蛋白質的提取的兩種常用方法文庫

1. 植物蛋白質的提取方法

植物蛋白質的提取方法基本上有這幾種：鹽析法、有機溶劑法和等電點法。

1、鹽析法

原理：鹽析法是指在葯物溶液中加入大量的無機鹽，使某些高分子物質的溶解度降低沉澱析出，而與其他成分分離的方法。鹽析法主要用於蛋白質的分離純化。常作鹽析的無機鹽有硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸銨等。

2、有機溶劑法

原理：機溶劑引起蛋白質沉澱的主要原因是加入有機溶劑使水溶液的介電常數降低，因而增加了兩個相反電荷基團之間的吸引力，促進了蛋白質分子的聚集和沉澱。有機溶劑引起蛋白質沉澱的另一種解釋認為與鹽析相似，有機溶劑與蛋白質爭奪水化水，致使蛋白質脫除水化膜，而易於聚集形成沉澱 。

3、等電點法

原理：在等電點時，蛋白質分子以兩性離子形式存在，其分子凈電荷為零(即正負電荷相等)，此時蛋白質分子顆粒在溶液中因沒有相同電荷的相互排斥，分子相互之間的作用力減弱，其顆粒極易碰撞、凝聚而產生沉澱，所以蛋白質在等電點時，其溶解度最小，最易形成沉澱物。

等電點時的許多物理性質如黏度、膨脹性、滲透壓等都變小，從而有利於懸浮液的過濾。

2. 蛋白質的提取方法有哪些

眾所周知，人的生命活動不能缺少蛋白質，很多食物裡面都含有蛋白質成分，正常的飲食可以為身體補充蛋白質。實際上，在生物化學研究領域，蛋白質的分離提取技術具有廣泛的應用，想要把蛋白質提取出來非常不容易，需要經過很多工序，並且要找到專業的操作技術，現在有下列這些方法可以提取蛋白質。
1、超速離心法
此法分離和純化抗原的原理是利用各顆粒在梯度液中沉降速度的不同，使具有不同沉降速度的顆粒處於不同密度梯度層內，達到彼此分離的目的。常用的密度梯度介質有蔗糖、甘油、CsCl等。
用超速離心或梯度密度離心分離和純化抗原時，除個別成分外，極難將某一抗原成分分離出來，故只用於少數大分子抗原的分離，如IgM、C1q，甲狀腺球蛋白等，以及一些比重較輕的抗原物質如載脂蛋白A、B等。多數的中、小分子量蛋白質採用此種方法很難純化。
2、選擇性沉澱法
其原理多根據各蛋白質理化特性的差異，採用各種沉澱劑或改變某些條件促使蛋白質抗原成分沉澱，從而達到純化的目的。最常用的方法是鹽析沉澱法。
鹽析法的原理
蛋白質在水溶液中的溶解度取決於蛋白質分子表面離子周圍的水分子數目，亦即主要是由蛋白質分子外周親水基團與水形成水化膜的程度以及蛋白質分子帶有電荷的情況決定的。蛋白質溶液中加入中性鹽後，由於中性鹽與水分子的親和力大於蛋白質，致使蛋白質分子周圍的水化層減弱乃至消失。同時，中性鹽加入蛋白質溶液後由於離子強度發生改變，蛋白質表面的電荷大量被中和，更加導致蛋白質溶解度降低，使蛋白質分子之間聚集而沉澱。由於各種蛋白質在不同鹽濃度中的溶解度不同，不同飽和度的鹽溶液沉澱的蛋白質不同，從而使之從其他蛋白分離出來。最常用的鹽溶液是33%～50%飽和度的硫酸銨。鹽析法簡單方便，可用於蛋白質抗原的粗提，丙種球蛋白的提取，蛋白質的濃縮等。鹽析法提純的抗原純度不高，只適用抗原的初步純化。
3、凝膠層析法
凝膠層析是利用分子篩作用對蛋白質進行分離。凝膠是具有三維空間多孔網狀結構的物質，經過適當的溶液平衡後，裝入層析柱。一種含有各種分子的樣品溶液緩慢地流經凝膠層析柱時，大分子物質不易進入凝膠顆粒的微孔，只能分布於顆粒之間，因此在洗脫時向下移動的速度較快，最先被洗脫。小分子物質除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進入凝膠顆粒的微孔中，洗脫時向下移動的速度較慢，隨後被洗脫。因此，蛋白質分子按分子大小被分離。
4、離子交換層析法
離子交換層析的原理是利用一些帶離子基團的纖維素或凝膠，吸附交換帶相反電荷的蛋白質抗原。由於各種蛋白質的等電點不同，所帶的電荷量不同，與纖維素（或凝膠）結合的能力有差別。當梯度洗脫時，逐步增加流動相的離子強度，使加入的離子與蛋白質競爭纖維素上的電荷位置，從而使吸附的蛋白與離子交換劑解離。
在離子交換色譜技術中常用的離子交換劑有以下幾種
①具有離子交換基團的纖維素，如羧甲基（CM）纖維素、DEAE-纖維素
②具有離子交換基團的交聯葡聚糖、瓊脂糖和聚丙烯醯胺
③凝膠合成的高度交聯樹脂。
5、親和層析
親和層析是利用生物大分子的生物特異性，即生物大分子間所具有專一親和力而設計的層析技術。例如抗原和抗體、酶和酶抑制劑（或配體）、酶蛋白和輔酶、激素和受體、IgG和葡萄球菌蛋白A（SPA）等物質間具有一種特殊的親和力。例如提純IgG時，可將SPA吸附在一個惰性的固相基質（如Speharose2B、4B、6B等）上，並制備成層析柱。當樣品流經層析柱時，待分離的IgG可與SPA發生特異性結合，其餘成分不能與之結合。將層析柱充分洗脫後，改變洗脫液的離子強度或pH值，IgG與固相基質上的SPA解離，收集洗脫液便可得到欲純化的IgG。

3. 蛋白質提取問題

蛋白質提取方法-------列舉10種方法
一、植物組織蛋白質提取方法(summer)
1、根據樣品重量(1g樣品加入3.5ml提取液，可根據材料不同適當加入)，准備提取液放在冰上。
2、把樣品放在研缽中用液氮研磨，研磨後加入提取液中在冰上靜置(3-4 小時)。
3、用離心機離心8000rpm40min4℃或11100rpm20min4℃
4、提取上清夜，樣品制備完成。
蛋白質提取液：300ml
1、1Mtris-HCl(PH8) 45ml
2、甘油(Glycerol)75ml
3、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpolypyrrordone)6g
這種方法針對SDS-PAGE，垂直板電泳！
二、
植物組織蛋白質提取方法 (summer)
三氯醋酸—丙酮沉澱法
1、在液氮中研磨葉片
2、加入樣品體積3倍的提取液在-20℃的條件下過夜，然後離心(4℃8000rpm以上1小時)棄上清。
3、加入等體積的冰浴丙酮(含0.07%的β-巰基乙醇)，搖勻後離心(4℃8000rpm以上1 小時)，然後真空
乾燥沉澱，備用。
4、上樣前加入裂解液，室溫放置30 分鍾，使蛋白充分溶於裂解液中，然後離心(15℃8000rpm以上1小
時或更長時間以沒有沉澱為標准)，可臨時保存在4℃待用。
5、用Brandford法定量蛋白，然後可分裝放入-80℃備用。
葯品：
提取液：含10%TCA 和0.07%的β-巰基乙醇的丙酮
裂解液：2.7g 尿素0.2gCHAPS 溶於3ml 滅菌的去離子水中(終體積為5ml)，使用前再加入1M 的
DTT65ul/ml。
這種方法針對雙向電泳，雜質少，離子濃度小的特點！當然單向電泳也同樣適用，只是電泳的條帶會減少！
三、
組織：腸黏膜 (newinbio)
目的：WESTERN BLOT檢測凋亡相關蛋白的表達
應用TRIPURE 提取蛋白質步驟：
含蛋白質上清液中加入異丙醇：(1.5ml每1mlTRIPURE用量)
倒轉混勻，置室溫10min
離心：12000 g，10min，4度，棄上清
加入0.3M鹽酸胍/95％乙醇：(2ml每1mlTRIPURE 用量)
振盪，置室溫20min
離心： 7500g，5 min，4 度，棄上清
重復0.3M鹽酸胍/95％乙醇步2 次
沉澱中加入100％乙醇 2ml
充分振盪混勻，置室溫20 min
離心： 7500g，5min，4度，棄上清吹乾沉澱
1％SDS溶解沉澱
離心：10000g，10min，4度
取上清-20 度保存(或可直接用於WESTERN BLOT)
存在的問題：加入1％SDS 後沉澱不溶解，還是很大的一塊，4 度離心後又多了白色沉定，SDS 結晶？測
濃度，含量才1mg/ml左右。
解決：提蛋白試劑盒，另外組織大小適中，要碎，立即加2X BUFFER，然後煮5－10分鍾，效果很好的。
四、
lysis solution:(yog)
Protein extraction buffer (Camiolo buffer):
100 ml= (0.075M Potassium Acetate) 0.736g
(0.3M) NaCl 1.753g
(0.1M) L-arginine basic salt 1.742g
(0.01M) EDTA-HCl 0.292g
(0.25%) Triton X-100 250. ul
up to 100 ml with dH20. pH 7.4. Then 0.2 um filter.
1. Freeze tissue in liquid nitrogen.
2. Rinse in PBS then mince.
3. Add 1 ml Camiolo extraction buffer per 100 mg of tissue.
4. Homogenize for 1 minute at 4\\'C.
5. Spin at 3,000. rpm/15 minutes/4\\'C.
6. Remove supernatant and save in another tube.
7. If necessary, dialize the supernatant against PBS with
50mM/L Tris-HCl pH 7.4.
五、
植物材料：水稻苗，葉鞘，根(ynibcas)
1、200 毫克樣品置於冰上磨碎
2、加lysis buffer，離心，10000rpm，4度，5min 取上清
3、重復離心5min
lysis buffer：urea np-40 ampholine 2-me pvp-40
六、
蛋白質樣品制備(sigma)
秧苗蛋白質樣品的提取按Davermal 等(1986)的方法進行。
100mg材料剪碎後加入10mgPVP-40(聚乙烯吡咯烷酮)及少量石英砂，用液氮研磨成粉，加入1.5 ml 10% 三
氯乙酸(丙酮配製，含10mM 即0.07%β-巰基乙醇)，混勻，-20℃沉澱1 小時，4℃，15000 r/min離心15
min，棄上清，沉澱復溶於1.5ml冷丙酮(含10 mMβ-巰基乙醇)，再於-20℃沉澱1 小時，同上離心棄上清，
(有必要再用80％丙酮(含10 mMβ-巰基乙醇所得沉澱低溫冷凍真空抽干。
按每mg乾粉加入20μl(可調) UKS液[9.5 M尿素，5mM 碳酸鉀，1.25%SDS，0.5%DTT(二硫蘇糖醇)，
2% Ampholine (Amersham Pharmacia Biotech Inc，pH3.5-10)，6% Triton X-100]，37℃溫育30min，期間攪
動幾次，28度 (溫度低，高濃度的尿素會讓溶液結冰)16000 r/min離心15 min，離心力越大時間長一點
越好！上清即可上樣電泳。或者-70 度保存
七、
植物根中蛋白質的抽取(phenol)
(1) sample, 液氮研磨
(2) 裝1.5 ml centrifuge 用tube
(3) 加 1M KH2PO4+K2HPO4 700 ul
(4) 12000 rpm, 4度, 10-15minite
(5) 取上層液，蛋白質就在裡面
八、
SDS extraction followed by acetone precipitation – simple extraction protocol that does not require phenol.
Recommended start protocol for whole tissue extractions.(hgp)
1. Grind 1 g of fresh tissue to a powder with liquid nitrogen in a mortar and pestle.
2. Add 5 mL of extraction media (0.175 M Tris-HCl, pH 8.8, 5% SDS, 15% glycerol, 0.3 M DTT) directly to
mortar and continue grinding for an additional 30 sec.
3. Filter homogenate through two layers of miracloth into a 50 mL Falcon tube at room temperature.
4. Immediately add 4 volumes of ice cold 100% acetone to filtered homogenate, mix by vortexing and place at -20
C for at least one hour to precipitate proteins.
5. Centrifuge at 5000 g for 15 min to collect precipitated protein, decant supernatant.
6. Gently blot resial acetone from container with Kimwipe and then wash pellet in 15-20 mL of cold 80%
acetone. Be sure to thoroughly break-up pellet by pipetting, vortexing or sonication.
7. Repeat steps 5 and 6.
8. Collect final protein precipitate by centrifugation at 5000 g for 15 min and dry pellet by inverting on Kimwipe
for 15 min at 37 C.
9. Resuspend final pellet in 0.5-1 mL of IEF extraction solution (8 M urea, 2 M thiourea, 2% CHAPS, 2% Triton
X-100, 50 mM DTT, 0.2% pH 3-10 ampholytes) by pipetting and vortexing at 25-30 C. Incubate sample for 1 h at
room temperature with agitation. Do not heat sample under any circumstances as this will lead to carbamylation of
proteins.
10. Centrifuge for 10 min at 12000 g and use supernatant to rehydrate IPG strips.
11. If protein quantitation is necessary, precipitate protein sample with TCA or acetone prior to performing
Bradford or Lowry assay as detergents and recing agents interfere with these assays.
Phenol extraction followed by methanolic ammonium acetate precipitation – an effective protocol for sample
preparation from protein-poor, recalcitrant tissues such as plants (see Hurkman and Tanaka, 1986, Plant
Physiology 81:802-80
九、
材料：細菌蛋白(puc18)
用甲醇提取的，凍干後用緩沖液溶解的。樣品緩沖液是一般的。其中含又2%的SDS，20mmol 的2-巰基乙
醇。
十、
線粒體蛋白的提取 (bioon)
Isolation for Mitochondria
Modification by Bioon
Materials and reagents:
homogenizing buffer:
100 mM mannitol
10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5)
5 mM MgCl2
關 於 蛋 白 質
1 mM EGTA
1 mM DTT
leupeptin (0.1 ug/ml)
0.1M Na2CO3
Methods:
- 10*6 Cells were washed with ice-cold PBS and lysed by homogenizing in 1 ml buffer (ice-cold) containing 100
mM mannitol, 10 mM Tris, 5 mM MgCl2, 1 mM EGTA, 1 mM DTT, leupeptin (0.1 ug/ml)
- Subjected to Polytron homogenization for three-four bursts of 3-10 s each at a setting of 6.5.
- Intact cells and nuclei were separated by centrifugation at 120 g for 5 min at 4℃
- Supernatants were centrifuged at 10,000 g for 10 min to collect the heavy (mitochondrial) membrane pellet.
- Cytoplasmic fractions were obtained by centrifuging supernatants at 100,000 g for 30 min.
- Resuspended pellet to 0.25mg/ml in fresh preparation of 0.1M Na2CO3 (pH 11.5)
- Incubated on ice for 30 min.
- Ultracentrifugation at 100000g for 1h at 4℃ to precipitate the mitochondria membrane protein. And the
supernatants are mitochondrial matrix. 0.5mg of proteins in mitochondria can get 100ug of proteins (the
alkali-resistant fractions)
Ref.: PNAS, 2002，99：12825–12830
本方法只適用於提大鼠細胞線粒體蛋白，而不適用於線粒體功能檢測

4. 蛋白質提取方法比較

1.機械破碎法（勻漿）

• 1

  利用機械力將細胞破碎。常用的設備：高速組織搗碎機，勻漿器，研缽等。

  不同組織的特性來選擇不同的方法，動物的胰肝腦一般較柔軟，用普通勻漿器研磨即可，而肌及心肌組織較韌，需預先攪碎成勻漿。

  

5. 蛋白質的提取

稀鹽和緩沖系統的水溶液對蛋白質穩定性好、溶解度大、是提取蛋白質最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1-5倍，提取時需要均勻的攪拌，以利於蛋白質的溶解。提取的溫度要視有效成份性質而定。一方面，多數蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利於溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質變性失活，因此，基於這一點考慮提取蛋白質和酶時一般採用低溫（5度以下）操作。為了避免蛋白質提以過程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸，碘乙酸等）。
下面著重討論提取液的pH值和鹽濃度的選擇。
1、pH值
蛋白質，酶是具有等電點的兩性電解質，提取液的pH值應選擇在偏離等電點兩側的pH 范圍內。用稀酸或稀鹼提取時，應防止過酸或過鹼而引起蛋白質可解離基團發生變化，從而導致蛋白質構象的不可逆變化，一般來說，鹼性蛋白質用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白質用偏鹼性的提取液。
2、鹽濃度
稀濃度可促進蛋白質的溶，稱為鹽溶作用。同時稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質部分結合，具有保護蛋白質不易變性的優點，因此在提取液中加入少量NaCl等中性鹽，一般以0.15摩爾。升濃度為宜。緩沖液常採用0.02-0.05M磷酸鹽和碳酸鹽等滲鹽溶液。

二、有機溶劑提取法

一些和脂質結合比較牢固或分子中非極性側鏈較多的蛋白質和酶，不溶於水、稀鹽溶液、稀酸或稀鹼中，可用乙醇、丙酮和丁醇等有機溶劑，它們具的一定的親水性，還有較強的親脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必須在低溫下操作。丁醇提取法對提取一些與脂質結合緊密的蛋白質和酶特別優越，一是因為丁醇親脂性強，特別是溶解磷脂的能力強；二是丁醇兼具親水性，在溶解度范圍內（度為10%，40度為6.6%）不會引起酶的變性失活。另外，丁醇提取法的pH及溫度選擇范圍較廣，也適用於動植物及微生物材料。

6. 用蛋清怎麼提取蛋白質

大部分蛋白質都可溶於水、稀鹽、稀酸或鹼溶液，少數與脂類結合的蛋白質則溶於乙醇、丙酮、丁醇等有機溶劑中，因些，可採用不同溶劑提取分離和純化蛋白質及酶。
水溶液提取法
稀鹽和緩沖系統的水溶液對蛋白質穩定性好、溶解度大、是提取蛋白質最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1-5倍，提取時需要均勻的攪拌，以利於蛋白質的溶解，之後會使蛋白質溶解度降低而產生蛋白質沉澱。提取的溫度要視有效成份性質而定。一方面，多數蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利於溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質變性失活，因此，基於這一點考慮提取蛋白質和酶時一般採用低溫（5度以下）操作。為了避免蛋白質提以過程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸，碘乙酸等）。

7. 蛋白質分離純化的四種方法

1、鹽析法：

鹽析法的根據是蛋白質在稀鹽溶液中，溶解度會隨鹽濃度的增高而上升，但當鹽濃度增高到一定數值時，使水活度降低，進而導致蛋白質分子表面電荷逐漸被中和，水化膜逐漸被破壞，最終引起蛋白質分子間互相凝聚並從溶液中析出。

2、有機溶劑沉澱法：

有機溶劑能降低蛋白質溶解度的原因有二：其一、與鹽溶液一樣具有脫水作用；其二、有機溶劑的介電常數比水小，導致溶劑的極性減小。

3、蛋白質沉澱劑：

蛋白質沉澱劑僅對一類或一種蛋白質沉澱起作用，常見的有鹼性蛋白質、凝集素和重金屬等。

4、聚乙二醇沉澱作用：

聚乙二醇和右旋糖酐硫酸鈉等水溶性非離子型聚合物可使蛋白質發生沉澱作用。

(7)蛋白質的提取的兩種常用方法文庫擴展閱讀：

蛋白質是生命的物質基礎，是有機大分子，是構成細胞的基本有機物，是生命活動的主要承擔者。沒有蛋白質就沒有生命。氨基酸是蛋白質的基本組成單位。它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯系在一起的物質。

機體中的每一個細胞和所有重要組成部分都有蛋白質參與。蛋白質占人體重量的16%~20% ，即一個60kg重的成年人其體內約有蛋白質9.6~12kg。

人體內蛋白質的種類很多，性質、功能各異，但都是由20多種氨基酸（Amino acid）按不同比例組合而成的，並在體內不斷進行代謝與更新。

8. 常用的蛋白質分離純化方法有哪幾種各自的作用原理是什麼

分離蛋白質混合物的各種方法主要是根據蛋白質在溶液中的以下性質：1）分子大小；2）溶解度；3）電荷；4）吸附性質；5）對其它分子的生物學親和力等進行分離。

常見的分離提純蛋白質的方法有：
1、鹽析與有機溶劑沉澱：在蛋白質溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質的膠體性質，使蛋白質從溶液中沉澱析出，稱為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時，溶液的pH在蛋白質的等電點處效果最好。凡能與水以任意比例混合的有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白質沉澱。2、電泳法：蛋白質分子在高於或低於其pI的溶液中帶凈的負或正電荷，因此在電場中可以移動。電泳遷移率的大小主要取決於蛋白質分子所帶電荷量以及分子大小。3、透析法：利用透析袋膜的超濾性質，可將大分子物質與小分子物質分離開。4、層析法：利用混合物中各組分理化性質的差異，在相互接觸的兩相（固定相與流動相）之間的分布不同而進行分離。主要有離子交換層析，凝膠層析，吸附層析及親和層析等，其中凝膠層析可用於測定蛋白質的分子量。5、分子篩：又稱凝膠過濾法，蛋白質溶液加於柱之頂部，任其往下滲漏，小分子蛋白質進入孔內，因而在柱中滯留時間較長，大分子蛋白質不能進入孔內而徑直流出，因此不同大小的蛋白質得以分離。6、超速離心：利用物質密度的不同，經超速離心後，分布於不同的液層而分離。超速離心也可用來測定蛋白質的分子量，蛋白質的分子量與其沉降系數S成正比。

9. 蛋白質如何提取

大部分蛋白質都可溶於水、稀鹽、稀酸或鹼溶液，少數與脂類結合的蛋白質則溶於乙醇、丙酮、丁醇等有機溶劑中，因些，可採用不同溶劑提取分離和純化蛋白質及酶。
（一）水溶液提取法
稀鹽和緩沖系統的水溶液對蛋白質穩定性好、溶解度大、是提取蛋白質最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1-5倍，提取時需要均勻的攪拌，以利於蛋白質的溶解。提取的溫度要視有效成份性質而定。一方面，多數蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利於溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質變性失活，因此，基於這一點考慮提取蛋白質和酶時一般採用低溫（5度以下）操作。為了避免蛋白質提以過程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸，碘乙酸等）。
（二）有機溶劑提取法
一些和脂質結合比較牢固或分子中非極性側鏈較多的蛋白質和酶，不溶於水、稀鹽溶液、稀酸或稀鹼中，可用乙醇、丙酮和丁醇等有機溶劑，它們具的一定的親水性，還有較強的親脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必須在低溫下操作。丁醇提取法對提取一些與脂質結合緊密的蛋白質和酶特別優越，一是因為丁醇親脂性強，特別是溶解磷脂的能力強；二是丁醇兼具親水性，在溶解度范圍內（度為10%，40度為6.6%）不會引起酶的變性失活。

10. 蛋白質分離方法有哪些，它們的特點各是什麼

1.根據分子大小不同進行分離純化
蛋白質是一種大分子物質,並且不同蛋白質的分子大小不同,因此可以利用一些較簡單的方法使蛋白
質和小分子物質分開,並使蛋白質混合物也得到分離.根據蛋白質分子大小不同進行分離的方法主要有透析、超濾、離心和凝膠過濾等.透析和超濾是分離蛋白質時常用的方法.透析是將待分離的混合物放入半透膜製成的透析袋中,再浸入透析液進行分離.超濾是利用離心力或壓力強行使水和其它小分子通過半透膜,而蛋白質被截留在半透膜上的過程.這兩種方法都可以將蛋白質大分子與以無機鹽為主的小分子分開.它們經常和鹽析、鹽溶方法聯合使用,在進行鹽析或鹽溶後可以利用這兩種方法除去引入的無機鹽.由於超濾過程中,濾膜表面容易被吸附的蛋白質堵塞,以致超濾速度減慢,截流物質的分子量也越來越小.所以在使用超濾方法時要選擇合適的濾膜,也可以選擇切向流過濾得到更理想的效果
離心也是經常和其它方法聯合使用的一種分離蛋白質的方法.當蛋白質和雜質的溶解度不同時可以利用離心的方法將它們分開.例如,在從大米渣中提取蛋白質的實驗中,加入纖維素酶和α-澱粉酶進行預處理後,再用離心的方法將有用物質與分解掉的雜質進行初步分離[3].使蛋白質在具有密度梯度的介質中離心的方法稱為密度梯度(區帶)離心.常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度.可以根據所需密度和滲透壓的范圍選擇合適的密度梯度.密度梯度離心曾用於純化蘇雲金芽孢桿菌伴孢晶體蛋白,得到的產品純度高但產量偏低.蔣辰等[6]通過比較不同密度梯度介質的分離效果,利用溴化鈉密度梯度得到了高純度的蘇雲金芽孢桿菌伴孢晶體蛋白.凝膠過濾也稱凝膠滲透層析,是根據蛋白質分子大小不同分離蛋白質最有效的方法之一.凝膠過濾的原理是當不同蛋白質流經凝膠層析柱時,比凝膠珠孔徑大的分子不能進入珠內網狀結構,而被排阻在凝膠珠之外,隨著溶劑在凝膠珠之間的空隙向下運動並最先流出柱外;反之,比凝膠珠孔徑小的分子後流出柱外.目前常用的凝膠有交聯葡聚糖凝膠、聚丙烯醯胺凝膠和瓊脂糖凝膠等.在甘露糖蛋白提純的過程中使用凝膠過濾方法可以得到很好的效果,純度鑒定證明產品為分子量約為32 kDa、成分是多糖∶蛋白質(88∶12)、多糖為甘露糖的單一均勻糖蛋白[1].凝膠過濾在抗凝血蛋白的提取過程中也被用來除去大多數雜蛋白及小分子的雜質[7].
2.根據溶解度不同進行分離純化
影響蛋白質溶解度的外部條件有很多,比如溶液的pH值、離子強度、介電常數和溫度等.但在同一條件下,不同的蛋白質因其分子結構的不同而有不同的溶解度,根據蛋白質分子結構的特點,適當地改變外部條件,就可以選擇性地控制蛋白質混合物中某一成分的溶解度,達到分離純化蛋白質的目的.常用的方法有等電點沉澱和pH值調節、蛋白質的鹽溶和鹽析、有機溶劑法、雙水相萃取法、反膠團萃取法等.
等電點沉澱和pH值調節是最常用的方法.每種蛋白質都有自己的等電點,而且在等電點時溶解度最
低;相反,有些蛋白質在一定pH值時很容易溶解.因而可以通過調節溶液的pH值來分離純化蛋白質.王洪新等[8]研究茶葉蛋白質提取過程發現,pH值為時茶葉蛋白提取效果最好,提取率達到36·8%,初步純化得率為91·0%.李殿寶[9]在從葵花脫脂粕中提取蛋白質時將蛋白溶液的pH值調到3~4,使目標蛋白於等電點沉澱出來.等電點沉澱法還應用於葡萄籽中蛋白質的提取.李鳳英等[10]測得葡萄籽蛋白質的等電點為3·8.他們利用鹼溶法提取葡萄籽蛋白質,得到了最佳的提取工藝為:以1×10-5mol·L-1的NaOH溶液,按1∶5的料液比,在40℃攪拌40 min,葡萄籽蛋白質提取率達73·78%.另外還可以利用鹼法提取大米蛋白,其持水性、吸油性和起泡性等均優於酶法提取[11].利用酸法提取得到的鰱魚魚肉蛋白質無腥味、色澤潔白,蛋白質產率高達90%[12].
蛋白質的鹽溶和鹽析是中性鹽顯著影響球狀蛋白質溶解度的現象,其中,增加蛋白質溶解度的現象稱鹽溶,反之為鹽析.應當指出,同樣濃度的二價離子中性鹽,如MgCl2、(NH4)2SO4對蛋白質溶解度影響的效果,要比一價離子中性鹽如NaCl、NH4Cl大得多.在葡萄籽蛋白提取工藝中除了可以利用鹼溶法還可以利用鹽溶法來提取蛋白質,其最佳提取工藝是:以10%NaCl溶液,按1∶25的料液比,在30℃攪拌提取30min,蛋白質提取率為57·25%[10].鹽析是提取血液中免疫球蛋白的常用方法,如多聚磷酸鈉絮凝法、硫酸銨鹽析法,其中硫酸銨鹽析法廣泛應用於生產.由於硫酸銨在水中呈酸性,為防止其對蛋白質的破壞,應用氨水調pH值至中性.為防止不同分子之間產生共沉澱現象,蛋白質樣品的含量一般控制在0·2% ~2·0%.利用鹽溶和鹽析對蛋白質進行提純後,通常要使用透析或者凝膠過濾的方法除去中性鹽[13].
有機溶劑提取法的原理是:與水互溶的有機溶劑(如甲醇、乙醇)能使一些蛋白質在水中的溶解度顯著降低;而且在一定溫度、pH值和離子強度下,引起蛋白質沉澱的有機溶劑的濃度不同,因此,控制有機溶劑的濃度可以分離純化蛋白質.例如,在冰浴中磁力攪拌下,在4℃預冷的培養液中緩慢加入乙醇(-25℃),可以使冰核蛋白析出,從而純化冰核蛋白[14].由於在室溫下,有機溶劑不僅能引起蛋白質的沉澱,而且伴隨著變性.因此,通常要將有機溶劑冷卻,然後在不斷攪拌下加入有機溶劑防止局部濃度過高,蛋白質變性問題就可以很大程度上得到解決.對於一些和脂質結合比較牢固或分子中極性側鏈較多、不溶於水的蛋白質,可以用乙醇、丙酮和丁醇等有機溶劑提取,它們有一定的親水性和較強的親脂性,是理想的提取液.冷乙醇分離法提取免疫球蛋白最早由Cohn於1949年提出,用於制備丙種球蛋白.冷乙醇法也是目前WHO規程和中國生物製品規程推薦的方法,不僅解析度高、提純效果好、可同時分離多種血漿成分,而且有抑菌、清除和滅病毒的作用[15].
萃取是分離和提純有機化合物常用的一種方法,而雙水相萃取和反膠團萃取可以用來分離蛋白質.雙水相萃取技術(Aqueous two phase extraction,ATPE)是指親水性聚合物水溶液在一定條件下形成雙水相,由於被分離物在兩相中分配的不同,便可實現分離,被廣泛用於生物化學、細胞生物學和生物化工等領域的產品分離和提取.此方法可以在室溫環境下進行,雙水相中的聚合物還可以提高蛋白質的穩定性,收率較高.對於細胞內的蛋白質,需要先對細胞進行有效破碎.目的蛋白常分布在上相並得到濃縮,細胞碎片等固體物分布在下相中.採用雙水相系統濃縮目的蛋白,受聚合物分子量及濃度、溶液pH值、離子強度、鹽類型及濃度的影響[16].
反膠團萃取法是利用反膠團將蛋白質包裹其中而達到提取蛋白質的目的.反膠團是當表面活性劑
在非極性有機溶劑溶解時自發聚集而形成的一種納米尺寸的聚集體.這種方法的優點是萃取過程中蛋
白質因位於反膠團的內部而受到反膠團的保護.程世賢等[17]就利用反膠團萃取法提取了大豆中的蛋白質.
3.根據電荷不同進行分離純化
根據蛋白質的電荷即酸鹼性質不同分離蛋白質的方法有電泳和離子交換層析兩類.
在外電場的作用下,帶電顆粒(如不處於等電點狀態的蛋白質分子)將向著與其電性相反的電極移動,這
種現象稱為電泳.聚丙烯醯胺電泳是一種以聚丙烯醯胺為介質的區帶電泳,常用於分離蛋白質.它的優點是設備簡單、操作方便、樣品用量少.等電聚焦是一種高解析度的蛋白質分離技術,也可以用於蛋白質的等電點測定.利用等電聚焦技術分離蛋白質混合物是在具有pH梯度的介質中進行的.在外電場作用下各種蛋白質將移向並聚焦在等於其等電點的pH值梯度處形成一個窄條帶.孫臣忠等[18]研究了聚丙烯醯胺電泳、等電聚焦電泳和等速提純電泳在分離純化蛋白質中的應用.結果發現,聚丙烯醯胺電泳的條帶解析度低,加樣量不高;等電聚焦電泳解析度最高,可以分離同種蛋白的亞成分,加樣量最小;等速提純電泳區帶解析度較高,可將樣品分成單一成分,加樣量最大.
離子交換層析(Ion exchange chromatography,IEC)是以離子交換劑為固定相,依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時結合力大小的差別而進行分離的一種層析方法.離子交換層析中,基質由帶有電荷的樹脂或纖維素組成.帶有正電荷的為陰離子交換樹脂;反之為陽離子交換樹脂.離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化.當蛋白質處於不同的pH值條件下,其帶電狀況也不同.陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質,被留在層析柱上,通過提高洗脫液中的鹽濃度,將吸附在層析柱上的蛋白質洗脫下來,其中結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來.反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質,結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來.李全宏等[19]將離子交換層析應用於濃縮蘋果汁中蛋白質的提純.另外,離子交換層析還用於抗凝血蛋白的提取[7].
4. 利用對配體的特異親和力進行分離純化
親和層析是利用蛋白質分子對其配體分子特有的識別能力(即生物學親和力)建立起來的一種有效的純化方法.它通常只需一步處理即可將目的蛋白質從復雜的混合物中分離出來,並且純度相當高.應用親和層析須了解純化物質的結構和生物學特性,以便設計出最好的分離條件.近年來,親和層析技術被廣泛應用於靶標蛋白尤其是疫苗的分離純化,特別是在融合蛋白的分離純化上,親和層析更是起到了舉足輕重的作用,因為融合蛋白具有特異性結合能力[20].親和層析在基因工程亞單位疫苗的分離純化中應用也相當廣泛[21].范繼業等[22]利用殼聚糖親和層析提取的抑肽酶比活達到71 428 BAEE·mg-1,純化回收率達到62·5%.該方法成本較低,吸附劑價格低廉、機械強度高、抗污染能力較強、非特異性吸附較小、可反復使用、適用性廣,產品質量穩定.