(壹)根據蛋白質溶解度的不同進行分離的方法
1、蛋白質的鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著的影響,壹般在低鹽濃度時隨著鹽濃度的增加,蛋白質的溶解度增大,稱為鹽溶;當鹽濃度繼續增加時,蛋白質的溶解度不同程度地下降,並陸續析出,稱為鹽析。當鹽濃度繼續增加時,蛋白質的溶解度不同程度地下降並相繼析出,這種現象稱為水解,將大量的鹽加入到蛋白質溶液中,高濃度的鹽離子(如硫酸銨 SO4 和 NH4)具有很強的水合作用力,能抓住蛋白質分子的水合層,使之 "失水",於是蛋白質顆粒凝固沈澱析出。鹽沈澱如果在蛋白質等電點的溶液 pH 值較好。由於各種蛋白質分子大小不同,親水性也不同,所以鹽沈澱所需的鹽濃度也不壹樣,因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度,可使各種蛋白質分段沈澱。
影響鹽析的因素有:(1)溫度:除對溫度敏感的蛋白質在低溫(4度)下操作外,壹般均可在室溫下進行。壹般低溫下蛋白質溶解度降低。但有些蛋白質(如血紅蛋白、肌紅蛋白、血清蛋白)在較高溫度(25 度)時溶解度比 0 度時低,較易鹽析。(2)pH 值:大多數蛋白質在等電點的濃鹽溶液中溶解度最小。(3)蛋白質濃度:蛋白質濃度高時,待分離的蛋白質常與其他蛋白質混合在壹起沈澱出來(***沈澱現象)。因此,在鹽析前應將血清用等量生理鹽水稀釋,使蛋白質含量為 2.5-3.0%。
蛋白鹽水透析常用的中性鹽主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中硫酸銨應用最為廣泛,其優點是溫度系數小、溶解度大(25 度飽和溶液為 4.1M,即 767 克/升;0 度飽和溶液為 3.9M,即 676 克/升),在此溶解度範圍內,許多蛋白質和酶都可以透析;此外,硫酸銨的分段脫鹽效果也優於其他鹽類,不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的 pH 值通常在 4.5-5.5 之間,當采用其他 pH 值進行出鹽時,需要用硫酸或氨水進行調節。
蛋白質在通過鹽析沈澱分離時,需要除去蛋白質中的鹽分,常用的方法是透析,即把蛋白質溶液裝入顯透析袋(常用的是玻璃紙)中,用緩沖液進行透析,並不斷更換緩沖液,由於透析需要的時間較長,所以最好在低溫下進行。另外也可用葡萄糖凝膠 G-25 或 G-50 過柱法進行脫鹽,所用時間較短。
2、等電點沈澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒間的靜電斥力最小,因而溶解度也最小,各種蛋白質的等電點有差異,可用調節溶液的pH值來達到某種蛋白質的等電點使其沈澱,但這種方法很少單獨使用,可與生理鹽水透析法結合使用。
3、低溫有機溶劑沈澱法
用與水混溶的甲醇、乙醇或丙酮等有機溶劑,可使大多數蛋白質溶解度降低而沈澱,此法的分辨率比生理鹽水透析法高,但蛋白質較易變性,應在低溫下進行。
(二)根據蛋白質分子大小的差異進行分離的方法
1、透析和超濾
透析是利用半透膜分離不同分子大小的蛋白質。
超濾是利用高壓或離心力,強力使水和其他小溶質分子透過半透膜,而蛋白質停留在膜上,可以選擇不同孔徑的陸膜來截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾
又稱分子排阻色譜或分子篩色譜,它是根據分子的大小來分離蛋白質混合物的最有效方法之壹。色譜柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agarose gel)。
(三)根據蛋白質的帶電性質進行分離
蛋白質在不同的pH環境中,可以根據其不同的帶電性質和電荷數進行分離。
1、電泳
各種蛋白質在相同的pH條件下,由於分子量和電荷數不同在電場中的遷移率不同而可以分離。值得註意的是等電點聚焦電泳法,它是利用兩性電解質作為載體,電泳時兩性電解質形成的pH梯度由正極向負極逐漸增大,當帶壹定電荷的蛋白質在其中遊動時,達到各自等電點的pH位置便停止,該法可用於分析和制備多種蛋白質。
2、離子交換色譜法
離子交換劑有陽離子交換劑(如:羧甲基纖維素;CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙胺基乙基纖維素;DEAE?FONT FACE="SONG" LANG="ZH-CN">纖維素),分離時蛋白質溶液流經離子交換色譜柱。當分離出的蛋白質溶液流經離子交換色譜柱時,與離子交換劑帶相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上,隨後通過改變 pH 值或離子強度來洗脫被吸附的蛋白質。(詳見色譜技術壹章)
(4)根據配體特異性分離的方法--親和層析
親和層析(aflinity chromatography)是壹種極為有效的蛋白質分離方法,它往往只需壹步處理,就能從非常復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質。這種方法通常只需壹步處理,就能從復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質,而且純度很高。這種方法基於這樣壹個事實,即某些蛋白質會與另壹種稱為配體的分子發生特異性和非****性的結合。基本原理:蛋白質以復雜的混合物形式存在於組織或細胞中,每種細胞都含有成千上萬種不同的蛋白質;因此,蛋白質的分離、純化和表征是生物化學的重要組成部分,而迄今為止還沒有壹種單獨或現成的方法來去除蛋白質。從復雜的蛋白質混合物中提取任何壹種蛋白質都沒有單壹或現成的方法,因此通常要結合使用幾種方法!
蛋白質分離和純化的方法很多,主要有以下幾種:
(壹)根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響,壹般在鹽濃度較低時隨著鹽濃度的升高,蛋白質的溶解度增大,這稱為鹽析出;當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度不同程度地降低,鹽濃度降低時蛋白質的溶解度也不同程度地降低。當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度不同程度地下降並相繼析出,這種現象稱為鹽析,在蛋白質溶液中加入大量的鹽,高濃度的鹽離子(如硫酸銨 SO4 和 NH4)具有很強的水合作用力,能捕捉水合層中的蛋白質分子,使之 "失水",於是蛋白質顆粒凝固沈澱析出。鹽沈澱如果在蛋白質等電點的溶液 pH 值較好。由於各種蛋白質分子大小不同,親水性也不同,所以鹽沈澱所需的鹽濃度也不壹樣,因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度,可使各種蛋白質分段沈澱。
影響鹽析的因素有:(1)溫度:除對溫度敏感的蛋白質在低溫(4度)下操作外,壹般均可在室溫下進行。壹般低溫下蛋白質溶解度降低。但有些蛋白質(如血紅蛋白、肌紅蛋白、血清蛋白)在較高溫度(25 度)時溶解度比 0 度時低,較易鹽析。(2)pH 值:大多數蛋白質在等電點的濃鹽溶液中溶解度最小。(3)蛋白質濃度:蛋白質濃度高時,待分離的蛋白質常與其他蛋白質混合在壹起沈澱出來(***沈澱現象)。因此,在鹽析前應將血清用等量生理鹽水稀釋,使蛋白質含量為 2.5-3.0%。
蛋白鹽水透析常用的中性鹽主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中硫酸銨應用最為廣泛,其優點是溫度系數小、溶解度大(25 度飽和溶液為 4.1M,即 767 克/升;0 度飽和溶液為 3.9M,即 676 克/升),在此溶解度範圍內,許多蛋白質和酶都可以透析;此外,硫酸銨的分段脫鹽效果也優於其他鹽類,不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的 pH 值通常在 4.5-5.5 之間,當采用其他 pH 值進行出鹽時,需要用硫酸或氨水進行調節。
蛋白質在通過鹽析沈澱分離時,需要除去蛋白質中的鹽分,常用的方法是透析,即把蛋白質溶液裝入顯透析袋(常用的是玻璃紙)中,用緩沖液進行透析,並不斷更換緩沖液,由於透析需要的時間較長,所以最好在低溫下進行。另外也可用葡萄糖凝膠 G-25 或 G-50 過柱法進行脫鹽,所用時間較短。
2、等電點沈澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒間的靜電斥力最小,因而溶解度也最小,各種蛋白質的等電點都有差異,可用調節溶液的pH值來達到某種蛋白質的等電點使其沈澱,但這種方法很少單獨使用,可與生理鹽水透析法結合使用。
3、低溫有機溶劑沈澱法
用與水混溶的甲醇、乙醇或丙酮等有機溶劑,可使大多數蛋白質溶解度降低而沈澱,此法的分辨率比生理鹽水透析法高,但蛋白質較易變性,應在低溫下進行。
(二)根據蛋白質分子大小的差異進行分離的方法
1、透析和超濾
透析是利用半透膜分離不同分子大小的蛋白質。
超濾是利用高壓或離心力,強力使水和其他小溶質分子透過半透膜,而蛋白質停留在膜上,可以選擇不同孔徑的陸膜來截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾
又稱分子排阻色譜或分子篩色譜,它是根據分子的大小來分離蛋白質混合物的最有效方法之壹。色譜柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agarose gel)。
(三)根據蛋白質的帶電性質進行分離
蛋白質在不同的pH環境中,可以根據其不同的帶電性質和電荷數進行分離。
1、電泳
各種蛋白質在相同的pH條件下,由於分子量和電荷數不同在電場中的遷移率不同而可以分離。值得註意的是等電點聚焦電泳法,它是利用兩性電解質作為載體,電泳時兩性電解質形成的pH梯度由正極向負極逐漸增大,當帶壹定電荷的蛋白質在其中遊動時,達到各自等電點的pH位置便停止,該法可用於分析和制備多種蛋白質。
2、離子交換色譜法
離子交換劑有陽離子交換劑(如:羧甲基纖維素;CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙胺基乙基纖維素;DEAE?FONT FACE="SONG" LANG="ZH-CN">纖維素),分離時蛋白質溶液流經離子交換色譜柱。當分離出的蛋白質溶液流經離子交換色譜柱時,與離子交換劑帶相反電荷的蛋白質會被吸附在離子交換劑上,隨後通過改變 pH 值或離子強度來洗脫被吸附的蛋白質。(詳見色譜技術壹章)
(4)根據配體特異性分離的方法--親和層析
親和層析(aflinity chromatography)是壹種極為有效的蛋白質分離方法,它往往只需壹步處理,就能從非常復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質。這種方法通常只需壹步處理,就能從復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質,而且純度很高。這種方法基於這樣壹個事實,即某些蛋白質會與另壹種稱為配體的分子發生特異性和非****性的結合。基本原理:蛋白質以復雜的混合物形式存在於組織或細胞中,每種細胞都含有成千上萬種不同的蛋白質;因此,蛋白質的分離、純化和特征描述是生物化學的重要組成部分,迄今為止還沒有壹種單獨或現成的方法來去除蛋白質。迄今為止,還沒有壹種或壹套現成的方法可以從復雜的蛋白質混合物中提取出任何壹種蛋白質,因此往往需要幾種方法配合使用。
蛋白質分離純化的方法很多,主要有:
(壹)根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響,壹般在低鹽濃度時隨著鹽濃度的升高,蛋白質溶解度增大,這稱為鹽析出;當鹽濃度繼續升高時,蛋白質溶解度不同程度地降低。當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度不同程度地下降並相繼析出,這種現象稱為鹽析,在蛋白質溶液中加入大量的鹽,高濃度的鹽離子(如硫酸銨SO4和NH4)具有很強的水合作用力,能捕捉水合層中的蛋白質分子,使之 "失水",於是蛋白質顆粒凝固沈澱析出。鹽沈澱如果在蛋白質等電點的溶液 pH 值較好。由於各種蛋白質分子大小不同,親水性也不同,所以鹽沈澱所需的鹽濃度也不壹樣,因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度,可使各種蛋白質分段沈澱。
影響鹽析的因素有:(1)溫度:除對溫度敏感的蛋白質在低溫(4度)下操作外,壹般均可在室溫下進行。壹般低溫下蛋白質溶解度降低。但有些蛋白質(如血紅蛋白、肌紅蛋白、血清蛋白)在較高溫度(25 度)時溶解度比 0 度時低,較易鹽析。(2)pH 值:大多數蛋白質在等電點的濃鹽溶液中溶解度最小。(3)蛋白質濃度:蛋白質濃度高時,待分離的蛋白質常與其他蛋白質混合在壹起沈澱出來(***沈澱現象)。因此,在鹽析前應將血清用等量生理鹽水稀釋,使蛋白質含量為 2.5-3.0%。
蛋白鹽水透析常用的中性鹽主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中硫酸銨應用最為廣泛,其優點是溫度系數小、溶解度大(25 度飽和溶液為 4.1M,即 767 克/升;0 度飽和溶液為 3.9M,即 676 克/升),在此溶解度範圍內,許多蛋白質和酶都可以透析;此外,硫酸銨的分段脫鹽效果也優於其他鹽類,不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的 pH 值通常在 4.5-5.5 之間,當采用其他 pH 值進行出鹽時,需要用硫酸或氨水進行調節。
蛋白質在通過鹽析沈澱分離時,需要除去蛋白質中的鹽分,常用的方法是透析,即把蛋白質溶液裝入顯透析袋(常用的是玻璃紙)中,用緩沖液進行透析,並不斷更換緩沖液,由於透析需要的時間較長,所以最好在低溫下進行。另外也可用葡萄糖凝膠 G-25 或 G-50 過柱法進行脫鹽,所用時間較短。
2、等電點沈澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒間的靜電斥力最小,因而溶解度也最小,各種蛋白質的等電點有差異,可用調節溶液的pH值來達到某種蛋白質的等電點使其沈澱,但這種方法很少單獨使用,可與生理鹽水透析法結合使用。
3、低溫有機溶劑沈澱法
用與水混溶的甲醇、乙醇或丙酮等有機溶劑,可使大多數蛋白質溶解度降低而沈澱,此法的分辨率比生理鹽水透析法高,但蛋白質較易變性,應在低溫下進行。
(二)根據蛋白質分子大小的差異進行分離的方法
1、透析和超濾
透析是利用半透膜分離不同分子大小的蛋白質。
超濾是利用高壓或離心力,強力使水和其他小溶質分子透過半透膜,而蛋白質停留在膜上,可以選擇不同孔徑的陸膜來截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾
又稱分子排阻色譜或分子篩色譜,它是根據分子的大小來分離蛋白質混合物的最有效方法之壹。色譜柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agarose gel)。
(三)根據蛋白質的帶電性質進行分離
蛋白質在不同的pH環境中,可以根據其不同的帶電性質和電荷數進行分離。
1、電泳
各種蛋白質在相同的pH條件下,由於分子量和電荷數不同在電場中的遷移率不同而可以分離。值得註意的是等電點聚焦電泳法,它是利用兩性電解質作為載體,電泳時兩性電解質形成的pH梯度由正極向負極逐漸增大,當帶壹定電荷的蛋白質在其中遊動時,達到各自等電點的pH位置便停止,該法可用於分析和制備多種蛋白質。
2、離子交換色譜法
離子交換劑有陽離子交換劑(如:羧甲基纖維素;CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙胺基乙基纖維素;DEAE?FONT FACE="SONG" LANG="ZH-CN">纖維素),分離時蛋白質溶液流經離子交換色譜柱。當分離出的蛋白質溶液流經離子交換色譜柱時,與離子交換劑帶相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上,隨後通過改變 pH 值或離子強度來洗脫被吸附的蛋白質。(詳見色譜技術壹章)
(4)根據配體特異性分離的方法--親和層析
親和層析(aflinity chromatography)是壹種非常有效的分離蛋白質的方法,它往往只需壹步處理,就能從非常復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質。這種方法通常只需壹步處理,就能從復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質,而且純度很高。這種方法基於這樣壹個事實,即某些蛋白質會與另壹種稱為配體的分子發生特異性和非****性的結合。基本原理:蛋白質以復雜的混合物形式存在於組織或細胞中,每種細胞都含有成千上萬種不同的蛋白質;因此,蛋白質的分離、純化和特征描述是生物化學的重要組成部分,迄今為止還沒有壹種單獨或現成的方法來去除蛋白質。迄今為止,還沒有壹種或壹套現成的方法可以從復雜的蛋白質混合物中提取出任何壹種蛋白質,因此往往需要幾種方法配合使用。蛋白質分離和純化的方法很多,有:
(壹)根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響,壹般在低鹽濃度下隨著鹽濃度的升高,蛋白質的溶解度增大,這稱為鹽溶度;當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度降低 當鹽濃度繼續升高時,蛋白質的溶解度出現不同程度的下降並相繼析出,這種現象稱為水解,將大量的鹽加入到蛋白質溶液中,高濃度的鹽離子(如硫酸銨 SO4 和 NH4)具有很強的水合作用力,能抓住蛋白質分子的水合層,使其 "失水",於是蛋白質顆粒凝結沈澱而析出。鹽沈澱如果在蛋白質等電點的溶液 pH 值較好。由於各種蛋白質分子大小不同,親水性也不同,所以鹽沈澱所需的鹽濃度也不壹樣,因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度,可使各種蛋白質分段沈澱。
影響鹽析的因素有:(1)溫度:除對溫度敏感的蛋白質在低溫(4度)下操作外,壹般均可在室溫下進行。壹般低溫下蛋白質溶解度降低。但有些蛋白質(如血紅蛋白、肌紅蛋白、血清蛋白)在較高溫度(25 度)時溶解度比 0 度時低,較易鹽析。(2)pH 值:大多數蛋白質在等電點的濃鹽溶液中溶解度最小。(3)蛋白質濃度:蛋白質濃度高時,待分離的蛋白質常與其他蛋白質混合在壹起沈澱出來(***沈澱現象)。因此,在鹽析前應將血清用等量生理鹽水稀釋,使蛋白質含量為 2.5-3.0%。
蛋白鹽水透析常用的中性鹽主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中硫酸銨應用最為廣泛,其優點是溫度系數小、溶解度大(25 度飽和溶液為 4.1M,即 767 克/升;0 度飽和溶液為 3.9M,即 676 克/升),在此溶解度範圍內,許多蛋白質和酶都可以透析;此外,硫酸銨的分段脫鹽效果也優於其他鹽類,不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的 pH 值通常在 4.5-5.5 之間,當采用其他 pH 值進行出鹽時,需要用硫酸或氨水進行調節。
蛋白質在通過鹽析沈澱分離時,需要除去蛋白質中的鹽分,常用的方法是透析,即把蛋白質溶液裝入顯透析袋(常用的是玻璃紙)中,用緩沖液進行透析,並不斷更換緩沖液,由於透析需要的時間較長,所以最好在低溫下進行。另外也可用葡萄糖凝膠 G-25 或 G-50 過柱法進行脫鹽,所用時間較短。
2、等電點沈澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒間的靜電斥力最小,因而溶解度也最小,各種蛋白質的等電點有差異,可用調節溶液的pH值來達到某種蛋白質的等電點使其沈澱,但這種方法很少單獨使用,可與生理鹽水透析法結合使用。
3、低溫有機溶劑沈澱法
用與水混溶的甲醇、乙醇或丙酮等有機溶劑,可使大多數蛋白質溶解度降低而沈澱,此法的分辨率比生理鹽水透析法高,但蛋白質較易變性,應在低溫下進行。
(二)根據蛋白質分子大小的差異進行分離的方法
1、透析和超濾
透析是利用半透膜分離不同分子大小的蛋白質。
超濾是利用高壓或離心力,強力使水和其他小溶質分子透過半透膜,而蛋白質停留在膜上,可以選擇不同孔徑的陸膜來截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾
又稱分子排阻色譜或分子篩色譜,它是根據分子的大小來分離蛋白質混合物的最有效方法之壹。色譜柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠(Sephadex ged)和瓊脂糖凝膠(agarose gel)。
(三)根據蛋白質的帶電性質進行分離
蛋白質在不同的pH環境中,可以根據其不同的帶電性質和電荷數進行分離。
1、電泳
各種蛋白質在相同的pH條件下,由於分子量和電荷數不同在電場中的遷移率不同而可以分離。值得註意的是等電點聚焦電泳法,它是利用兩性電解質作為載體,電泳時兩性電解質形成的pH梯度由正極向負極逐漸增大,當帶壹定電荷的蛋白質在其中遊動時,達到各自等電點的pH位置便停止,該法可用於分析和制備多種蛋白質。
2、離子交換色譜法
離子交換劑有陽離子交換劑(如:羧甲基纖維素;CM-纖維素)和陰離子交換劑(二乙胺基乙基纖維素;DEAE?FONT FACE="SONG" LANG="ZH-CN">纖維素),分離時蛋白質溶液流經離子交換色譜柱。當分離出的蛋白質溶液流經離子交換色譜柱時,與離子交換劑帶相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上,隨後通過改變 pH 值或離子強度來洗脫被吸附的蛋白質。(詳見色譜技術壹章)
(4)根據配體特異性分離的方法--親和層析
親和層析(aflinity chromatography)是壹種非常有效的分離蛋白質的方法,它往往只需壹步處理,就能從非常復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質。這種方法通常只需壹步處理,就能從復雜的蛋白質混合物中純化出某種蛋白質,而且純度很高。這種方法基於這樣壹個事實,即某些蛋白質會與另壹種稱為配體的分子發生特異性和非****性的結合。基本原理:蛋白質以復雜的混合物形式存在於組織或細胞中,每種細胞都含有成千上萬種不同的蛋白質;因此,蛋白質的分離、純化和表征是生物化學的重要組成部分,而迄今為止還沒有壹種單獨或現成的方法來去除蛋白質。從復雜的蛋白質混合物中提取任何壹種蛋白質都沒有單壹或現成的方法,因此通常要結合使用幾種方法。
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