蛋白质的提取精选PPT.ppt
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1、关于蛋白质的提取第1页,讲稿共72张,创作于星期三蛋白质的分离与纯化蛋白质的分离与纯化蛋白质的性质蛋白质的性质蛋白质分离和纯化蛋白质分离和纯化 蛋白质的分离步骤蛋白质的分离步骤蛋白质的纯化方法蛋白质的纯化方法 蛋白质含量的测定蛋白质含量的测定 蛋白质纯度等的测定蛋白质纯度等的测定第2页,讲稿共72张,创作于星期三 蛋白质存在于生物体的组织细胞中,蛋白质存在于生物体的组织细胞中,不同的生物体组织细胞所含的蛋白质种不同的生物体组织细胞所含的蛋白质种类、数量也不尽相同。类、数量也不尽相同。一、蛋白质的性质一、蛋白质的性质第3页,讲稿共72张,创作于星期三蛋白质与多肽一样,能够发生两性离解,蛋白质与多
2、肽一样,能够发生两性离解,也有等电点。在等电点时,蛋白质的溶也有等电点。在等电点时,蛋白质的溶解度最小,在电场中不移动。解度最小,在电场中不移动。在不同的在不同的pHpH环境下,蛋白质的电学性质环境下,蛋白质的电学性质不同。在等电点偏酸性溶液中,蛋白质不同。在等电点偏酸性溶液中,蛋白质粒子带负电荷,在电场中向正极移动;粒子带负电荷,在电场中向正极移动;在等电点偏碱性溶液中,蛋白质粒子带在等电点偏碱性溶液中,蛋白质粒子带正电荷,在电场中向负极移动。这种现正电荷,在电场中向负极移动。这种现象称为蛋白质电泳。象称为蛋白质电泳。1 、蛋白质的两性离解和电泳现象、蛋白质的两性离解和电泳现象第4页,讲稿共
3、72张,创作于星期三由于蛋白质的分子量很大,它在水中能由于蛋白质的分子量很大,它在水中能够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质,如丁达尔现象、布郎溶液的典型性质,如丁达尔现象、布郎运动等。运动等。由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜,因此可以应用透析法将非蛋白的小膜,因此可以应用透析法将非蛋白的小分子杂质除去。分子杂质除去。2 2、蛋白质的胶体性质、蛋白质的胶体性质第5页,讲稿共72张,创作于星期三蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用有关。大小、所带的电荷和水
4、化作用有关。改变溶液的条件,将影响蛋白质的溶解改变溶液的条件,将影响蛋白质的溶解性质性质在适当的条件下,蛋白质能够从溶液中在适当的条件下,蛋白质能够从溶液中沉淀出来。沉淀出来。3 3、蛋白质的沉淀作用、蛋白质的沉淀作用第6页,讲稿共72张,创作于星期三在温和条件下,通过改变溶液的在温和条件下,通过改变溶液的pHpH或电或电荷状况,使蛋白质从胶体溶液中沉淀分荷状况,使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。离。在沉淀过程中,结构和性质都没有发生在沉淀过程中,结构和性质都没有发生变化,在适当的条件下,可以重新溶解变化,在适当的条件下,可以重新溶解形成溶液,所以这种沉淀又称为非变性形成溶液,所以这种沉淀又称为非
5、变性沉淀。沉淀。可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法,如等电点沉淀法、盐析法和有机溶法,如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。剂沉淀法等。可逆沉淀可逆沉淀第7页,讲稿共72张,创作于星期三在强烈沉淀条件下,不仅破坏了蛋白质在强烈沉淀条件下,不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性,而且也破坏了蛋白胶体溶液的稳定性,而且也破坏了蛋白质的结构和性质,产生的蛋白质沉淀不质的结构和性质,产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。可能再重新溶解于水。由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化,所以又称为变性沉淀。质的变化,所以又称为变性沉淀。如
6、加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。不可逆沉淀不可逆沉淀第8页,讲稿共72张,创作于星期三蛋白质的性质与它们的结构密切相关。蛋白质的性质与它们的结构密切相关。某些物理或化学因素,能够破坏蛋白质某些物理或化学因素,能够破坏蛋白质的结构状态,引起蛋白质理化性质改变的结构状态,引起蛋白质理化性质改变并导致其生理活性丧失。这种现象称为并导致其生理活性丧失。这种现象称为蛋白质的变性。蛋白质的变性。4 4、蛋白质的变性、蛋白质的变性第9页,讲稿共72张,创作于星期三蛋白质的变性蛋白质的变性变性蛋白质通常都是固
7、体状态物质,不溶于水和其它变性蛋白质通常都是固体状态物质,不溶于水和其它溶剂,也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以,溶剂,也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以,蛋白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。引起变性的蛋白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。引起变性的主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。等。第10页,讲稿共72张,创作于星期三大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。酸、酪氨酸和色氨酸。这三种氨基酸的在这三种氨基酸的在280nm 280nm 附近有最大吸附近有最大吸收。因此,大多数
8、蛋白质在收。因此,大多数蛋白质在280nm 280nm 附近附近显示强的吸收。显示强的吸收。利用这个性质,可以对蛋白质进行定性利用这个性质,可以对蛋白质进行定性鉴定。鉴定。5 5、蛋白质的紫外吸收、蛋白质的紫外吸收第11页,讲稿共72张,创作于星期三 要研究某种蛋白质的结构、性质和功要研究某种蛋白质的结构、性质和功能,就必须将这种蛋白质从组织细胞中分能,就必须将这种蛋白质从组织细胞中分离、纯化出来。因此,蛋白质的分离与纯离、纯化出来。因此,蛋白质的分离与纯化技术便成为蛋白质研究的重要技术。化技术便成为蛋白质研究的重要技术。二、蛋白质分离和纯化二、蛋白质分离和纯化第12页,讲稿共72张,创作于星
9、期三研究蛋白质的结构、性质和功能,首先需研究蛋白质的结构、性质和功能,首先需要得到纯的蛋白质样品。要得到纯的蛋白质样品。(1)(1)蛋白质来源:微生物细胞、动物细胞和蛋白质来源:微生物细胞、动物细胞和植物细胞;植物细胞;(2)(2)随时测定蛋白质活性并检测蛋白质含量。随时测定蛋白质活性并检测蛋白质含量。(3)(3)分离和纯化过程都必须在温和的条件下分离和纯化过程都必须在温和的条件下进行。进行。第13页,讲稿共72张,创作于星期三(1)(1)生物组织的生物组织的机械破碎机械破碎。常用的方法有研磨法、超声波。常用的方法有研磨法、超声波法和酶解法等。法和酶解法等。(2)(2)根据蛋白质的特性,选择不
10、同的溶剂进行根据蛋白质的特性,选择不同的溶剂进行抽提抽提。水溶性蛋白水溶性蛋白用用中性缓冲溶液(透析液)中性缓冲溶液(透析液)抽提,抽提,酸性蛋白酸性蛋白用用稀碱性溶液稀碱性溶液抽提,抽提,脂溶性蛋白脂溶性蛋白用用有机溶剂有机溶剂抽提等。抽提等。(3)(3)粗提粗提:离心除去固体杂质后,可通过沉淀法、超滤离心除去固体杂质后,可通过沉淀法、超滤法、萃取法等处理,得到蛋白质粗制品。法、萃取法等处理,得到蛋白质粗制品。(4)(4)提纯提纯:可用层析法、电泳法等进行提纯。:可用层析法、电泳法等进行提纯。(5)(5)成品加工:测定蛋白质的性质并干燥成成品。成品加工:测定蛋白质的性质并干燥成成品。1蛋白质
11、的分离步骤蛋白质的分离步骤第14页,讲稿共72张,创作于星期三血红蛋白提取和分离步骤血红蛋白提取和分离步骤具具体体操操作作步步骤骤(一)(一)(二)(二)(三)(三)(四)(四)第15页,讲稿共72张,创作于星期三血血液液血血 浆浆水水 分分固体物质固体物质血浆蛋白血浆蛋白无机盐无机盐磷磷 脂脂葡萄糖等葡萄糖等血细胞血细胞白细胞白细胞血小板血小板红细胞红细胞(最多最多)血红蛋白血红蛋白 ()9090血液组成成分血液组成成分第16页,讲稿共72张,创作于星期三1.洗涤红细胞洗涤红细胞1.1 洗涤的目的:洗涤的目的:洗去血液中血浆及血小板等中的洗去血液中血浆及血小板等中的杂蛋白杂蛋白1.2 洗涤过
12、程:洗涤过程:血液血液100mL3g柠檬酸钠柠檬酸钠低速离心低速离心2 min红细胞红细胞血血 浆浆吸出血浆吸出血浆红细胞红细胞5倍体积倍体积生理盐水生理盐水缓慢搅拌缓慢搅拌10min重复洗涤重复洗涤3次,直至上清液没有次,直至上清液没有防止破坏红防止破坏红细胞,使血细胞,使血红蛋白流失红蛋白流失(一)样品处理(一)样品处理黄色黄色第17页,讲稿共72张,创作于星期三2.血红蛋白的释放血红蛋白的释放原理:红细胞渗透作用吸水涨破,释放血红蛋白原理:红细胞渗透作用吸水涨破,释放血红蛋白第18页,讲稿共72张,创作于星期三3.分离血红蛋白溶液分离血红蛋白溶液分离过程:分离过程:红细胞红细胞混合液混合
13、液离心管离心管甲苯层甲苯层脂类物质脂类物质血红蛋白层血红蛋白层破碎物沉淀层破碎物沉淀层高速离心高速离心10min 滤纸滤纸过滤过滤脂类物质脂类物质沉淀物沉淀物烧杯烧杯分液分液漏斗漏斗第19页,讲稿共72张,创作于星期三20mmol/L磷酸缓冲液磷酸缓冲液透析的目的是什么?透析的目的是什么?1mL1mL1mL去除血红蛋白中的小分子杂质去除血红蛋白中的小分子杂质(二)粗分离(二)粗分离透析血红蛋白透析血红蛋白第20页,讲稿共72张,创作于星期三注意事项注意事项(1)生理盐水作用?)生理盐水作用?(3)两次离心的差异?)两次离心的差异?(4)透析袋的作用机理?)透析袋的作用机理?模拟红细胞生存环境,
14、保持红细胞结构完整。模拟红细胞生存环境,保持红细胞结构完整。破碎红细胞;溶解细胞膜破碎红细胞;溶解细胞膜释放血红蛋白。释放血红蛋白。前慢后快,前短后长。前慢后快,前短后长。渗透作用渗透作用(2)蒸馏水和甲苯的作用?)蒸馏水和甲苯的作用?第21页,讲稿共72张,创作于星期三离心沉降法离心沉降法凝胶色谱法凝胶色谱法萃取法萃取法层析法层析法电泳法电泳法(三)纯化(三)纯化第22页,讲稿共72张,创作于星期三1.1.凝胶色谱法凝胶色谱法(1)原理:)原理:(2 2)材料:凝胶)材料:凝胶大分子通过多孔凝胶颗粒的间隙,路程短,流动快;大分子通过多孔凝胶颗粒的间隙,路程短,流动快;小分子穿过多孔凝胶颗粒的
15、内部,路程长,流动慢。小分子穿过多孔凝胶颗粒的内部,路程长,流动慢。凝胶是凝胶是微小的多孔性球体微小的多孔性球体,如,如葡聚糖或琼脂糖葡聚糖或琼脂糖。内部有。内部有许多贯穿的许多贯穿的通道通道.根据相对根据相对分子质量的大小分子质量的大小分离蛋白质的方法分离蛋白质的方法概念:概念:凝胶色谱法纯化蛋白质凝胶色谱法纯化蛋白质第23页,讲稿共72张,创作于星期三洗脱:从色谱柱上端不断注入缓冲液,洗脱:从色谱柱上端不断注入缓冲液,促使蛋白质分子的差速流动。促使蛋白质分子的差速流动。混合物混合物上上 柱柱洗洗脱脱大分子流动快大分子流动快小分子流动慢小分子流动慢收收 集集大分子大分子收收 集集小分子小分子
16、 第24页,讲稿共72张,创作于星期三第25页,讲稿共72张,创作于星期三1)原理:)原理:不同蛋白质的不同蛋白质的带电性质带电性质(正电荷或负电荷)(正电荷或负电荷)、电量、形状、电量、形状和大小和大小不同,在电场中受到的作用力不同,在电场中受到的作用力大小、方向、阻力大小、方向、阻力不不同,导致不同蛋白质在电场中的同,导致不同蛋白质在电场中的运动方向运动方向和和运动速度运动速度不同。不同。电泳:电泳:带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程(四)纯度鉴定(四)纯度鉴定电泳电泳第26页,讲稿共72张,创作于星期三2)电泳结果分析)电泳结果分析如果出现一个条带:
17、样品中含有如果出现一个条带:样品中含有一个分子质量级别一个分子质量级别多肽;多肽;如果出现两个条带:样品中含有如果出现两个条带:样品中含有两个分子质量级别两个分子质量级别多肽。多肽。第27页,讲稿共72张,创作于星期三由由弱酸弱酸和相应的和相应的强碱弱酸盐强碱弱酸盐溶解于溶解于水水中。中。如如H2CO3/NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4等等3)缓冲溶液洗脱剂缓冲溶液洗脱剂 作用:作用:配制:配制:调节酸和盐的用量,可配制不同调节酸和盐的用量,可配制不同pH的缓冲液。的缓冲液。抵制外界酸碱对溶液抵制外界酸碱对溶液pH的干扰而保持的干扰而保持 pH稳定。稳定。思考:如何配制不同思考:如
18、何配制不同PH值不同的缓冲液?值不同的缓冲液?第28页,讲稿共72张,创作于星期三实验四实验四 血清蛋白醋酸血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳纤维薄膜电泳【目的要求目的要求】1、掌握电泳技术的一般原理和基本操作过程。2、熟悉血清中蛋白分类以及电泳分离操作。第29页,讲稿共72张,创作于星期三【实验原理实验原理】1.1.电泳:是指带电粒子在电场中向本身所带电电泳:是指带电粒子在电场中向本身所带电荷相反的电极移动的现象。荷相反的电极移动的现象。在一定在一定pHpH条件下,不同的蛋白质由于具条件下,不同的蛋白质由于具有不同的等电点而带不同性质的电荷,因而有不同的等电点而带不同性质的电荷,因而在一定的电场中它们
19、的移动方向和移动速度在一定的电场中它们的移动方向和移动速度也不同,它们的电泳迁移率不同。也不同,它们的电泳迁移率不同。第30页,讲稿共72张,创作于星期三V=EQ/(6r)M=V/E=Q/(6r)V V:电泳速度:电泳速度 M M:迁移率:迁移率E E:电场强度:电场强度 Q Q:颗粒带电荷量:颗粒带电荷量r r:球形分子半径:球形分子半径 :介质粘度:介质粘度第31页,讲稿共72张,创作于星期三【实验原理实验原理】2.2.影响电泳的因素:影响电泳的因素:内在因素:内在因素:蛋白所带净电荷的量、蛋白蛋白所带净电荷的量、蛋白的大小和形状的大小和形状 外界因素:外界因素:电场强度、溶液的电场强度、
20、溶液的pHpH值、溶值、溶液的离子强度和电渗现象液的离子强度和电渗现象第32页,讲稿共72张,创作于星期三影响蛋白质分子运动速度的因素影响蛋白质分子运动速度的因素决定决定运动方向运动方向电场电场作用力作用力形成形成阻力阻力决定决定运动速率运动速率电荷性质电荷性质电荷量电荷量分子形状分子形状分子大小分子大小第33页,讲稿共72张,创作于星期三3.3.醋酸纤维素溶于有机溶剂(如:丙酮、氯仿、氯乙醋酸纤维素溶于有机溶剂(如:丙酮、氯仿、氯乙烯、乙酸乙酯等)后,烯、乙酸乙酯等)后,涂抹成均匀的薄膜涂抹成均匀的薄膜则成为醋则成为醋酸纤维素薄膜。该膜具有均一的泡沫状的结构,厚酸纤维素薄膜。该膜具有均一的泡
21、沫状的结构,厚度约为度约为120120m m,有很强的通透性,对分子移动阻力很,有很强的通透性,对分子移动阻力很小。该薄膜电泳具有微量、快速、简便、分辨力高,小。该薄膜电泳具有微量、快速、简便、分辨力高,对样品无拖尾和吸附现象等优点对样品无拖尾和吸附现象等优点第34页,讲稿共72张,创作于星期三血清蛋白参考值血清蛋白参考值等电点分子量(kDa)占总蛋白的百分数(%)清蛋白4.646961711球蛋白5.06200342球蛋白5.06300610球蛋白5.1290150711球蛋白6.85156950918第35页,讲稿共72张,创作于星期三4.4.经醋酸纤维素薄膜电泳可将血清蛋白按电泳速度分经
22、醋酸纤维素薄膜电泳可将血清蛋白按电泳速度分为为5 5条区带,从正极端依次为清蛋白、条区带,从正极端依次为清蛋白、11球蛋白、球蛋白、22球球蛋白、蛋白、球蛋白及球蛋白及球蛋白,经染色可计算出各蛋球蛋白,经染色可计算出各蛋白质的百分含量。白质的百分含量。第36页,讲稿共72张,创作于星期三【实验器材实验器材】1.DYY-6C1.DYY-6C型型 双稳定时电泳仪和双稳定时电泳仪和DYY-DYY-型电泳槽型电泳槽2.2.醋酸纤维薄膜(醋酸纤维薄膜(2 cm8cm2 cm8cm):):1 1片片/人。人。3.3.培养皿:一排桌子公用培养皿:一排桌子公用5 5套,包括平衡、染色各套,包括平衡、染色各用一
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