蔗糖酶的分离提纯及酶促(精)
酵母蔗糖酶的分离、纯化及酶动力学分析 -1
安徽农业大学 生命科学学院 2017年11月
自溶
蔗 糖 酶 分 离 纯 化
抽提 1.监测蔗糖酶活性变化 --DNS试剂法 乙醇分级 2.监测蛋白浓度变化 --考马斯亮蓝G250染色法 透析 脱盐
纯度和产量 计算
蔗糖酶 动力学 分析
米氏常数Km的测定 pH对酶活性的影响
9.7
7.37
3.53
3.操作步骤
自行设计实验方案!!!!
以反应pH为横坐标,绘制pH~酶活性曲线,并分析本实 验条件下该酶的最适pH范围。
实验报告的要求
一、实验报告组成 1.实验目的 2.实验原理 3.实验步骤 4.注意事项 5.实验结果、分析与讨论
(1)交代清楚所有数据来源,所有数据的计算过程,注意图 表的绘制,等。 (2)针对图表针对性的进行分析。
加水mL数
9
8
7
6
3.操作步骤
管号 蔗糖终浓度 [S]mmol/L 1/[S] V 1/V [S]/V
1
2
3
4
用二种方法作图: (1)倒数作图法:1/V为纵坐标,1/[S]为横坐标,由直线在横轴上的交点为 -1/Km,计算得Km; (2)[S]/V对[S]作图,以[S]/V为纵坐标,以[S]为横坐标,由直线在横轴上的 交点为-Km。
分离、纯化操作步骤
4.纯度和产量
提纯的目的,不仅在于得到一定量的酶,而且要求得到不会或尽量少含其他 杂蛋白的酶制品。在纯化过程中,除了要测定一定体积或一定重量的酶制剂中 含有多少活力单位外,还需要测定酶制剂的纯度。酶的纯度用比活力表示。
酵母蔗糖酶分离纯化效果计算
留样 体积 /mL 蛋白质浓度 (mg/mL) 总蛋白 活力 总活力 比活力 (mg) (U/mL) (U) (U/mg) 纯化 倍数 产量 (回收率)
蔗糖酶的分离提纯
蔗糖酶的分离提纯【实验目的】1.了解蔗糖酶分离提纯的方法。
2.掌握离心技术、电泳技术、层析技术、膜分离技术和分光光度法。
【实验原理】蔗糖酶[Ec 3.2.1.26]习惯命名β--D--Fructofuranosidase 系统命名:β--D —Fructofuranosideffructonydrolase 。
蔗糖酶是一种水解酶,能使蔗糖水解为果糖和葡萄糖。
它所催化的反应是:H OH OH H蔗糖+H OH OH H葡萄糖 果糖蔗糖酶的分布相当广,在微生物、植物及动物中都有它的存在。
在微生物中,酵母中的含量很丰富。
在研究中用的最多的是面包酵母和啤酒酵母。
我们实验室的研究表明采用菌体自溶法破碎酵母细胞,采用乙醇分级和DEAE--纤维素柱层析两步分离提纯步骤,就可制备纯度较高的蔗糖酶制剂,而且收率也较好。
从酵母中制备蔗糖酶,材料来源十分方便,而且以自己提纯的酶制剂进行蔗糖酶的性质、动力学研究也十分方便。
【实验材料、仪器和试剂】 1.实验材料和试剂(1)0.2%葡萄糖标准液;(2)3,5-二硝基水杨酸试剂;(3)新鲜啤酒酵母; (4)甲苯;(5)乙酸钠;(6)稀乙酸溶液;(7)95%乙醇;(8)DEAE--纤维素;(9)0.5mol /L NaOH ;(10)0.5mol /L HCl ;(11)0.005mol /L ,pH6.0的磷酸钠缓冲液;(12)含O.15mol /L NaCl 的O.005mol /L ,pH6.0的磷酸钠缓冲CH 2OHH OHHHOHCH 20H液;(13)5%蔗糖;(14)测定蛋白质浓度试剂;(15)聚丙烯酰胺凝胶电泳试剂2.仪器(1)恒温水浴;(2)烧杯、量筒、移液管、容量瓶、玻棒;(3)冰盐浴;(4)离心机;(5)721型分光光度计;(6)柱层析装置;(7)天平;(8)pH计; (9)滴管、试管和血糖管;(10)秒表【实验操作】一、葡萄糖浓度标准曲线的制作1.取10支血糖管,按下表加入0.2%葡萄糖溶液、水及3,5一二硝基水上述试剂混匀后,在沸水浴中加热5min,取出立即冷却,以蒸馏水稀释至25mL,摇匀,于540nm测光密度。
蔗糖酶的分离提纯及酶促反应动力学实验
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3、 蔗糖酶粗品(E1)的制备
①自溶:15g(一小袋)高活性干酵母粉倒入250ml烧杯中、少量多次地 加入50ml蒸馏水,搅拌均匀,成糊状后加入1.5g乙酸钠、25ml乙酸乙 酯,搅匀,再于35℃ 恒温水浴中搅拌30分钟,观察菌体自溶现象;
②抽提:补加蒸馏水30ml,搅匀,盖好,于35℃ 恒温过夜, 8000r/min
7.学习掌握酶促反应动力学中用双倒数法测定Km的方法、选择 确
定酶促反应最适条件(温度、pH值、离子浓度等)的方法;
8.学习《正交试验法》中最简单的入门知识:用正交表设计
试验方案、用极差分析处理试验数据并分析试验结果。
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Байду номын сангаас
二、实验原理
前言
酶是生物体内具有催化功能的蛋白质,可据酶蛋白的结构 和性质选择分离提纯条件和含量测定方法。
② 工作以曲葡线萄。糖(mg)含量为横坐标、A540值为纵坐标,画出
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3,5-二硝基水杨酸比色定糖法工作曲线的制作
试号 含糖量 葡萄糖标准液 去离子水 3,5-二硝基水杨酸试剂 A540
(mg) (ml) (ml)
( ml)
10
0
2.0
3
2 0.4 0.2
1.8
3
3 0.8 0.4
⑥ 保存成品E3
测酶E3活力及蛋白质浓度
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成品E3 计算出E3浓度
周六(全天)上午8:00开始
(1).蔗糖酶米氏常数的测定
(2).用正交法测定几种因素
对蔗糖酶 活力的影响
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蔗糖酶的分离提取及活力测定
6 2.4
1.2
0.8
3.0
7 2.8
1.4
0.6
3.0
3、蔗糖酶的活力测定:
①.蔗糖酶活力的规定:在本实验条件下,每3min释 放1mg还原糖所需的酶量定义为一个酶活力单位。 ②.操作: 取两支试管分别加入
液适当稀释过的酶液2ml,一支中加入0.5ml 1mol/L的 NaOH,摇匀,使酶失活(做对照),另一支做测定管; 把两支试管和5%的蔗糖溶液都放在35℃水浴中预热恒 温;上述两试管中分别加入2ml 5%的蔗糖液,并准
我们用的菌体(微生物)细胞破壁方法是:自 溶法,即将菌体放在适当的pH值和温度下,利用 组织细胞自身的酶系将细胞壁破坏,使细胞内的 物质释放出来。
自溶时需加少量防腐剂,以防外界细菌污染。
自溶法的缺点是时间较长。
2)抽提:
抽提(或叫萃取)是将已破碎细胞壁的材料 置于一定的条件及溶剂中,使被提取物释放出来 的过程。
一、目的要求
1.学习掌握3,5-二硝基水杨酸比色定糖 的原理和方法; 2.学习酶蛋白分离提取的原理; 3.学习掌握细胞破壁及抽提技术; 4.学习掌握酶活力测定及其计算的方法。
二、实验原理
1、3,5-二硝基水杨酸比色定糖的原理
强碱性溶液中
1)DNS试剂+ D-葡萄糖 沸水浴中 氨基化合物
氨基化合物
(还原糖)
沸(水棕浴红中色)
3)在一定范围内,还原糖的量与反应液的颜色强度成一
定比例关系,所以可用DNS比色法测定还原糖的含量。
4)在一定条件下,蔗糖酶催化反应产生D-葡萄糖的量一
定。所以,可用DNS比色定糖法测定蔗糖酶的活力。
3、蔗糖酶分离提取的原理
1)细胞破壁:就酶在生物体内的分布,可分为 胞内酶和胞外酶,蔗糖酶系胞内酶。提取胞内酶 时,要破碎组织和细胞,然后用一定的溶液提取, 得到的材料称为无细胞抽提液。材料不同,破壁 的方法也不同。
“蔗糖酶的分离纯化及鉴定”实验目标及PBL问题
实验一、蔗糖酶的提取及粗分离
1. 蔗糖酶的用途,研究蔗糖酶的意义?蔗糖酶(Sucrase , EC 3.
2. 1. 26)叉称转化酶(Invertase)。
可作用于B-1 , 2糖苷键,将蔗糖水解为n葡萄糖和n果糖。
由于果糖甜度高,约为蔗糖的1. 36〜1. 60 倍,在工业上具有较高的经济价值‘“。
可用以转化蔗糖,增加甜味,制造人造蜂蜜,防止高浓度糖浆中的蔗糖析出,
制造含果糖和巧克力的软心糖,还可为果葡糖浆的工业化生产提供新的方法。
10分
2. 蔗糖酶有哪些性质?包括酶的适用pH和温度、等电点等。
蔗糖酶的最适温度为45 °C
~50 C,最适ph为4.0~4.5。
CuCl:对蔗糖酶有激活作用,而AgC]对蔗糖酶则其抑制作用,NaCI,KCI,FeSQ对蔗糖酶活性无明显作用,但相对活力都保持在70 %以上。
等电点5.6
10分
3. 蔗糖酶存在于什么材料中?你选择哪种材料来提取?为什
么?10分
4 .蔗糖酶属于胞内酶,提取前需要破壁,破壁方法有哪些?15分
5 .蔗糖酶提取溶剂如何选择?为什么?10分
7.蛋白质的粗分离方法有哪些?各有什么优缺点?如何选择?25
分
实验二、蔗糖酶的层析分离(一)
一、实验目标
根据初步纯化以后的样品性质选择一种柱层析方法进行纯化,目
标是纯化效果好,回收率高。
二、导学问题
1蛋白质层析分离方法有哪些?10分
1蛋白质层析分离方法有哪些?10分
2 .各测定方法的原理?20分。
实验操作指导书:蔗糖酶的提取与部分纯化
(一)蔗糖酶的提取与部分纯化一、实验目的:学习酶的纯化方法,并为动力学实验提供一定量的蔗糖酶。
二、试剂:1. 啤酒酵母2. 二氧化硅3. 甲苯(使用前预冷到0℃以下)4. 去离子水(使用前冷至4℃左右)5. 冰块、食盐6. 1N乙酸7. 95%乙醇三、仪器:1. 研钵1个2. 离心管3个3. 滴管3个4. 量筒50ml 1个5. 水浴锅1个6. 恒温水浴7. 烧杯100ml 2个8. 广泛pH试纸9. 高速冷冻离心机四、操作步骤:1. 提取(1)准备一个冰浴,将研钵稳妥放入冰浴中。
(2)称取5g干啤酒酵母和20g湿啤酒酵母,称20mg蜗牛酶及适量(约10g)二氧化硅,放入研钵中。
二氧化硅要予先研细。
(3)量取预冷的甲苯30ml缓慢加入酵母中,边加边研磨成糊状,约需60分钟。
研磨时用显微镜检查研磨的效果,至酵母细胞大部分研碎。
(4)缓慢加入预冷的40ml去离子水,每次加2ml左右,边加边研磨,至少用30分钟。
以便将蔗糖酶充分转入水相。
(5)将混合物转入两个离心管中,平衡后,用高速冷离心机离心,4℃,10000rpm,10min。
如果中间白色的脂肪层厚,说明研磨效果良好。
用滴管吸出上层有机相。
(6)用滴管小心地取出脂肪层下面的水相,转入另一个清洁的离心管中,4℃,10000rpm,离心10min。
(7)将清液转入量筒,量出体积,留出1.5ml测定酶活力及蛋白含量。
剩余部分转入清洁离心管中。
(8)用广泛pH试纸检查清液pH,用1N乙酸将pH调至5.0,称为“粗级分I”。
2. 热处理(1)予先将恒温水浴调到50℃,将盛有粗级分I的离心管稳妥地放入水浴中,50℃下保温30分钟,在保温过程中不断轻摇离心管。
(2)取出离心管,于冰浴中迅速冷却,用4℃,10000rpm,离心10min。
(3)将上清液转入量筒,量出体积,留出1.5ml测定酶活力及蛋白质含量(称为“热级分II”)。
3. 乙醇沉淀将热级分II转入小烧杯中,放入冰盐浴(没有水的碎冰撒入少量食盐),逐滴加入等体积预冷至-20℃的95%乙醇,同时轻轻搅拌,共需30分钟,再在冰盐浴中放置10分钟,以沉淀完全。
蔗糖酶的提取和纯化步骤
色1小时。
10. 脱色:回收染色液,凝胶板先用水漂洗数次,再用脱色液脱色,直 到蛋白质区带清晰。确定目的蛋白条带位置,估算分子量,比较不
同纯化过程对杂蛋白去除状况。
※剥胶时要小心,保持胶完好无损,染色要充分。
低分子量标准蛋白试剂盒:
•
低分子量标准蛋白: 兔磷酸化酶B 牛血清白蛋白
MW=97,400 MW=66,200
②以1号管为参比调零,记录光密度值A650,以标准液的浓度为横坐 标, A650值为纵坐标,画出工作曲线。
蛋白含量测定的计算
Pr (mg/ml)=
A650值对应的µ g数(Pr)×10-3 ×稀释倍数 Pr溶液的ml数
BSA标准液 250 µ g/ml
SDS-PAGE电泳实验过程
1. 准备玻璃板:将玻璃板用蒸馏水洗净晾干(实验室前后的空调
蔗糖酶米氏常数的测定操作方法
1)将离子交换柱层析得的E3稀释(pH4.6 HAC缓冲液)至20U/mL,共16ml。 2)取试管8支,按0--7编号,0为对照管。 3)按表 1将蔗糖液、醋酸缓冲液分别加入试管中,于35℃水浴中保温(使 温度平衡,以下同)10min。
4)取约16ml酶液,放入同一水浴中保温约10min。
Buffer
10%SDS 10%Ap TEMED
6、样品预处理:
低分子量蛋白Mark,E1,E2,E3,E4,牛血清白蛋 白。 (1)低分子量蛋白Mark、牛血清白蛋白和E4的样品 由实验室提供。
(2)E1,E2,E3,E4分别取20µ l,再加入20µ l 2倍 (2X)样品缓冲液,在沸水中煮3分钟(本次实验1个 E3、E4-1和E4-2由实验室提供),点动离心除沉淀。
线的时候,将电流改为20mA (如果同时电泳两块胶,电流恒定在
蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测
蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测摘要随着分子生物学的发展,不论对酶分子本身作用机制的研究还是其他研究,越来越需要纯度更高的酶制剂,这就要求我们熟悉酶提纯的一般操作步骤及酶的提纯及活力测定等重要的生物实验技术。
本次实验主要通过提取啤酒酵母中的蔗糖酶并经过两次纯化测定其活力与Km。
在实验过程中用乙醇分级分离法,DEAE-Cellulose柱层析,分子筛(凝胶过滤)层析提取纯化蔗糖酶。
在实验过程中,虽然我们很努力,但由于我们对实验的程序不熟悉,因此在实验的一些过程中有一些明显的操作失误,使得实验的最后测定结果与理论值有一定出入。
关键词啤酒酵母蔗糖酶乙醇分级分离 DEAE-Cellulose柱层析分子筛层析Km前言生物体内所发生的一切化学反应,几乎都是在专一性酶的催化下进行的,因此酶的研究对了解生命活动的规律以及生命本质的阐述具有十分重要的意义。
随着分子生物学的发展,不论对酶分子本身作用机制的研究以及分子生物学其他重要课题的研究都越来越多地需要使用作用专一,纯度高的酶制剂。
这就要求人们建立各种方法,以便从各种生物来源的材料中分离提纯酶。
由于酶本身也是蛋白质,因此酶分离提存的方法大体上与蛋白质纯化方法相同,一般来说,没有一种固定的方法,而往往根据实验者所要分离提纯酶的取材以及酶本身的物理﹑化学及生物学性质来确定分离提纯方法。
各种酶的纯化通常有五个阶段:①材料的选择与预处理;②细胞破碎;③抽提;④纯化;⑤浓缩﹑干燥及保存。
酶分离纯化成功与否的重要标志:一是要有较高的收率;二是达到所要求的纯度,这两个指标通常是矛盾的,可根据需要来有所侧重,一般来说,好的方法与步骤应该是简单易行,最终的酶制剂有较高的收率和纯度。
就单独的每种分离提纯的方法而言,有盐析法、有机溶剂分级法、调PH分级沉淀法、选择变性法、吸附法、层析法(纸层析、薄板层析、柱层析等)。
其中盐析法是用于蛋白质和酶分离提纯的最早而且最广泛的一种方法,该方法是根据蛋白质和酶在一定浓度的溶液中溶解度的降低程度的不同而达到彼此分离的方法盐析法常用的中性盐有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等,其中用得最多的是硫酸铵,因为它具有温度系数小而溶解度大的优点。
生物化学实验示范报告-蔗糖酶的提取与纯化(正确)
生物化学实验示范报告:实验名称:蔗糖酶的分离提取与纯化实验目的:1.掌握蔗糖酶分离提纯的原理与实验操作方法;2.掌握有机溶剂分级纯化蔗糖酶的原理和操作方法,了解蔗糖酶的离子交换层析法纯化原理;3.掌握酶活、酶比活等基本概念及测定原理、计算和操作方法;4.巩固并熟练掌握Folin法测定牛血清蛋白和3、5 -二硝基水杨酸法测定葡萄糖标准曲线制作方法,并能通过回归方程测定还原糖及蛋白质的含量。
实验原理:蔗糖酶分离提纯原理:酵母中的蔗糖酶含量很丰富,实验以安琪酵母粉为原料,首先采用自溶法破碎细胞壁、再用乙醇分级和DEAE—纤维素柱层析两步分离提纯,制备纯度较高的蔗糖酶制剂。
酶分离提纯的原理与蛋白质的相同。
但酶是有催化活性的蛋白质,在分离提纯过程中必须注意:防止酶变性失活;随时测定酶的比活力,并跟踪酶的去向、衡量酶提纯的程度及得率。
有机溶剂分级纯化蔗糖酶原理:利用不同蛋白质在不同浓度的有机溶剂—乙醇中溶解度的差异将蔗糖酶蛋白与其它蛋白质杂质进行有机溶剂分级沉淀,而使提取的蔗糖酶得以纯化(32%的乙醇饱和度沉淀分离杂蛋白,47.5%的乙醇饱和度沉淀分离酶蛋白)。
操作必须在低温下进行且避免有机溶剂局部过浓;分离后应立刻除去有机溶剂并用水或缓冲溶液溶解沉淀的酶蛋白(复溶),确保酶的活性;pH多选在酶蛋白的等电点附近;有机溶剂在中性盐存在时能增加蛋白质的溶解度减少变性,提高分离效果。
蔗糖酶的离子交换层析法纯化原理:本实验采用DEAE-纤维素(DEAE-C11)微粒状的、弱碱性的阴离子纤维素为柱料,进行蔗糖酶的进一步纯化。
它具有分辨率高、化学性质稳定、有开放性的长链结构、有较大的表面积、对蛋白质的吸附容量大等优点;纤维素上离子基团的数量不多,排列疏散,对蛋白质的吸附不是太牢固,用缓和的洗脱条件即可达到分离的目的,不致引起蛋白质的变性。
蔗糖酶活力与比活的测定:在蔗糖酶的纯化过程中,通过3、5-二硝基水杨酸法测定蔗糖酶催化蔗糖生成还原糖的量,测定酶活力大小,跟踪酶的活力。
蔗糖酶的分离提纯
蔗糖酶的分离提纯【实验目的】1.了解蔗糖酶分离提纯的方法。
2.掌握离心技术、电泳技术、层析技术、膜分离技术和分光光度法。
【实验原理】蔗糖酶[Ec 3.2.1.26]习惯命名β--D--Fructofuranosidase 系统命名:β--D —Fructofuranosideffructonydrolase 。
蔗糖酶是一种水解酶,能使蔗糖水解为果糖和葡萄糖。
它所催化的反应是:H OH OH H蔗糖+H OH OH H 葡萄糖 果糖蔗糖酶的分布相当广,在微生物、植物及动物中都有它的存在。
在微生物中,酵母中的含量很丰富。
在研究中用的最多的是面包酵母和啤酒酵母。
研究表明采用菌体自溶法破碎酵母细胞,采用乙醇分级和DEAE--纤维素柱层析两步分离提纯步骤,就可制备纯度较高的蔗糖酶制剂,而且收率也较好。
从酵母中制备蔗糖酶,材料来源十分方便,而且以自己提纯的酶制剂进行蔗糖酶的性质、动力学研究也十分方便。
【实验材料、仪器和试剂】 1.实验材料和试剂(1)0.2%葡萄糖标准液;(2)3,5-二硝基水杨酸试剂;(3)新鲜啤酒酵母; (4)甲苯;(5)乙酸钠;(6)稀乙酸溶液;(7)95%乙醇;(8)DEAE--纤维素;(9)0.5mol /L NaOH ;(10)0.5mol /L HCl ;(11)0.005mol /L ,pH6.0的磷酸钠缓冲液;(12)含O.15mol /L NaCl 的O.005mol /L ,pH6.0的磷酸钠缓冲液;CH 2OHH OHHHOHCH 20H(13)5%蔗糖;(14)测定蛋白质浓度试剂;(15)聚丙烯酰胺凝胶电泳试剂2.仪器(1)恒温水浴;(2)烧杯、量筒、移液管、容量瓶、玻棒;(3)冰盐浴;(4)离心机;(5)721型分光光度计;(6)柱层析装置;(7)天平;(8)pH计;(9)滴管、试管和血糖管;(10)秒表【方法】一、葡萄糖浓度标准曲线的制作1.取10支血糖管,按下表加入0.2%葡萄糖溶液、水及3,5一二硝基水杨上述试剂混匀后,在沸水浴中加热5min,取出立即冷却,以蒸馏水稀释至25mL,摇匀,于540nm测光密度。
蔗糖酶-酶工程实验
y = 0.0061x + 0.0827 y——蛋白质含量(µg/ml) x——595nm 下光吸收 四、实验结果及计算
步骤
提取(I) 热处理 沉淀(II) 乙醇沉 淀(III)
总体积 单位体积活 总活力 (mL) 力(IU/mL) (IU)
总蛋白 (mg)
比活力
纯化 产率
(IU/mg 蛋白) 倍数 (%)
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
将各管溶液混匀后,在 100℃恒温水浴加热 5 分钟,取出立即用冷水冷却至室温
H2O
(ml)
7
7
7
7
7
7
将各管溶液混匀
7号 0...3.5. 0.70 1.30 1.0
7
A520nm 每步收集的酶液应进行一定倍数的稀释,先试做,选其吸光度值在 0.1-1.0 内,即还原糖含量应在 0.08~1.2
【实验一】蔗糖酶的提取(实验分组:4 人)
1.实验学时:6; 2.实验目的:掌握蔗糖酶提取的流程。 3.实验内容:沉淀、透析,及活性测定。计算酶的提取效率。 4.实验要求:理解影响酶提取的基本原理,掌握沉淀、透析等方法、影响实验结果的重要因素、掌握 数据的分析方法。 一、实验原理: 1、蔗糖酶 酵母细胞存在两种蔗糖酶,一种在细胞壁中,一种在细胞质内,前者活力较高,分子量较大(约 270KDa),后者活力较低,分子量约为 135KDa,两种酶的底物专一性和动力学性质十分相似,因此,本 实验未区分内酶与外酶。 2、蔗糖酶的初步分离纯化 本实验采用选择性变性(加热)、有机溶剂(乙醇)沉淀等方法对蔗糖酶进行初步的提纯。
【实验二】蔗糖酶的固定化及固定化酶性质的测定
1.实验学时:4 2.实验目的:掌握蔗糖酶固定化方法。 3.实验内容:采用包埋法固定蔗糖酶,并测定固定化效率。 4.实验要求:理解酶的固定化原理,掌握蔗糖酶固定化的方法、实验中影响实验结果的重要因素、掌 握数据的分析方法。
蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测
蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测蔗糖酶是一种能够催化蔗糖水解反应的酶,广泛存在于生命体内,具有重要的应用价值。
本文主要介绍了蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测方法。
一、蔗糖酶的提取1、选择合适的菌株:蔗糖酶广泛存在于细菌、真菌、植物和动物等生物体中,但不同菌株对蔗糖酶的产生能力存在差异,因此需要根据实际需求选择产酶能力较高的菌株。
2、液态培养:选用适宜的培养基和培养条件,促进菌株生长和蔗糖酶的合成。
一般情况下,最佳培养条件为温度在35℃左右,pH值为7.0左右,培养时间为24-48小时。
3、离心沉淀:将菌液离心,取上清液即为蔗糖酶提取液。
1、离子交换层析:通过调节液相pH值,利用离子交换材料对蔗糖酶进行吸附、洗脱和分离。
2、凝胶过滤层析:利用凝胶材料对蔗糖酶进行筛分,分离出不同分子量的蔗糖酶。
3、亲和层析:在固相材料上引入亲和基团,用于特异性地吸附蔗糖酶,洗脱和分离目标蛋白。
1、透析:通过半透膜对蔗糖酶真空透析,去除杂质。
2、浓缩:利用超滤膜对蔗糖酶进行浓缩。
3、电泳:运用电泳等方法对混合蛋白进行分离和分析,以实现蔗糖酶的纯化。
蔗糖酶的活性检测方法多种多样,以下介绍其中几种常见的方法。
1、邻苯二甲酸法:通过对邻苯二甲酸恒量反应条件下,测量比色产物的吸光度来检测蔗糖酶的活性。
2、甲酚磺酸法:测量甲酚磺酸转化为带电离子的速率,来判断蔗糖酶活性的多少。
3、蔗糖酶显色法:在蔗糖酶的作用下,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,再利用淀粉-碘酒作为指示剂,显色程度来反映蔗糖酶的活性。
总结:蔗糖酶是一种重要的酶类,在生命科学和工业生产等领域具有广泛应用。
其提取、分离、纯化及活性检测方法多种多样,需要根据不同的实验条件和需求来选择合适的方法。
实验1 蔗糖酶的提取
三、实验材料与试剂
1、实பைடு நூலகம்材料 市售干酵母粉 10g/组(3~4人)
2、实验试剂
⑴ 石英砂,
⑵ 95% 乙醇(-20℃),
⑶ 20mmol/L Tris-HCl pH7.3 缓冲液。 四、实验器材与仪器 1、电子天平(称量样品); 2、研砵(每组一套); 3、50ml高速离心管(4支/组、4孔50ml离心管架一个/组); 4、托盘天平(离心管平衡用); 5、高速冷冻离心机; 6、恒温水浴箱(50℃); 7、制冰机; 8、1.5ml离心管(留样品Ⅰ、Ⅱ用)及离心管架 ; 9、7ml离心管(留样品Ⅲ用)及离心管架 ; 10、-20℃冰箱。
五、实验操作方法和步骤 分组操作:每组3~4人。
1、酵母细胞破碎
称取市售干酵母粉10g,约3-5 g石英砂放入研钵中直接干燥充分研磨
至尽可能成细粉末状(约15分钟),量取总体积30-40 ml的20mmol/L Tris-HCl pH7.3 缓冲液,分2次加在研砵内研磨10分钟,使呈糊状液体; 将糊状液体转移到2支50ml离心管中,两支离心管平衡后,4℃、 12000r/min离心15分钟,收集上清液并量出体积V1(样品I),另留1ml 上清液(样品I )放置-20℃冰箱保存,用于蔗糖酶蛋白含量测定、蔗糖 酶活力测定和SDS-PAGE分析。 2、热处理: 将上一步抽提液(样品I),迅速放入50℃恒温水浴中,保温30分钟,并
用玻璃棒温和搅拌抽提液,保温后迅速用冰浴冷却5分钟,转移至两支
50ml离心管中,平衡后, 4℃,15000r/min离心15分钟,收集上清液 并量出上清液体积V2(样品Ⅱ),另留1ml上清液(样品Ⅱ)放置-20℃ 冰箱保存,用于蔗糖酶蛋白含量测定、测定蔗糖酶活力和SDS-PAGE分析。
实验二蔗糖酶
测定酶活的原理
1. 蔗糖酶可作用于β-1,2糖苷键,将蔗糖水解为D-葡萄糖和D-果糖; Cu2+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ 是其激活剂,Mn2+ 是其抑制剂。
2、DNS法测定还原糖量
试剂
粗酶液组
测定组1 对照组1
水解液
1.0
1.0
(mL)
纯酶液组
测定组2 对照组2
1.0
1.0
蒸馏水
1.0
1.0
1.0
1.0
(mL)
DNS液
1.0
1.0
1.0
1.0
(mL)
沸水浴5min,自来水冷却,稀释至12mL,以对照组 调零,记录测定组OD540nm。
实验结果
计算酶活力
原则:1、选择合适的温度和加热时间,防止目的物变性, 2、溶液的蛋白质浓度要合适,防止蔗糖酶与杂蛋白共沉淀。
3. 有机溶剂沉淀法: 根据蔗糖酶的分子量和亲水性,在溶液中加入一定量的无水乙醇溶 液,利用其脱水作用,破坏了蛋白质分子表面的水化膜,使蔗糖酶 聚集沉淀下来,而与其它杂质分开。一般采用分级沉淀法摸索目的 物沉淀的条件。
离心获得粗酶液 吸取3mL酵母细胞破碎液于离心管中(两组同学配平),5000rpm 15min, 保留上清液;——粗酶液
分离纯化获得纯酶液 1. 吸取剩余的7mL酵母细胞破碎液于烧杯中,45度水浴15min,缓慢搅拌(防
止产生泡沫,蛋白质变性),迅速冷却, 5000rpm 15min,保留上清 液;——选择性热变性除去杂蛋白 2. 将上清液置于烧杯中,加入等体积预冷的无水乙醇(乙醇终浓度约50%), 边加边缓慢搅拌,-20度静置15~20min,5000rpm 15min,保留沉淀 物;——有机溶剂沉淀法获得蔗糖酶 3. 吸取7mLPBS(pH7.2)于沉淀物中,轻轻搅拌促溶;——纯酶液
蔗糖酶分离纯化与活力测定
考马斯亮兰法测定蛋白质含量的原理
考马斯亮兰G 250在酸性溶液时呈茶棕色,最大吸收峰在465nm。 考马斯亮兰G-250在酸性溶液时呈茶棕色,最大吸收峰在465nm。 在酸性溶液时呈茶棕色 465nm 当与蛋白质结合后变成深蓝色,最大吸收峰转至595nm,在10当与蛋白质结合后变成深蓝色,最大吸收峰转至595nm, 10595nm 100μg/mL蛋白质浓度范围内成正比 蛋白质浓度范围内成正比; 100μg/mL蛋白质浓度范围内成正比; 测定各级分蛋白质含量时应稀释适当倍数,使其测定值在标准曲 测定各级分蛋白质含量时应稀释适当倍数, 线的直线范围内 根据所测定的A595nm值 在标准曲线上查出相当于标准蛋白的量, 根据所测定的A595nm值,在标准曲线上查出相当于标准蛋白的量, A595nm 从而计算出未知样品的蛋白质浓度(mg/mL) 从而计算出未知样品的蛋白质浓度(mg/mL)
热处理和乙醇沉淀
预先将恒温水浴调到50℃ 将盛有粗级分I 50℃, (1) 预先将恒温水浴调到50℃,将盛有粗级分I的离心管稳妥 下保温30分钟, 地放入水浴中,50℃下保温30分钟 地放入水浴中,50℃下保温30分钟,在保温过程中不断轻 摇离心管。 摇离心管。 取出离心管, 冰浴中迅速冷却, 4℃,10000rpm, (2) 取出离心管,于冰浴中迅速冷却,用4℃,10000rpm,离 10min。 心10min。 将上清液转入小烧杯中,放入冰盐浴( (3) 将上清液转入小烧杯中,放入冰盐浴(没有水的碎冰撒 入少量食盐),逐滴加入等体积预冷至-20℃的95%乙醇 ),逐滴加入等体积预冷至 乙醇, 入少量食盐),逐滴加入等体积预冷至-20℃的95%乙醇, 同时轻轻搅拌,共需30分钟,再在冰盐浴中放置10分钟, 30分钟 10分钟 同时轻轻搅拌,共需30分钟,再在冰盐浴中放置10分钟, 以沉淀完全。 4℃,10000rpm,离心10min 倾去上清, 10min, 以沉淀完全。于4℃,10000rpm,离心10min,倾去上清, 并滴干,沉淀保存于离心管中,盖上盖子或薄膜封口, 并滴干,沉淀保存于离心管中,盖上盖子或薄膜封口,然 后将其放入冰箱中冷冻保存(称为“级分Ⅱ )。 后将其放入冰箱中冷冻保存(称为“级分Ⅱ”)。
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糖酶样品(E1、E2 、E3)的测定(蛋白质含量); 3、蔗糖酶的分离提纯(细胞破壁、抽提、有机溶剂分级、
透析和离子交换柱层析—装柱、上样、洗柱、洗脱、收
集酶活力峰、保存);
4、蔗糖酶米氏常数的测定(用双倒数法);
5、用正交法测定几种因素对蔗糖酶活力的影响(含实验设
计及数据处理的相关知识)。
3)记录: ①实验记录本记录要清晰(不许用纸片),实验结束后要
请教师签字; ②记录仪器使用情况。
4)制图: ①标明:曲线名称、纵横坐标的单位、仪器号、使用时间;
②注意实验点的分布、大小(依据误差)、直线的角度
(最好在45度左右);
③不许延长工作曲线(比耳定律适用于稀溶液中的反应)。
附:标准液的配制:
立即摇匀,在 55℃恒温水浴中保温 5min,用流水冷却 1min 后,测 A650
A650 值
②以1号管为参比调零,记录光密度值A650,以标准液的浓度为横坐 标, A650值为纵坐标,画出工作曲线。
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** Folin-酚法测定蛋白质含量的方法
1.样品的测定:取两支试管(平行)各加入样品液(稀 释成一定浓度的)1ml ,其他操作(反应和比色测
溶解度下降。
6、离子交换柱层析的原理:
是根据物质的酸碱度、极性和分子大小的差异,使其分
离的技术。在分离过程中,以离子交换作用为主导;在众多
的交换剂中,离子交换纤维素的优点是:
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1)有开放性的长链结构、较大的表面积,所以对Pr 的吸附容量大; 2)纤维素上离子基团的数量不多且排列疏散,对 Pr的吸附不是太牢固,所以用缓和的洗脱条件即 可达到分离的目的,不致引起Pr的变性; 3)用其装好的层析柱在较广的pH和盐浓度范围内都 不会发生体积的改变,所以有利于Pr的层析。
②以葡萄糖(mg)含量为横坐标、A540值为纵坐标,画出 工作曲线。
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3,5-二硝基水杨酸比色定糖法工作曲线的制作
试号 含糖量 葡萄糖标准液 去离子水 3,5-二硝基水杨酸试剂 A540
(mg) (ml)
(ml)
( ml)
1
0
0
2.0
3
2 0.4
0.2
1.8
3
3 0.8
0.4
衡量酶提纯的程度和得率。
酶促反应的动力学(反应速度及影响因素): 1)底物浓
度对酶促反应速度的影响 2)酶浓度对酶促反应速度的影响
3)pH值对酶促反应速度的影响 4)温度对酶促反应速度的影
响 5)激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响.
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8).自备废液杯(盛废液及废纸块用);
9).各台分光光度计的比色杯是配套的,不许随意调换使用。
3.工作曲线的制作(以Folin-酚法测定蛋白质含量的工作曲线为例)
1)反应:
①取液量准确:移液管洗净、标号、润洗,最好同一人取样;
②温度准确:(恒温水浴中放有温度计),记时准确(用秒表);
3、制作Folin-酚法测定蛋白质 含量的工作曲线 (当天画出工作曲线)
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4、乙醇分级和透析(制E2)
①离心得E1(无细胞抽提液)
取样、测定酶E1活力及蛋白质浓度
② 第一次乙醇分级(32%乙醇饱和度)
③ 第二次乙醇分级(47.5%乙醇饱和度)
④ 透析(过夜)
计算出使E1的乙醇浓度达32%时,所需95%乙醇的体积X1,将E1和乙
醇X1,放入冰盐浴中预冷,在不断搅拌下,缓慢滴加乙醇,3000r/min,
离心5min,弃沉淀,留上清;
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③ 第二次乙醇分级(47.5%乙醇饱和度):
同上法加入X2(为达47.5%乙醇饱和度时需要补加的95%乙醇 的体积),离心3min,弃上清,沉淀立刻用10ml 0.005mol/L pH6.0的磷酸buffer溶解,并装入透析带(截止分子量一万的), 对上述buffer透析过夜;次日,3000r/min离心3min,得E2,量 体积V2=( )ml(留出2ml置于冷处或冰盐浴中保存,待测酶活 力及蛋白质浓度),其他酶液准备上样。
试管号
1234567
蛋白质标准液(ml) 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
PH7.8 的 buffer(ml) 1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 0.2 0
Folin-甲试剂 (ml) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
于室温下不停地振荡 10min
Folin-乙应用液(ml) 4 4 4 4 4 4 4
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4、Folin-酚法测定蛋白质含量的原理:
1)凡含有两个及两个以上肽键(—CO—NH—)的化合物 (如双缩脲:H2N—CO—NH—CO—NH2),在碱性溶液中(如 Folin-甲试剂)都能与Cu2+作用,形成紫色的复合物;
2)蛋白质是由多个氨基酸通过肽键连接起来的,故所有 的蛋白质均可与Folin-甲试剂反应,形成紫色的铜-蛋白质 复合物;
①取11支血糖管编号1—11,按下页表中的顺序和数量 加入葡萄糖标准溶液(0.2%)、蒸馏水、3,5-二硝基 水杨酸试剂,混匀后同时放入沸水浴中准确反应5分钟 (注意:①一定等沸水浴锅中的水沸腾后再放入试管, 且不要用大玻璃杯代替沸水浴锅;②用秒表记时),取 出后立即用流动的冷水冷却,加蒸馏水定容至25ml,摇 匀,测定540nm处的A值。
⑥ 保存成品E3
测酶E3活力及蛋白质浓度
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成品E3
计算出E3浓度
周六(全天)上午8:00开始
(1).蔗糖酶米氏常数的测定
(2).用正交法测定几种因素
对蔗糖酶 活力的影响
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四、操作步骤及注意事项
1、 DNS比色定糖法工作曲线的制作
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5、柱层析的准备工作
①组装层析装置
②装柱、柱平衡(过夜)
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6、 柱层析(制E3)
周五下1:00开始
① 离心(得E2 )
② 上样
取样、 测酶E2活力及蛋白质浓度
③ 洗柱(用目测酶活力的方法检测目的酶是否挂上)
④ 洗脱
⑤ 合并酶活力峰,得E3
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二、实验原理
前言
酶是生物体内具有催化功能的蛋白质,可据酶蛋白的结
构和性质选择分离提纯条件和含量测定方法。
酶分离提纯的总目标是提高纯度(或比活力)及收率;
依据在溶液中的性质(分子大小、溶解度、电荷、吸附等)
进行分离; 胞内酶的分离提纯步骤:选材、破壁、提取、分
离、纯化、测活、保存;用测定酶活力的方法跟踪酶的去向、
3)铜-蛋白质复合物在pH=10的碱性溶液中可将磷钼酸-磷 钨酸(Folin-乙试剂)还原成兰色的钼蓝和钨蓝混合物,其 颜色的深浅(在一定范围内)与蛋白质的含量成正比;
在测定液体蛋白质样品含量的常用方法中(双缩脲法、 Folin-酚法和紫外吸收法),Folin-酚法的灵敏度最高(比 紫外吸收法高10-20倍,比双缩脲法高100倍),所以我们选 用本方法。
比色杯的2/3处;
4).如样液有外溢,先用滤纸条吸干(不许檫);再用镜头纸
向一个方向檫至透明;
5).将装有参比、样品溶液的比色杯放入比色杯架上时,要摆
放在一条直线上;
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6).倒出液体后,一定要用洗瓶中的蒸馏水洗净,然后倒置在滤纸
上吸干;
7).任何情况下都不许把比色杯放在仪器盖上;
定)同工作曲线的制作(前页)
2.蛋白质浓度的计算:
Pr (mg/ml)=
A650值对应的µg数(Pr)×10-3 ×稀释倍数
Pr溶液的ml数
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**制作工作曲线的注意事项
1.分光光度计的使用:
1)测样时,光吸收值A应在0.100—0.700之间,并小于标准曲
③所用的标准液、buffer、反应液应是同一批配制的;
④加入Folin-乙试剂时要特别小心!因为Folin-乙试剂只有在酸
性条件下稳定,而反应是在碱性溶液中进行,所以加入Folin-
乙试剂后,一定要迅速摇匀(加一管摇一管);
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2)测量: ①由同一个人读数;
②制作标准曲线及测量样品使用同一台仪器;
①浓度必须准确,要注意烘干、称量、定容等操作;
②分装or取液时防止被稀释!
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3、 蔗糖酶粗品(E1)的制备
①自溶:15g(一小袋)高活性干酵母粉倒入250ml烧杯中、少量多次地 加入50ml蒸馏水,搅拌均匀,成糊状后加入1.5g乙酸钠、25ml乙酸乙 酯,搅匀,再于35℃ 恒温水浴中搅拌30分钟,观察菌体自溶现象;
5. 柱层析(制E3)
① 装柱:本实验使用的层析柱是自加工的,用泡沫海绵为筛 板。装入纤维素前,先把柱内装满起始缓冲液,用玻璃棒挤压海 绵,赶尽气泡并把柱子垂直固定;将纤维素用起始缓冲液调稀、 搅允后加入,柱内的纤维素应非常均匀地分布,防止出现节面和 气泡,床面要平整,床高距柱顶2-3cm为宜;用起始缓冲液洗柱, 控制好流速(防止流干),于4℃平衡过夜。