第2章蛋白质测序分离及提纯课件.ppt
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1、第2章蛋白质测序分离及提纯第1页,此课件共50页哦蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质l紫外吸收:最大吸收峰为280nml两性解离:蛋白质的pI值不能直接计算,只能使用等电聚焦等方法进行测定l胶体性质l沉淀反应:盐析、pI 沉淀、有机溶剂引起的沉淀和重金属盐作用造成的沉淀l变性、复性l水解l颜色反应第2页,此课件共50页哦2.6.1 蛋白质的性质蛋白质的性质第3页,此课件共50页哦第4页,此课件共50页哦2.6.2 蛋白质的胶体性质(一)胶体性质(一)胶体性质(colloidal system)胶体溶液的特点:胶体溶液的特点:w分子直径在分子直径在1-100 nm1-100 nm内内w溶于水溶于水
2、w不易聚集沉淀不易聚集沉淀第5页,此课件共50页哦 蛋白质溶液有胶体溶液的性质,蛋白质溶液有胶体溶液的性质,如:扩散慢、如:扩散慢、易沉降、易沉降、粘度大、不能透过半透膜,在水溶液中可粘度大、不能透过半透膜,在水溶液中可形成亲水的胶体。形成亲水的胶体。蛋白质胶体溶液的稳定因素:蛋白质胶体溶液的稳定因素:水化膜、水化膜、带电荷。当破坏这两个因素时,蛋白质中从溶液中带电荷。当破坏这两个因素时,蛋白质中从溶液中析出而产生沉淀。析出而产生沉淀。蛋白质是相对分子质量很大的生物分子蛋白质是相对分子质量很大的生物分子,相对分子质量一般在相对分子质量一般在100001000000之间之间或更大一些或更大一些.
3、+第6页,此课件共50页哦第7页,此课件共50页哦2.6.3 变性变性、复性、复性(1)变性:)变性:在某些理化因素作用下,蛋白质的空间结构在某些理化因素作用下,蛋白质的空间结构被破坏,从而导致其理化性质改变、生物活性丧失的现象被破坏,从而导致其理化性质改变、生物活性丧失的现象称为变性。变性不涉及一级结构的变化。称为变性。变性不涉及一级结构的变化。使蛋白质变性的因素使蛋白质变性的因素(1 1)物理因素:高温、高压、超声波、紫外线)物理因素:高温、高压、超声波、紫外线射线等射线等 (2 2)化学因素:有机溶剂、强酸、强碱、重金)化学因素:有机溶剂、强酸、强碱、重金属盐等属盐等第8页,此课件共50
4、页哦变性的本质:变性的本质:分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有 序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。蛋白质变性后的表现:蛋白质变性后的表现:(1 1)生物学活性消失)生物学活性消失(2 2)理化性质改变:溶解度下降,粘度增加,紫外吸收增加,)理化性质改变:溶解度下降,粘度增加,紫外吸收增加,侧链反应增强,对酶的作用敏感,易被水解。侧链反应增强,对酶的作用敏感,易被水解。第9页,此课件共50页哦(2)复性:)复性:去除变性因素回复原来结构与功能。变性并非是不可逆的变化,当变性程度较轻时,如去除变
5、性因素,有的蛋白质仍能恢复或部分恢复其原来的构象及功能,变性的可逆变化称为复性。(3)应用)应用利用变性:利用变性:n酒精消毒酒精消毒n高压灭菌高压灭菌防止变性:低温保存生物制品防止变性:低温保存生物制品取代变性:乳品解毒取代变性:乳品解毒(用于急救重金属中毒用于急救重金属中毒)第10页,此课件共50页哦2.6.4 蛋白蛋白质质的沉淀的沉淀 蛋白蛋白质质分子凝聚从溶液中析出的分子凝聚从溶液中析出的现现象称象称为为蛋白蛋白质质沉淀沉淀(1)沉淀:)沉淀:不稳定蛋白质从溶液中析出不稳定蛋白质从溶液中析出(2)结絮:)结絮:变性蛋白质的絮状沉淀,沉淀可溶于强变性蛋白质的絮状沉淀,沉淀可溶于强酸、强碱
6、酸、强碱(3)凝固:)凝固:沉淀结块,凝块不溶于强酸、强碱沉淀结块,凝块不溶于强酸、强碱蛋白质在溶液中维持稳定的因素:蛋白质在溶液中维持稳定的因素:表面电荷、水化层(溶剂化层)表面电荷、水化层(溶剂化层)变性蛋白不一定沉淀,沉淀蛋白也不一定变性变性蛋白不一定沉淀,沉淀蛋白也不一定变性第11页,此课件共50页哦蛋白质的蛋白质的沉淀沉淀 Pr从胶体溶液中析出从胶体溶液中析出 可逆沉淀:可逆沉淀:l温和条件,改变溶液温和条件,改变溶液pH或或Pr所所带电荷带电荷lPr结构和性质没有变化结构和性质没有变化l适当条件下可重新溶解适当条件下可重新溶解 非变性沉淀非变性沉淀lpI沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀
7、法等沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等 第12页,此课件共50页哦 不可逆沉淀不可逆沉淀l强烈沉淀条件强烈沉淀条件l破坏破坏Pr胶体溶液稳定性胶体溶液稳定性l也破坏也破坏Pr结构和性质结构和性质l沉淀不能再重新溶解沉淀不能再重新溶解变性沉淀变性沉淀l如加热沉淀、强酸如加热沉淀、强酸/碱沉淀、重金属盐碱沉淀、重金属盐 和生物碱沉淀等和生物碱沉淀等第13页,此课件共50页哦.盐析法盐析法加入中性盐脱去蛋白质的水化层,盐加入中性盐脱去蛋白质的水化层,盐析一般不引起变性析一般不引起变性第14页,此课件共50页哦.有机溶剂沉淀有机溶剂沉淀脱去水化层以及降低介电常数而增加带脱去水化层以及降低介电常数而增加带
8、电质点间的相互作用电质点间的相互作用.等电点沉淀等电点沉淀第15页,此课件共50页哦.重金属盐沉淀重金属盐沉淀 与带负电荷蛋白质结成不溶性盐与带负电荷蛋白质结成不溶性盐.生物碱试剂和某些酸类沉淀生物碱试剂和某些酸类沉淀 与带正电荷蛋白质生成不溶性盐与带正电荷蛋白质生成不溶性盐.加热变性沉淀加热变性沉淀 天然结构解体,疏水基外露,天然结构解体,疏水基外露,破坏水化层及带电状态破坏水化层及带电状态第16页,此课件共50页哦2.6.5 蛋白质主要呈色反应 双缩脲反应双缩脲反应 酚试剂反应酚试剂反应 蛋白质定量、定性蛋白质定量、定性 茚三酮反应茚三酮反应 测定常用方法测定常用方法 第17页,此课件共5
9、0页哦双缩脲反应双缩脲反应(碱性溶液碱性溶液)Cu2+红紫色络合物红紫色络合物 蛋白质在碱性溶液中也能蛋白质在碱性溶液中也能与硫酸铜发生相同反应,产与硫酸铜发生相同反应,产生红紫色络合物生红紫色络合物第18页,此课件共50页哦 Folin(福林试剂)福林试剂)-酚试剂反应酚试剂反应 蛋白质分子中含有一定量的酪氨酸残基,其中蛋白质分子中含有一定量的酪氨酸残基,其中的酚基在碱性条件下与福林试剂的磷钼酸及磷的酚基在碱性条件下与福林试剂的磷钼酸及磷钨酸还原成蓝色化合物。钨酸还原成蓝色化合物。第19页,此课件共50页哦乙醛酸反应乙醛酸反应l在蛋白质溶液中加入乙醛酸,并沿试管壁慢慢注入浓硫酸,在两层之间就
10、会出现紫色环,凡含有吲哚基的化合物都有这一反应。第20页,此课件共50页哦坂口反应坂口反应l精氨酸分子中含有脈基,能与次氯酸钠(或次溴酸钠)及-萘酚在氢氧化钠溶液中产生红色产物。此反应可以用来鉴定含有精氨酸的蛋白质。第21页,此课件共50页哦米伦反应米伦反应l米伦试剂为硝酸汞、亚硝酸汞、硝酸和亚硝酸的混合液,蛋白质溶液加入米伦试剂后即产生白色沉淀,加热后沉淀变成红色。酚类公化合物有此反应。第22页,此课件共50页哦紫外吸收l蛋白质分子中含有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基,这些氨基酸的侧链基团具有紫外光吸收能力,最大吸收峰在在280nm 处,故通过对280nm 波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液
11、进行定量分析。第23页,此课件共50页哦2.7 蛋白质分离提纯蛋白质分离提纯及分析技术及分析技术第24页,此课件共50页哦2.7.1 蛋白质分子量及其确定方法蛋白质分子量及其确定方法l蛋白质相对分子量在60001 000 000之间。测定分子量的主要方法有化学组成法、渗透压法、超离心法(沉降分析法)、凝胶过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。第25页,此课件共50页哦v化学组成法化学组成法:最低最低M=M=元素元素(分子分子)分子量分子量/元素元素(分子分子)百分含量百分含量 v渗透压法渗透压法:Mr=cRT/:Mr=cRT/v超离心法超离心法:Mr=RTs/(1-)D:Mr=RTs/(1-)D v凝
12、胶过滤凝胶过滤:logMr:logMr =K=K1 1-K-K2 2V Ve evSDSSDSPAGEPAGE法法:logMr=:logMr=-b-bR R v氨基酸序列分析计算氨基酸序列分析计算第26页,此课件共50页哦 元素原子量元素原子量(分子分子量分子分子量)l最低相对分子量最低相对分子量=元素元素(分子分子)百分含量百分含量肌红蛋白含铁量为肌红蛋白含铁量为0.335%,其最低分子量可,其最低分子量可按下式算出:按下式算出:Fe原子量原子量(55.8)l最低相对分子量最低相对分子量=Fe元素百分含量元素百分含量(0.335%)=16700化学组成测定最低相对分子量化学组成测定最低相对分
13、子量第27页,此课件共50页哦l真真实实分分子子量量是是最最低低相相对对分分子子质质量量的的n n倍倍,这这里里n n是是每每个个蛋蛋白白质质分分子子中中铁铁原原子子的的数数目目。因因为为肌肌红红蛋蛋白白中中,n nl l,所所以以其其真真实实M Mr r就就是是1670016700。又又如如血血红红蛋蛋白白含含铁铁也也是是0.335%0.335%,即即最最低低M Mr r亦亦为为1670016700,但但根根据据其其他他方方法法测测得得的的M Mr r是是6800068000。可可见见每每一一分分子子血血红红蛋蛋白白含含有有四四个个铁铁原原子子,即即n n4 4,因因此此其其真真实实M Mr
14、 r16700167004 4=6680066800。第28页,此课件共50页哦l有有时时蛋蛋白白质质分分子子中中某某一一氨氨基基酸酸的的含含量量特特别别少少,应应用用同同样样的的原原理理,由由这这一一氨氨基基酸酸含含量量的的分分析析结结果,也可以计算蛋白质的最低相对分子质量。果,也可以计算蛋白质的最低相对分子质量。l例例如如牛牛血血清清清清蛋蛋白白含含色色氨氨酸酸0.58%,计计算算所所得得的的最最低低相相对对分分子子质质量量是是35200。用用其其他他方方法法测测得得的的Mr是是69000,所所以以每每分分子子牛牛血血清清清清蛋蛋白白含含有两个色氨酸残基。有两个色氨酸残基。第29页,此课件
15、共50页哦2.7.2 蛋白质纯化总目标:增加制品纯度或比活总目标:增加制品纯度或比活1.1.前处理:因动前处理:因动/植物植物/细菌而异细菌而异2.2.粗分级分离:采用盐析粗分级分离:采用盐析/等电点沉淀等电点沉淀/有机溶有机溶剂分级分离等方法剂分级分离等方法3.3.细分级分离:采用凝胶过滤、离子交换层析、细分级分离:采用凝胶过滤、离子交换层析、吸附层析以及亲和层析等吸附层析以及亲和层析等4.4.结晶结晶第30页,此课件共50页哦(一)利用溶解度差别的分离方法(一)利用溶解度差别的分离方法1.等电点沉淀和等电点沉淀和pH控制控制 当蛋白质处于等电点当蛋白质处于等电点pH值,蛋白质的净电值,蛋白
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