A. 蛋白质分离纯化的四种方法
1、盐析法:
盐析法的根据是蛋白质在稀盐溶液中,溶解度会随盐浓度的增高而上升,但当盐浓度增高到一定数值时,使水活度降低,进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和,水化膜逐渐被破坏,最终引起蛋白质分子间互相凝聚并从溶液中析出。
2、有机溶剂沉淀法:
有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有二:其一、与盐溶液一样具有脱水作用;其二、有机溶剂的介电常数比水小,导致溶剂的极性减小。
3、蛋白质沉淀剂:
蛋白质沉淀剂仅对一类或一种蛋白质沉淀起作用,常见的有碱性蛋白质、凝集素和重金属等。
4、聚乙二醇沉淀作用:
聚乙二醇和右旋糖酐硫酸钠等水溶性非离子型聚合物可使蛋白质发生沉淀作用。
(1)纯化蛋白质常用的方法名称扩展阅读:
蛋白质是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。
机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20% ,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。
人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸(Amino acid)按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。
B. 蛋白质纯化技术的方法有哪几种
一、电泳:
在克隆基因表达产物的检测分析过程中,电泳是常用的方法,但在纯化蛋白时,通常都不采用电泳的方法。由于某些特殊的目的,需要用聚丙烯酰胺凝胶电泳纯化蛋白质,常用下述方法进行:①从电泳后的凝胶上切下所需的相应条带,将凝胶压碎,用缓冲液浸泡,使其中的蛋白质扩散出来,从而获得纯化的蛋白质。此法简单但回收率低。②将电泳后的凝胶用电洗脱的方法使蛋白质从凝胶转移到溶液中,从而达到纯化的目的。此法快速,回收率高,但需要特殊的电泳装置。
二、色谱法:
色谱法(chromatography)是蛋白纯化中最常用的一种方法,这种方法既可以制备大量的纯化蛋白质,又可以保持蛋白质的生物学活性。色谱的种类很多,可分为常规色谱和高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)。凝胶过滤色谱、离子交换色谱、亲和色谱等均为常规色谱法。HPLC包括反相高效液相色谱(reversed-phase HPLC,RP-HPLC)、离子交换高效液相色谱(ion exchange HPLC)等。根据目标蛋白性质的不同可选用相应的色谱分离技术纯化蛋白质。
1.凝胶过滤色谱法
凝胶过滤色谱法(gel-filtration chromatography, GFC)又称排阻色谱。凝胶是一类具有三维空间结构的多孔网状颗粒物质,如琼脂糖凝胶(sepharose)、葡聚糖凝胶(sephadex),将凝胶颗粒装入色谱柱中即可用于物质的分离。当被分离物质通过凝胶柱时,大于凝胶孔径的分子不能进入凝胶内部,只能在凝胶颗粒之间的空隙中流动和分配,流经的路途短,可很快被洗脱出来,而小于凝胶孔径的分子则进入凝胶颗粒内部,在凝胶内部穿行,流经的路程长,移动的速度慢,最后被洗脱出来;分别收集不同时相的洗脱液,即可得到纯化的物质。
GFC可在存在有多种离子、去污剂、尿素、盐酸胍、高或低离子强度、常温或低温等多种条件下进行,根据所分离物质的性质不同可选择相应的色谱条件,从而获得有生物学活性的纯化的生物大分子。
2.离子交换色谱法
离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)是根据物质的酸碱度、极性和分子大小的不同进行分离的技术,通常包括吸附、吸收、扩散、穿透、静电引力等复杂的物理化学过程。自然界的包括蛋白质在内的生物大分子都带有电荷,当所需分离的物质通过离子交换色谱柱时,由于所带电荷、分子量等不同,有些被固定相靠静电引力所吸附,未被吸附的物质可被缓冲液首先洗脱出来;被吸附的物质由于所带电荷多少不同,对固定相的亲和力大小也不同,可被梯度离子缓冲液先后洗脱下来,使同一溶液中的不同物质被分离。色谱柱中填充的阴离子交换剂可用于带正电荷物质的分离,而阳离子交换剂可用于带负电荷物质的分离。
3.亲和色谱法
许多生物大分子物质具有与其结构相对应的专一分子发生可逆性结合的特征,如酶与底物及辅助因子、酶与抑制剂、抗原与抗体、激素与受体、核酸片段与其互补的核酸序列、生物素与亲合素等,分子间的这种结合能力叫作亲和力。
亲和色谱(affinity chromatography)是利用生物大分子间所具有的特异性亲和能力进行分离的方法。该方法常把可亲和的一对分子中的一方固定在不溶于水的化合物上作为色谱的支持体即载体,使之固相化,作为固定相;另一方随流动相流经固定相,双方即可发生特异性结合;用流动相经过一段时间的洗涤,可将杂质去除,而后再利用亲和吸附的可逆特性,改用特殊的流动相使所需分离的物质被解离下来,从而得到纯化的物质。亲和色谱法中的载体种类很多,最常用的是琼脂糖凝胶(sepharose),其分子上有较多的羟基,活化后可与亲和分子相耦联,另外其理化性质稳定,不会影响色谱的分离过程。
亲和色谱法可在温和条件下操作,纯化过程简单、快速、分辨率高,对分离含量极少且性质不稳定的生物活性物质极为有效。但由于不是任何生物大分子之间均有特异的亲和力,而针对于某一种亲和分子就需要制备专一的亲和色谱柱,因此亲和色谱的应用具有一定的局限性,主要由于蛋白质尤其是酶、抗原、抗体的分离与纯化。
C. 纯化蛋白质的方法
纯化蛋白质的方法有:沉淀、电泳、透析稿轮、层析、超速离心等。
纯化蛋白质的注意事项:
1、为了避免蛋白质变性,不要对样品剧烈搅动和反复冻融。
2、缓冲溶液成分尽量模拟细胞内环。
3、为了避免蛋白质的氧化,将0.1~1mmol/LDTT(二硫苏糖醇)(或β-巯基乙醇)加入到缓冲溶液中。
4、为了避免重金属对目标蛋白的破坏兆雀,将1~10mmol/LEDTA金属螯合剂加入。
5、为了避免微生物生长,使用灭菌溶液。在纯化任何一种蛋白质的时候,均必须时刻对它的稳定性注意维护,使它的活性得到保护,需要牢记如下一些通用的注意事项。
6、尽可能置于冰上或者在冷库内进行操作。
7、蛋白浓度不要太稀。
8、除非是进行聚焦层。否则pH需要合适,防止所使用的缓冲溶液pH与pI相同,使蛋白质的沉淀得以避免。
9、使用蛋白酶抑制剂,避免蛋白酶对目标蛋白的降解;在纯化细胞中的蛋白质时,将DNA酶加入来使得DNA降解,避免DNA对蛋白的污染。
D. 蛋白质分离纯化常用的方法
蛋白质的分离纯化方法:
一、根据蛋白质溶解度不同的分离方法
1、蛋白质的盐析法:中性盐对蛋白质的溶解度有显着影响,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。
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
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),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。
E. 蛋白质纯化方法及原理
原理:不同蛋白质具有不同的等电点,当蛋白质混合物调到其中一种蛋白质的等电点时,这种蛋白质大部分和全部被沉淀下来。
将待提纯蛋白质放在透析袋中放在蒸馏水中,利用磁力搅拌器。常用的半透膜:玻璃纸、火棉和其他材料合成。
当不同分子大小的蛋白质混合物流进凝胶层析柱时,比凝胶网孔大的分子不能进入珠内网状结构,排阻在凝胶珠以外,在凝胶珠缝隙间隙中向下移动。而比孔小的分子不同程度地进入凝胶珠内,这样由于不同大小分子所经历的路径不同而到分离。
F. 蛋白质分离纯化的5种方法主要有什么
蛋白质分离纯化常用方法有:
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,在电场中能向电场的正极或负极移动.根据支撑物不同,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.
G. 有哪些沉淀方法可以纯化蛋白质多写几种
1、等电点沉淀法.蛋白在其等电点位置溶解度最低,因而易于沉淀出来.
2、盐析法.根据蛋白在不同浓度的盐溶液中溶解度不同,进行蛋白分离纯化.
3、有机溶剂沉淀法.如乙醇、丙酮能使大多数球状蛋白在水溶液中的溶解度降低,使得蛋白从溶液中沉淀出来.
H. 蛋白质分离纯化的5种方法主要有什么
蛋白质分离纯化常用方法有:
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,在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同,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。
I. 蛋白质纯化的主要方法
(1) 根据分子大小不同的分离方法:透析和超过滤(利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质);密度梯度离心(蛋白质在介质中离野歼心时质量和密度较大的颗粒沉降较快);凝胶过滤(一种柱层析)
(2) 利用溶解度差别分离:(等电点沉淀法)由于蛋白质分子在等电点时净电荷为零,减少了分子间静电斥力,因而容易聚集沉淀,此时溶解度最小);盐溶与盐析(利用一定浓度盐溶液增大或减小蛋白质的溶解度)
(3) 根据电荷不同的分离方法,主要包括电泳和离子交换层析分离;
(4) 蛋白质的选择吸附分离(利用颗粒吸附力的强弱不同达到分离目的)
(5) 根据配体特性的分离——亲和层析(利用蛋白质分子与另一种称为配体的分子能够特异而非共价地结合这一生物性质)
(6)低温有机溶剂沉淀法: 用手脊漏与水可混溶的有机溶剂,甲毕烂醇,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。
J. 蛋白质纯化有哪些方法,如何应用
常用的蛋白质纯化方法有离子交换色谱、亲和色谱、电泳、疏水色谱等等
离子交换色谱:蛋白质和氨基酸一样会两性解离,所带电荷决定于溶液pH。pH小于pI时蛋白质带正电,pH大于pI时蛋白质带负电。不同蛋白质等电点的蛋白质在同一个溶液中,表面电荷情况不同。离子交换就是利用不同蛋白质在同一溶液中表面电荷的差异来实现分离的。
亲和色谱:生物大分子有一个特性,某些分子或基因对它们有特异性很强的吸附作用。如镍柱中Ni可以与His标签的蛋白结合,这种只针对一种或一类物质的吸附就是亲和色谱的原理。
电泳:SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,SDS能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中,
与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
疏水色谱:疏水色谱基于蛋白质表面的疏水区与介质疏水配体间的相互作用,在高浓度盐作用下,蛋白质的疏水区表面上有序排列的水分子通过盐离子的破坏被释放,裸露的疏水区与疏水配体相互作用而被吸附。疏水色谱就是利用样品中各组分在色谱填料上配基相互作用的差异,在洗脱时各组分移动速度不同而达到分离的目的。随着盐离子浓度的降低,疏水作用降低,蛋白质的水化层又形成,蛋白质被解吸附。