和层析法就是利用化学方法将可与待分离物质可逆性特异结合的化合物（称配体）连接到某种固相载体上，并将载有配体的固相载体装柱，当待提纯的生物大分子通过此层析柱时，此生物大分子便与载体上的配体特异的结合而留在柱上，其他物质则被冲洗出去。然后再用适当方法使这种生物大分子从配体上分离并洗脱下来，从而达到分离提纯的目的 。
第7章 蛋白质的分离、纯化和表征
one particular protein from all the others in the starting material, exploits利用: Solubility Size Charge Hydrophobicity or/and specific binding affinity of the protein of interest
用来确定Mr。
7.2.4 沉降分析法测定相对分子质量
蛋白质溶液在电场中受到强大的离心力作用时，如果
蛋白质的密度大于溶液的密度，蛋白质分子就会沉降。 沉降的速率与蛋白质分子大小和密度有关，而且与分 子形状、溶液的密度和粘度有关。
沉降速率法 沉降平衡法
沉降分析法测定相对分子质量
离心机 转速 60 000-80 000rpm
Protein size and shape
55.8
例如，肌红蛋白相对分子质量=───×100 0.335
=16700 用其他物理化学法法测得的 肌红蛋白Mr与此极为接近，可 见肌红蛋白分子中只含一个 铁原子。
7.2.2 渗透压法测定相对分子质量 渗透与渗透压
渗透压法测定相对分子质量
溶剂分子由纯溶剂（或稀溶液）向溶液（或浓
第7章 蛋白质的分离、纯化 和表征
Protein Separation, Purification and Characterization
Protein Purification and CharacterizatPurification and Characterization
单位离心场的沉积速度是个定值，称为沉降系
数（sedimentation 数。
coefficient)或沉降常
蛋白质分离纯化和表征
（一）根据分子大小不同的纯化方法
1、透析和超过滤：利用蛋白质分子不能通过半透膜而与 小分子分离。
2、密度梯度离心：蛋白质颗粒在具有密度梯度的介质 中离心时，质量和密度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降 得快，且每种蛋白质颗粒沉降到与其自身密度相等的介质密 度梯度时，即停止不前，最后各种蛋白质在离心管中被分离 成不同的区带。
等电点的测定：利用等电聚焦方法测定。 亚基个数的测定：采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 方法测定。
பைடு நூலகம்
恒定浓度法鉴定蛋白纯度
溶 解 的 蛋 白 质 的 量
加入的固体的蛋白质的量
纯的蛋白一个拐点
七、蛋白质性质小结
1、蛋白质的分子量 2、蛋白质的两性电离及等电点 3、蛋白质的胶体性质 4、蛋白质的沉淀反应 5、蛋白质的变性 6、蛋白质的颜色反应(补充）
紫外吸收法
由于核酸在260nm具有光吸收，对测定 干扰较大，可采用280nm、260nm同测 法。
蛋白质浓度（mg/ml）＝1.45A280-0.74A260
（二）蛋白质纯度鉴定
纯度和分子量的测定：采用电泳（如聚丙烯酰胺 凝胶电泳，梯度凝胶电泳等）、高速离心、分子筛 层析、高效液相色谱等技术测定。
氯化高汞、硝酸银、醋酸铅及三氯化铁等，因 为蛋白质在碱性溶液中带负离子，可与这些重金属 的正离子作用而生成不易溶解的盐而沉淀。
碱性条件下
加某些酸类或生物碱试剂
酸性条件下 加苦味酸、单宁酸、三氯乙酸等能和 蛋白质化合成不溶解的蛋白质盐而沉淀。
生物碱试剂是指能引起生物碱沉淀的一类试剂， 如鞣酸、苦味酸、碘化钾等。
P292 图7-1
沉降分析法测定相对分子质量 蛋白质的相对分子量可以直接用沉降
系数表示。一般把单位离心场里的沉降速度称 为沉降系数。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
③ 生物学性质：原有生物学活性丧失， 抗原性改变。
整理课件
9
• 蛋白质变性的可逆性：
a) 蛋白质在体外变性后，绝大多 数情况下是不能复性的；
b) 如变性程度浅，蛋白质分子的
构象未被严重破坏；或者蛋白
质具有特殊的分子结构，并经
特殊处理则可以复性。
整理课件
10
核
糖
核
酸
酶
的
变
性
与
复
性
整理课件
11
• 蛋白质分子相互聚集而从溶液中
用于沉淀蛋白质。
• 沉淀原理是：
• ① 脱水作用；
• ② 使水的介电常数降低，蛋白质
溶解度降低。
பைடு நூலகம்
整理课件
15
（二）电泳：
• 带电粒子在电场中移动的现象称为 电泳。
• 蛋白质分子在溶液中可带净的负电 荷或带净的正电荷，故可在电场中 发生移动。不同的蛋白质分子所带 电荷量不同，且分子大小也不同， 故在电场中的移动速度也不同，据 此可互相分离。
整理课件
16
电泳
整理课件
17
整理课件
18
（三）层析：
• 层析是一种利用混合物中各组分理化 性质的差异，在相互接触的两相（固 定相与流动相）之间的分布不同而进 行分离分析的技术方法。
• 主要的层析技术有离子交换层析，凝 胶层析，吸附层析及亲和层析等。
整理课件
19
离子交换层析
整理课件
20
吸附层析
整理课件
7
•引起蛋白质变性的因素有：
① 物理因素：高温、高压、 紫外线、电离辐射、超声波 等；
② 化学因素：强酸、强碱、 有机溶剂、重金属盐等。
整理课件
8
• 变性蛋白质的性质改变：
① 物理性质：旋光性改变，溶解度下 降，沉降率升高，粘度升高，光吸 收度增加等；
② 化学性质：官能团反应性增加，易 被蛋白酶水解。
整理课件
21
凝胶层析
整理课件
22
凝胶过滤分离蛋白质
整理课件
23
亲和层析
整理课件
24
（四）超速离心：
• 利用物质密度的不同，经超速离心 后，分布于不同的液层而分离。
• 超速离心也可用来测定蛋白质的 分子量，蛋白质的分子量与其沉降 系数S成正比。
整理课件
25
白质从溶液中沉淀析出，称为盐
析。
整理课件
13
• 常用的中性盐有：硫酸铵、氯 化钠、硫酸钠等。
• 盐析时，溶液的pH在蛋白质 的等电点处效果最好。
• 盐析沉淀蛋白质时，通常不 会引起蛋白质的变性。
• 分段盐析
整理课件
14
2. 有机溶剂沉淀蛋白质：
• 凡能与水以任意比例混合的有机溶 剂，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可
(二)双缩脲反应 蛋白质在碱性溶液中与硫酸铜作用呈现紫红色，
称双缩脲反应。凡分子中含有两个以上－CO－NH－ 键的化合物都呈此反应，肽和蛋白质分子中氨基酸是
以肽键相连，因此，所有蛋白质都能与双缩脲试剂发
生反应。
O
OHO
2NH2-C-NH2
NH2-C-N-C-NH2 +NH3
整理课件
2
反应名称
试剂
颜色
第五节 蛋白质的分离、纯化和表征
一、蛋白质的理化性质
（一）蛋白质的两性解离与等电点：
• 由于蛋白质分子中氨基酸残基的侧链上 及末端存在游离的氨基和游离的羧基， 因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离
的性质，因而也具有特定的等电点。
整理课件
1
（二）蛋白质的呈色反应
(一)茚三酮反应 α－氨基酸与茚三酮作用时，产生蓝紫色反应， 由于肽、蛋白质是由许多α－氨基酸组成的，所以也 呈此颜色反应。
反应有关基团
双缩脲反应
米伦反应
黄色反应
乙醛酸反应 (Hopking-Cole 反 应) 坂口反应 (Sakaguchi反应)
NaOH、CuSO2
HgNO3
、
Hg(NO3)2 及
HNO3混合物
浓HNO3及NH3
乙醛酸试剂及浓 H2SO4
α-萘酚、NaClO
紫色或粉 红色 红色
黄色、橘 色 紫色
红色
二个以上肽键
整理课件
4
蛋白质溶液稳定的原因：1）表面形成水膜（水化层）； 2）带相同电荷。
+ ++
+ ++
整理课件
5
（三）蛋白质的变性、沉淀和凝固：
• 在某些物理或化学因素的作用下，蛋白
质严格的空间结构被破坏（不包括肽键的 断裂），从而引起蛋白质若干理化性质和 生物学性质的改变，称为蛋白质的变性。
整理课件
6
—OH
N
胍基
有此反应的 蛋白质或氨 基酸 所有蛋白质
Tyr
Tyr、Phe
Trp
Arg
茚三酮反应
茚三酮
蓝色
氨基及羧基
α-氨基酸
整理课件
3
（二）蛋白质的胶体性质：
• 蛋白质分子的颗粒直径已达
1~100nm，处于胶体颗粒的范围。 因此，蛋白质具有亲水溶胶的性 质。 • 布郎运动、丁道尔现象、不能透 过半透膜等。
析出的现象称为沉淀。
• 变性后的蛋白质由于疏水基团的 暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白质
不一定都是变性后的蛋白质。
• 加热使蛋白质变性并凝聚成块状 称为凝固。因此，凡凝固的蛋白质
一定发生变性。
整理课件
12
二、蛋白质的分离与纯化
（一）盐析与有机溶剂沉淀： 1. 盐析：
• 在蛋白质溶液中加入大量中性盐，
以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋
整理课件
9
• 蛋白质变性的可逆性：
a) 蛋白质在体外变性后，绝大多 数情况下是不能复性的；
b) 如变性程度浅，蛋白质分子的
构象未被严重破坏；或者蛋白
质具有特殊的分子结构，并经
特殊处理则可以复性。
整理课件
10
核
糖
核
酸
酶
的
变
性
与
复
性
整理课件
11
• 蛋白质分子相互聚集而从溶液中
用于沉淀蛋白质。
• 沉淀原理是：
• ① 脱水作用；
• ② 使水的介电常数降低，蛋白质
溶解度降低。
பைடு நூலகம்
整理课件
15
（二）电泳：
• 带电粒子在电场中移动的现象称为 电泳。
• 蛋白质分子在溶液中可带净的负电 荷或带净的正电荷，故可在电场中 发生移动。不同的蛋白质分子所带 电荷量不同，且分子大小也不同， 故在电场中的移动速度也不同，据 此可互相分离。
整理课件
16
电泳
整理课件
17
整理课件
18
（三）层析：
• 层析是一种利用混合物中各组分理化 性质的差异，在相互接触的两相（固 定相与流动相）之间的分布不同而进 行分离分析的技术方法。
• 主要的层析技术有离子交换层析，凝 胶层析，吸附层析及亲和层析等。
整理课件
19
离子交换层析
整理课件
20
吸附层析
整理课件
7
•引起蛋白质变性的因素有：
① 物理因素：高温、高压、 紫外线、电离辐射、超声波 等；
② 化学因素：强酸、强碱、 有机溶剂、重金属盐等。
整理课件
8
• 变性蛋白质的性质改变：
① 物理性质：旋光性改变，溶解度下 降，沉降率升高，粘度升高，光吸 收度增加等；
② 化学性质：官能团反应性增加，易 被蛋白酶水解。
整理课件
21
凝胶层析
整理课件
22
凝胶过滤分离蛋白质
整理课件
23
亲和层析
整理课件
24
（四）超速离心：
• 利用物质密度的不同，经超速离心 后，分布于不同的液层而分离。
• 超速离心也可用来测定蛋白质的 分子量，蛋白质的分子量与其沉降 系数S成正比。
整理课件
25
白质从溶液中沉淀析出，称为盐
析。
整理课件
13
• 常用的中性盐有：硫酸铵、氯 化钠、硫酸钠等。
• 盐析时，溶液的pH在蛋白质 的等电点处效果最好。
• 盐析沉淀蛋白质时，通常不 会引起蛋白质的变性。
• 分段盐析
整理课件
14
2. 有机溶剂沉淀蛋白质：
• 凡能与水以任意比例混合的有机溶 剂，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可
(二)双缩脲反应 蛋白质在碱性溶液中与硫酸铜作用呈现紫红色，
称双缩脲反应。凡分子中含有两个以上－CO－NH－ 键的化合物都呈此反应，肽和蛋白质分子中氨基酸是
以肽键相连，因此，所有蛋白质都能与双缩脲试剂发
生反应。
O
OHO
2NH2-C-NH2
NH2-C-N-C-NH2 +NH3
整理课件
2
反应名称
试剂
颜色
第五节 蛋白质的分离、纯化和表征
一、蛋白质的理化性质
（一）蛋白质的两性解离与等电点：
• 由于蛋白质分子中氨基酸残基的侧链上 及末端存在游离的氨基和游离的羧基， 因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离
的性质，因而也具有特定的等电点。
整理课件
1
（二）蛋白质的呈色反应
(一)茚三酮反应 α－氨基酸与茚三酮作用时，产生蓝紫色反应， 由于肽、蛋白质是由许多α－氨基酸组成的，所以也 呈此颜色反应。
反应有关基团
双缩脲反应
米伦反应
黄色反应
乙醛酸反应 (Hopking-Cole 反 应) 坂口反应 (Sakaguchi反应)
NaOH、CuSO2
HgNO3
、
Hg(NO3)2 及
HNO3混合物
浓HNO3及NH3
乙醛酸试剂及浓 H2SO4
α-萘酚、NaClO
紫色或粉 红色 红色
黄色、橘 色 紫色
红色
二个以上肽键
整理课件
4
蛋白质溶液稳定的原因：1）表面形成水膜（水化层）； 2）带相同电荷。
+ ++
+ ++
整理课件
5
（三）蛋白质的变性、沉淀和凝固：
• 在某些物理或化学因素的作用下，蛋白
质严格的空间结构被破坏（不包括肽键的 断裂），从而引起蛋白质若干理化性质和 生物学性质的改变，称为蛋白质的变性。
整理课件
6
—OH
N
胍基
有此反应的 蛋白质或氨 基酸 所有蛋白质
Tyr
Tyr、Phe
Trp
Arg
茚三酮反应
茚三酮
蓝色
氨基及羧基
α-氨基酸
整理课件
3
（二）蛋白质的胶体性质：
• 蛋白质分子的颗粒直径已达
1~100nm，处于胶体颗粒的范围。 因此，蛋白质具有亲水溶胶的性 质。 • 布郎运动、丁道尔现象、不能透 过半透膜等。
析出的现象称为沉淀。
• 变性后的蛋白质由于疏水基团的 暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白质
不一定都是变性后的蛋白质。
• 加热使蛋白质变性并凝聚成块状 称为凝固。因此，凡凝固的蛋白质
一定发生变性。
整理课件
12
二、蛋白质的分离与纯化
（一）盐析与有机溶剂沉淀： 1. 盐析：
• 在蛋白质溶液中加入大量中性盐，
以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋