蛋白质纯化原理
蛋白质纯化知识详解
蛋白质纯化知识详解一、蛋白纯化原则蛋白纯化要利用不同蛋白间内在的相似性与差异，利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染，而利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来。
每种蛋白间的大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性都会有差异，利用这些差异可将蛋白从混合物如大肠杆菌裂解物中提取出来得到重组蛋白。
蛋白的纯化大致分为粗分离阶段和精细纯化阶段二个阶段。
一般蛋白纯化采用的方法为树脂法。
粗分离阶段主要将目的蛋白和其他细胞成分如DNA、RNA等分开，由于此时样本体积大、成分杂，要求所用的树脂高容量、高流速、颗粒大、粒径分布宽，并可以迅速将蛋白与污染物分开，必要时可加入相应的保护剂（例如蛋白酶抑制剂），防止目的蛋白被降解。
精细纯化阶段则需要更高的分辨率，此阶段是要把目的蛋白与那些分子量大小及理化性质接近的蛋白区分开来，要用更小的树脂颗粒以提高分辨率，常用离子交换柱和疏水柱，应用时要综合考虑树脂的选择性和柱效两个因素。
选择性指树脂与目的蛋白结合的特异性，柱效则是指各蛋白成分逐个从树脂上集中洗脱的能力，洗脱峰越窄，柱效越好。
仅有好的选择性，洗脱峰太宽，蛋白照样不能有效分离。
二、纯化程序分离纯化某一特定蛋白质的一般程序可以分为前处理、粗分级、细分级三步。
1、前处理分离纯化某种蛋白质，首先要把蛋白质从原来的组织或细胞中以溶解的状态释放出来并保持原来的天然状态，不丢失生物活性。
为此，动物材料应先剔除结缔组织和脂肪组织，种子材料应先去壳甚至去种皮以免受单宁等物质的污染，油料种子最好先用低沸点的有机溶剂如乙醚等脱脂。
然后根据不同的情况，选择适当的方法，将组织和细胞破碎。
动物组织和细胞可用电动捣碎机或匀浆机破碎或用超声波处理破碎。
植物组织和细胞由于具有纤维素、半纤维素和果胶等物质组成的细胞壁，一般需要用石英砂或玻璃粉和适当的提取液一起研磨的方法或用纤维素酶处理也能达到目的。
细菌细胞的破碎比较麻烦，因为整个细菌细胞壁的骨架实际上是一个借共价键连接而成的肽聚糖囊状大分子，非常坚韧。
mbp蛋白纯化原理
mbp蛋白纯化原理MBP蛋白纯化原理引言：MBP（Maltose-Binding Protein）是一种常用于蛋白纯化的标签蛋白。
利用MBP蛋白标签可以快速高效地纯化目标蛋白，提高纯化的效率和纯度。
本文将介绍MBP蛋白纯化原理及其应用。
一、MBP蛋白的特点MBP蛋白是一种可溶性的蛋白，具有较高的稳定性和抗蛋白酶降解能力。
MBP蛋白的分子量约为42 kDa，其结构由四个结构域组成：N-末端信号肽、结构域I、结构域II和C-末端结构域。
二、MBP蛋白纯化原理MBP蛋白纯化的原理是利用MBP蛋白与其结合的亲和剂（如麦芽糖）进行纯化。
其基本步骤如下：1.构建融合蛋白表达载体：将目标蛋白基因与MBP基因进行融合，构建融合蛋白表达载体。
在该载体中，目标蛋白基因与MBP基因通过适当的连接剂相连，使得目标蛋白与MBP蛋白可以同时表达。
2.表达融合蛋白：将融合蛋白表达载体导入到适当的宿主细胞中，通过诱导表达融合蛋白。
常用的宿主细胞包括大肠杆菌（E. coli）等。
3.收获融合蛋白：经过适当的培养和诱导后，融合蛋白在宿主细胞中表达并积累。
通过离心等方法，将细胞收获。
4.破碎细胞：利用超声波破碎等方法破碎细胞，释放出目标蛋白和MBP蛋白。
5.亲和纯化：将破碎的细胞溶液与麦芽糖树脂等亲和剂进行充分混合，使MBP 蛋白与亲和剂结合。
通过洗脱等步骤，除去非特异结合的蛋白。
6.目标蛋白的分离：通过适当的方法，将MBP蛋白与目标蛋白分离。
常用的方法包括酶切、洗脱等。
7.纯化目标蛋白：对目标蛋白进行进一步的纯化，如层析、电泳等方法，以获得高纯度的目标蛋白。
三、MBP蛋白纯化的优势1.高表达：MBP蛋白具有较高的溶解度和稳定性，可以提高目标蛋白的表达水平。
2.高纯度：通过亲和纯化和分离步骤，可以高效地纯化目标蛋白。
3.易于检测：MBP蛋白常用于标记目标蛋白，方便检测和定量。
四、MBP蛋白纯化的应用MBP蛋白纯化技术广泛应用于生物医学研究和工业生产中。
gst蛋白纯化原理
gst蛋白纯化原理GST蛋白纯化是一种常用的蛋白质纯化技术，其原理是利用谷胱甘肽-S-转移酶（Glutathione-S-transferase，GST）标签与谷胱甘肽的特异性结合来进行纯化。
GST标签可与谷胱甘肽通过二硫键共价亲和，然后通过GSH交换洗脱的原理进行蛋白纯化。
具体步骤如下：1.构建GST标签融合表达载体：将GST基因的编码序列与目标蛋白的编码序列融合，构建GST-目标蛋白融合表达载体。
这样，在细胞中表达该融合蛋白时，GST标签会紧密结合在目标蛋白的C端或N 端。
2.转染和蛋白表达：将构建好的GST-目标蛋白融合表达载体转染到合适的宿主细胞（如大肠杆菌），使其产生大量的融合蛋白。
3.细胞裂解和融合蛋白的亲和层析：收获融合蛋白的细胞，通过细胞裂解等方法破坏细胞膜，释放融合蛋白。
然后，将溶解的细胞提取物加载到含有谷胱甘肽固定在琼脂糖（或其他载体）上的亲和层析柱中。
GST标签可以特异性地与琼脂糖上的谷胱甘肽结合。
4.洗脱：通过洗脱缓冲液来去除非特异性结合的蛋白质，保留GST-目标蛋白复合物。
洗脱通常使用还原剂（如谷胱甘肽）、低pH 或其他方式进行。
5.目标蛋白的解离：将GST标签从目标蛋白上解离，得到纯化的目标蛋白。
这可以通过特定的酶切位点（如蛋白酶TEV切割位点）和相应的酶进行酶切，使GST和目标蛋白分别释放。
6.纯化分析：对纯化的目标蛋白进行分析，如SDS-PAGE凝胶电泳、Western blot等方法，确认目标蛋白的纯度和完整性。
在进行GST蛋白纯化时，对于融合表达载体的设计和构建、宿主细胞的选择、裂解条件和亲和层析条件的优化等方面都需要合理考虑，以获得高质量的纯化目标蛋白。
蛋白表达纯化的实验原理
蛋白表达纯化的实验原理蛋白表达与纯化是生物学实验中常用的技术，可以用来研究和生产各种蛋白质。
本文将一步一步回答关于蛋白表达纯化实验的原理和步骤。
第一步：蛋白表达系统的选择蛋白表达系统是指用来制备和表达目标蛋白质的细胞或病毒载体。
常用的表达系统包括细菌、酵母、昆虫和哺乳动物细胞等。
选择表达系统时需要考虑目标蛋白的性质、需求量和表达效率等因素。
第二步：构建表达载体表达载体是将目标蛋白的基因序列插入到细胞或病毒载体中，以实现蛋白表达的工具。
通常采用的方法是将目标基因通过限制性内切酶切割，然后与适当的载体连接。
第三步：细胞转染或感染将构建好的表达载体转染到细胞中，使目标蛋白基因在细胞内进行表达。
对于真核细胞（如哺乳动物细胞）可以通过转染的方式传递质粒DNA，而对于原核细胞（如大肠杆菌）可以通过热激转化或电穿孔等方法进行具体的转染。
第四步：培养表达细胞转染或感染后，需要将细胞培养到合适的条件下，以促进目标蛋白表达。
培养条件包括适宜的培养基、温度、氧气供应和营养物等。
此外，可以考虑添加特定的诱导剂或抑制剂，以调控蛋白表达的级别。
对于细菌目标蛋白表达，通常将细胞培养在含有抗生素的培养基上以选择表达带有目标基因的细菌。
第五步：蛋白表达检测为了确定目标蛋白是否在细胞中表达，可以使用多种方法进行检测。
常用的方法包括Western blot、ELISA、原位杂交、荧光染色等。
同时，可以通过调整培养条件或表达载体的构建来提高蛋白表达的水平。
第六步：蛋白纯化蛋白纯化是从表达系统中提取和纯化目标蛋白的过程。
纯化步骤的选择取决于目标蛋白的性质和所需的纯度。
常见的纯化方法包括亲和纯化、凝胶过滤、离子交换、大小排除层析、亲水性层析等。
此外，还可以使用亲和标签（如His标签、GST标签等）来辅助蛋白质的纯化。
第七步：蛋白质的鉴定和定量通过蛋白纯化后，需要对目标蛋白进行鉴定和定量。
可以使用SDS-PAGE、Western blot、质谱分析等方法来确定蛋白质的分子量和纯度。
分离纯化蛋白质的方法及原理
5、盐析与盐溶 ：原理：低浓度时，中性盐可以增加蛋白质溶解度这种现象称为盐溶.盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某种盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而蛋白质与水分子之间的相互作用却加强，因而溶解度增高。球蛋白溶液在透析过程中往往沉淀析出，这就是因为透析除去了盐类离子，使蛋白质分子之间的相互吸引增加，引起蛋白质分子的凝集并沉淀。当溶液的离子强度增加到一定程度时，蛋白质溶解程度开始下降。当离子强度增加到足够高时，例如饱和或半饱和程度，很多蛋白质可以从水中沉淀出来，这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降低，原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的水化水。此时那些被迫与蛋白质表面的疏水集团接触并掩盖他们的水分子成为下一步最自由的可利用的水分子，因此被移去以溶剂化盐离子，留下暴露出来的疏水基团。蛋白质疏水表面进一步暴露，由于疏水作用蛋白质聚集而沉淀。
当蛋白质混合物加入填有亲和介质的层析柱时，待纯化的某一蛋白质则被吸附在含配体的琼脂糖颗粒表面上而其他的蛋白质因对该配体无特异的结合部位而不被吸附，他们通过洗涤即可除去，被特异结合的蛋白质可用含游离的相应配体溶液把它从柱上洗脱下来。
凝集素亲和层析、免疫亲和层析、金属螯合层析、染料配体层析和共价层析等属于亲和层析。
有机溶剂引起蛋白质沉淀的主要原因之一是改变了介质的介电常数。有机溶剂的加入使水溶液的介电常数降低。介电常数的降低将增加两个相反电荷之间的吸引力。蛋白质分子表面可解离基团的离子化程度减弱，水化程度降低，因此促进了蛋白质分子的聚集和沉淀。
蛋白质纯化
蛋白质纯化蛋白质的分离纯化在生物化学研究应用中使用广泛，是一项重要的操作技术。
一个典型的真核细胞可以包含数以千计的不同蛋白质，一些含量十分丰富，一些仅含有几个拷贝。
为了研究某一个蛋白质，必须首先将该蛋白质从其他蛋白质和非蛋白质分子中纯化出来。
蛋白纯化的一般原则蛋白纯化要利用不同蛋白间内在的相似性与差异，利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染，而利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来。
每种蛋白间的大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性都会有差异，利用这些差异可将蛋白从混合物如大肠杆菌裂解物中提取出来得到重组蛋白。
蛋白的纯化大致分为粗分离阶段和精细纯化阶段二个阶段。
一般蛋白纯化采用的方法为树脂法。
粗分离阶段主要将目的蛋白和其他细胞成分如DNA、RNA等分开，由于此时样本体积大、成分杂，要求所用的树脂高容量、高流速、颗粒大、粒径分布宽．并可以迅速将蛋白与污染物分开，必要时可加入相应的保护剂（例如蛋白酶抑制剂），防止目的蛋白被降解。
精细纯化阶段则需要更高的分辨率，此阶段是要把目的蛋白与那些分子量大小及理化性质接近的蛋白区分开来，要用更小的树脂颗粒以提高分辨率，常用离子交换柱和疏水柱，应用时要综合考虑树脂的选择性和柱效两个因素。
选择性指树脂与目的蛋白结合的特异性，柱效则是指各蛋白成分逐个从树脂上集中洗脱的能力，洗脱峰越窄，柱效越好。
仅有好的选择性，洗脱峰太宽，蛋白照样不能有效分离。
蛋白质纯化的一般注意事项在进行任何一种蛋白质纯化得时候，都要时刻注意维护它的稳定，保护它的活性，有一些通用的注意事项需要牢记，它们包括：1.操作尽可能置于冰上或者在冷库内进行。
2.不要太稀，蛋白浓度维持在μg/mL～mg/mL。
3.合适的pH，除非是进行聚焦层析，所使用的缓冲溶液pH避免与pI相同，防止蛋白质的沉淀。
4.使用蛋白酶抑制剂，防止蛋白酶对目标蛋白的降解；在纯化细胞中的蛋白质时，加入DNA 酶，降解DNA，防止DNA对蛋白的污染。
四种蛋白纯化方式的原理及优缺点的简述
一.分子筛（凝胶层析）原理：用一般的柱层析方法使相对分子质量不同的溶质通过具有分子筛性质的固定相（凝胶），从而使蛋白质分离。
优点：1.洗脱条件简单，往往只需要一种缓冲溶液，可以使用任何缓冲液。
2.实验操作相对简单3.条件温和，对蛋白活性保持率高4.既可以对标签蛋白纯化也可以对非标签蛋白纯化。
缺点：1. 工艺放大困难：分子筛层析无法遵循线性放大原则，即使遵循柱床高度不变的原则，工艺流速如何进行调整，也是需要面临的问题。
2. 层析柱装填困难3.对上样量有要求4.测定柱效困难5.反复使用层析柱困难二.亲和层析原理：亲和层析是一种吸附层析，亲和层析利用固相介质中的配基与混合生物分子之间亲和能力不同而进行分离，当蛋白混合液通过层析柱时，与配基能够特异性结合的蛋白质就会被吸附固定在层析柱中，其他的蛋白质对配体不具有特异性的结合能力，将通过柱子洗脱下来，这种结合在一定条件下是可逆的，选用适当的洗脱液，改变缓冲液的离子强度和pH 值或者选择更强的配体结合溶液将结合的蛋白质洗脱下来，而无亲和力的蛋白质最先流出层析柱。
优点:1. 亲和层析法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。
2. 是最有效的生物活性物质纯化方法，它对生物分子选择性的吸附和分离，可以取得很高的纯化倍数。
此外蛋白在纯化过程中得到浓缩，结合到亲和配基后，性质更加稳定，其结果提高了活性回收率。
此外它可以减少纯化步骤，缩短纯化时间，对不稳定蛋白的纯化十分有利。
缺点：1.除特异性的吸附外，仍然会因分子的错误认别和分子间非选择性的作用力而吸附一些杂蛋白质，另洗脱过程中的配体不可避免的脱落进入分离体系。
2. 载体较昂贵，机械强度低，配基制备困难，有的配基本身要经过分离纯化，配基与载体耦联条件激烈等。
三.离子交换层析原理：离子交换层析根据样品表面电荷不同进行分离纯化的技术，根据不同蛋白样品在同一Ph条件下所带电荷正负以及带电荷量不同而将不同蛋白样品分离。
离子交换层析纯化蛋白质的原理
离子交换层析纯化蛋白质的原理离子交换层析是一种重要的蛋白质分离纯化技术。
其原理是利用离子交换树脂库中树脂的静电荷性吸附靶分子，通过调节合适的洗脱条件使目标蛋白质逐步从树脂上溶解剂洗脱，最终获得高纯度的目标蛋白质。
离子交换层析基于了离子之间相互作用的原理。
树脂表面带有离子团，使得树脂能够吸附离子性化合物。
离子性化合物在电解质溶液中通常呈现出离子化的形式，离子化能力与化合物本身的酸碱性及离子外壳多少有关。
不同的离子性化合物在电解质水溶液中，因其不同的离子半径和电荷量而表现出不同的离子吸附效应，因此可通过调节离子交换树脂的固有电荷性质，控制所吸附蛋白质的亲和力。
一般来说，离子交换树脂会分为两种：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
阳离子交换树脂通常带有负电荷，用于吸附正电荷的蛋白质，如赖氨酸、精氨酸等。
阴离子交换树脂带有正电荷，用于吸附负电荷的蛋白质，如天冬酰胺酸、谷氨酸等。
蛋白质在交换树脂上的吸附与蛋白质表面的极性、电荷以及交换树脂的化学性质有关。
在离子交换层析中，吸附规律通常分为两种类型：强吸附和弱吸附。
强吸附是指交换树脂与目标蛋白质之间的非常紧密的结合，需要用高盐度、酸性或碱性的溶液才能使其从树脂上溶解剂洗脱。
相反，弱吸附是指交换树脂与目标蛋白质较松散的结合，可通过一些较弱溶剂去除目标蛋白质。
离子交换层析的优点在于具有高纯度和针对性、操作简便等特点，适用于表达量较高的蛋白质分离。
然而，由于蛋白质的结构多样性和多样化，交换树脂吸附效应的不确定性，以及强洗脱所带来的影响，都可能导致影响纯度和可行性的问题。
因此，在离子交换层析前，必须对样品的基本性质进行详细的研究和解析，以确定适当的实验条件，并实现当代生物技术领域的进一步深化。
分离纯化蛋白质的方法及原理
分离纯化蛋白质的方法及原理
蛋白质纯化是生物分子的一项重要技术，它是分子生物学的核心技术之一，也是蛋白质结构及功能的研究的基础。
它可以从生物样本中分离出蛋白质，研究其结构、性质、功能及相关特性。
根据蛋白质纯化的原理和方法，可以分为物理法、化学法和生物学法等。
1.物理法
物理法是纯化蛋白的最简单方法之一，通常通过使用力场或温度去把一定浓度的蛋白质从溶质中萃取出来。
物理法不耗费能量也不会改变蛋白质的化学结构，不改变蛋白质的结构和功能，但有时可能会引发蛋白质的活性降低，因为櫛发性和相互之间复合物的结合可能会受到改变。
例如分子筛膜技术、沉淀离心技术等。
2.化学法
化学法是一种可以改变蛋白质结构的方法，一般是通过有机溶剂或水溶性固定相，以水或有机溶剂和化学试剂实现蛋白质的分离和纯化。
化学法可以破坏蛋白质的活性，从而改变其化学结构和功能，或者通过改变蛋白质的电性或物理状态来实现蛋白质的分离和纯化。
例如偏光技术、电泳技术、蛋白质酶剪切技术等。
3.生物学法
生物学法是一种比较复杂的蛋白质分离方法，是利用特定生物因子。
实验 五 蛋白质纯化--盐析沉淀法
四 思考题
1. 为提高蛋白质盐析分离效率，应采取哪些 措施？ 2.为测定用硫酸铵盐析法分离某种蛋白质的 最佳硫酸铵浓度，除采用本讲义设计的操作 程序之外，请你设计另一种工作程序测定盐 析目的蛋白质的硫酸铵最佳浓度，并指出两 种方法的优缺点。 3 请你计算25℃时60%饱和度的硫酸铵溶液的 离子强度。
大肠杆菌BL21（DE3）pGEX-6p细胞裂解液，由上一 实验提供 分析纯硫酸铵：用干净的磁研钵研成细粉末。 30%三氯乙酸, SDS-PAGE所需试剂
三 操作步骤
1 盐析曲线的测定 对于一求知盐析特性的蛋白质来说，用盐析 作为一纯化步骤时，应首先用实验确定使此 种蛋白质盐析沉淀出来的最佳饱和度，其测 定方法如下： （1）取7支微量离心管，用记号笔在管帽 上标记20%、30%、40%、50%、60%、70% 和80%； （2）以上述离心管作容器分别称取磨细的硫 酸铵晶体末0.057克、0.088克、0.122克、 0.156克、0159克、0.235克和0.281克；
一 实验原理
盐析的一般操作步骤是，选择一定浓度 范围的盐溶液（如0-25%饱和度的硫酸 铵）使部分杂质呈“盐析”状态从溶液 中沉淀出来，经离心法去除。而目的蛋 白质呈盐溶状态，存在于上清中。增加 盐浓度（如25-60%饱和度的NH4SO4） 使目的蛋白质呈盐析状态，而从溶液中 分离出来。
二 实验试剂
实验 五 蛋白质纯化--盐析沉淀法 蛋白质纯化--盐析沉淀法 --
一 实验原理
蛋白质在稀盐溶液中，其溶解度会随盐浓度的升高而 增加，此种现象被称作盐溶。但是当盐的浓度继续增 高时，蛋白质的溶解度又以不同程度地下降并先后从 溶液中析出，此种现象被称为盐析。 上述现象 是由于蛋白质分子中极性基团之间存在静电 力。在低盐浓度下，蛋白质分子中极性基团之间的静 电力受盐离子的影响而被消除，蛋白质在水中的极性 基团的电荷被中和，水化膜被破坏，于是蛋白质分子 之间相互聚集并从溶液中析出。盐析法就是根据不同 蛋白质在一定浓度的盐溶液中溶解度降低程度的不同 而达到彼此 Nhomakorabea离的方法。
蛋白纯化仪器的原理和应用
环境科学：在环境科学领域，蛋白纯化仪器可用于分离和纯化环境样品中的蛋白质， 以研究环境污染对生态系统的影响
农业研究：在农业研究领域，蛋白纯化仪器可用于分离和纯化农作物中的蛋白质，以 了解农作物的生长和发育过程以及抗病性
食品科学：在食品科学领域，蛋白纯化仪器可用于分析和纯化食品中的蛋白质，以了 解食品的营养价值和安全性
20XX
蛋白纯化仪器 的原理和应用
-
1 蛋白纯化仪器的原理 2 蛋白纯化仪器的应用
1
蛋白纯化仪器的原理
蛋白纯化仪器是一种用于分 离和纯化蛋白质的设备
其原理基于色谱技术，是一 种高效分离蛋白质的方法
以下是蛋白纯化仪器的基本 原理
蛋白纯化仪器的原理
固定相和流动相：在色谱法中，有一个固定相和一个流动相。固定相是色谱柱中的介质，而
1
流动相是经过色谱柱的液体。蛋白质通过与固定相和流动相之间的相互作用进行分离
2
色谱柱：色谱柱是色谱法中的核心部分，其中装有固定相。流动相携带待分离的蛋白质流 经色谱柱，与固定相进行相互作用
3
洗脱：经过与固定相的作用后，蛋白质在流动相中的溶解度降低，从而被洗脱出色谱柱。 通过收集洗脱液，可以得到各个组分的蛋白质
药物研发：在药物研发过程中，往往需要纯化的蛋白质作为药物的目标分子。蛋白纯 化仪器可以帮助研究人员快速、准确地分离和纯化蛋白质，为药物研发提供重要的支 持
蛋白纯化仪器的应用
疾病研究
在疾病研究中，了解病变蛋白质的 性质和功能非常重要。蛋白纯化仪 器可以帮助科学家们从生物样品中 分离出病变蛋白质，以便进一步研
法医学：在法医学领域，蛋白纯化仪器可用于分离和纯化生物样本中的蛋白质，以进 行身份鉴定和案件调查
蛋白质的分离和纯化
柱的顶端,不要破坏凝胶面
4.纯度鉴定---SDS-聚丙烯酰胺凝胶 电泳
三、蛋白质提取分离的程序以血红蛋白的分离纯化为例
蛋白质的提取和分离一般分为四步： 1 样品处理：包括洗涤红细胞；血红蛋白释 放；分离血红蛋白溶液, 2 粗分离：薄膜透析法除去分子较小的杂质, 3 纯化：通过凝胶色谱法将分子量较大的杂 质蛋白质除去, 4 纯度鉴定：通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,
酸缓冲液处理的目的是
D
A.防止血红蛋白被O2氧化
B.血红蛋白是一种碱性物质,需要酸中和
C.磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程
D.让血红蛋白处在稳定的pH范围内,维持其结 构和功能
5、下面关于对血红蛋白提取和分离的样品的
处理措施中,错误的是
A
A.采集血样后要高速短时间离心获得血细胞
B.洗涤三次后如上清液仍有黄色,可增加洗涤 次数,否则血浆蛋白无法除净,
2、下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品
处理步骤的描述,正确的是 C
A.红细胞的洗涤：加入蒸馏水,缓慢搅拌,低速 短时间离心
B.血红蛋白的释放：加入生理盐水和甲苯,置 于磁力搅拌器上充分搅拌
C.分离血红蛋白：将搅拌好的混合液离心、 过滤后,用分液漏斗分离
D.透析：将血红蛋白溶液装入透析袋,然后置 于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12h
1、下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离属
于的叙述中,错误的是 A
A.可用蒸馏水涨破细胞的方法从猪红细胞中 提取到DNA和蛋白质
B.用不同浓度的NaCl溶液反复溶解于析出 DNA可去除部分杂质
C.透析法分离蛋白质的依据是利用蛋白质不 能通过半透膜的特性
蛋白质纯化--盐析沉淀法
以上有不当之处，请大家给与批评指正， 谢谢大家！
10
浮沉淀后，在沸水浴中煮沸3分钟，取出置-20℃冰箱 中备用； （8）制备SDS-聚丙烯酰胺凝胶；按下列上样顺序向 加样孔中添加10μl 样品： 样孔 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 包涵体样20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 包涵 体 空白对照 电泳分离后，染色、脱色、观察目的蛋白质出现在何 种浓度的（NH4）2SO4盐析样孔中，以确定最佳的 盐析条件。
（1）取7支微量离心管，用记号笔在管帽 上标记20%、30%、40%、50%、60%、70% 和80%； （2）以上述离心管作容器分别称取磨细的硫 酸铵晶体末0.057克、0.088克、0.122克、 0.156克、0159克、0.235克和0.281克；
三 操作步骤
（3）分别向上述装有（NH4）2SO4粉末的离心管中 添加0.5ml细胞裂解液，充分振荡使（NH4）2SO4溶 解后，在室温下静置2小时；
（4）将离心管放置于离心机中，以1000转/分转速离 心5分钟后，倾去上清，倒立离心管，以便尽可能多 地去除上清；
（5）添加0.5ml蒸馏水及8μl30%三氯乙酸混匀,静置 10分钟后,离心,尽量去除上清；(因此步会造成蛋白作步骤
（6）将离心管置于快速干燥器中干燥30分钟； （7）向离心管中添加100μISDS-PAGE上样缓冲液悬
（4）将沉淀的蛋白质溶解于尽量小体积的磷酸盐缓冲的生理盐 水中，用Bradford试剂测定蛋白质浓度后，置-20℃冰箱中保存 备用。
四 思考题
1. 为提高蛋白质盐析分离效率，应采取哪些 措施？
2.为测定用硫酸铵盐析法分离某种蛋白质的 最佳硫酸铵浓度，除采用本讲义设计的操作 程序之外，请你设计另一种工作程序测定盐 析目的蛋白质的硫酸铵最佳浓度，并指出两 种方法的优缺点。
q柱纯化蛋白原理
q柱纯化蛋白原理蛋白质在生物体内扮演着非常重要的角色，是生命活动的基础单位。
因此，对蛋白质的研究和分离纯化是生物学、生物化学、药物化学等领域的重要研究方向。
q柱纯化蛋白，是一种高效的蛋白质分离纯化方法，其原理是利用静电吸附的差异，将目标蛋白与其他蛋白分离开来。
本文将从q柱纯化蛋白的原理、实验步骤、应用等方面进行详细介绍。
一、q柱纯化蛋白的原理q柱纯化蛋白的原理是利用静电吸附的差异，将目标蛋白与其他蛋白分离开来。
q柱是一种离子交换柱，其表面带有正电荷的固相材料。
在某些条件下，蛋白质带有负电荷，可以被静电吸附在q柱上。
而其他蛋白质则不会被吸附，可以通过柱子被洗掉。
随后，改变柱子的盐浓度或者pH值，可以使得目标蛋白从柱子上洗脱下来。
二、q柱纯化蛋白的实验步骤1. 提取蛋白质首先需要从样品中提取出目标蛋白。
这一步骤需要根据不同的样品和目标蛋白进行优化，可以采用不同的方法，如超声波破碎、高压破碎、化学溶解等。
2. 样品预处理提取出的蛋白质样品通常包含许多其他蛋白质、碎片和杂质。
为了提高q柱纯化的效率，需要对样品进行预处理，如净化、富集、浓缩等。
3. q柱纯化将经过预处理的样品加入到q柱中，目标蛋白质会被静电吸附在柱子上。
随后，可以通过改变柱子的盐浓度或者pH值，使得目标蛋白从柱子上洗脱下来。
不同的目标蛋白需要优化不同的条件，如pH 值、盐浓度、洗脱缓冲液等。
4. 终检经过q柱纯化的蛋白需要进行终检，以确定其纯度和活性。
可以采用SDS-PAGE、Western blot、质谱等方法进行检测。
三、q柱纯化蛋白的应用q柱纯化蛋白可以应用于许多领域，如生物学、生物化学、药物化学等。
常见的应用包括：1. 蛋白质结构研究q柱纯化蛋白可以得到高纯度的蛋白质，可用于蛋白质结构研究，如晶体学、核磁共振等。
2. 药物研发q柱纯化蛋白可用于药物研发中的药效评价、毒性评价等。
3. 生物学研究q柱纯化蛋白可用于生物学研究中的酶学、分子生物学等领域。
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蛋白质的纯化原理
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。