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离子交换层析纯化血清蛋白质

发布时间:2023-09-20 06:40:22

⑴ 蛋白质的分离纯化技术有哪些

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
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。
(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。

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⑵ 离子交换层析法分离纯化蛋白质有哪些局限性

  1. 因为抄离子交换吸附蛋白质并不是特异性吸附,在某些情况下可能难以判断结合的蛋白质是否为当初设计的目的蛋白。

  2. 离子交换吸附依赖于蛋白质表面的静电荷,如果蛋白质结构比较特殊,可能会有在各种pH都难以结合上离子交换层析的情况。

  3. 离子交换层析对于等电点与目标蛋白接近的杂蛋白并没有很好的分离效果。

⑶ 蛋白质分离纯化常用的方法

1、沉淀
2、电泳:蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的,在电场中能专向电场的正极或负极移动。根属据支撑物不同,有薄膜电泳、凝胶电泳等。
3、透析:利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。
4、层析: a.离子交换层析,利用蛋白质的两性游离性质,在某一特定PH时,各蛋白质的电荷量及性质不同,故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析,含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。 b.分子筛,又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能同时入孔内而径直流出。
5、超速离心:既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开。

⑷ 离子交换层析法分离纯化蛋白质有哪些局限性

1,离子交换树脂固定床的床层压力会随着分离过程的进程而不断加大,需要重回新填充答。同时,也造成固定床填充过程操作麻烦,而且密封性要求高。2,蛋白质分离纯度问题,如果在出峰之后再行切换接收馏分,而在峰行下降后提前切换,虽可以保证纯度,但蛋白分离收率则会下降。3,由于交换层析介质决定,不同蛋白质相互分离效果也不确定,这种分离,也易造成各蛋白峰重叠,造成分离纯度下降。4,自动化程度不高。主要也是受固定床以及树脂交换饱和当量无法保持长期稳定造成的。无法像液相色谱柱那样,可以在标样标定后,建立方法,自动分离目标蛋白。5,不过,规模化分离纯化蛋白质过程,使用这种层析法,还是具有一定优势的。
………………
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详细资料请参考:
离子交换层析: http://proct.bio1000.com/100474/

⑸ 建立离子交换法纯化蛋白质的方法需要摸索哪些条件

  1. pH值,缓冲液的pH值对于蛋白结合离子交换层析有非常大的影响,需要先摸索出合适的版pH值,既能权保证蛋白结合上离子交换层析,又不会出现不稳定沉淀的情况。

  2. 盐浓度,盐浓度是离子交换层析洗脱的关键,需要摸索出蛋白能在什么样的盐浓度下被洗脱,且洗脱后纯度能够达到最初的要求。

  3. 柱体积,尽管各种离子交换层析均有理论结合蛋白量,但各种蛋白情况不一样,需要摸索出能够完全结合目的蛋白合适的柱体积。既不会太大造成洗脱浓度过稀,也不会太小造成目标蛋白过载。

  4. 温度,温度可能会造成蛋白变性等等。

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