血红蛋白的提取和分离 (2)精选课件.ppt
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1、关于血红蛋白的提取和分离(2)第一页,本课件共有37页蛋白质分离的原理:蛋白质分离的原理:根据蛋白质根据蛋白质各种特性各种特性的差异,如的差异,如分子分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等等,等等,可以用来分离可以用来分离不同种类不同种类的蛋白质。的蛋白质。一、基础知识一、基础知识第二页,本课件共有37页(一)(一)凝胶色谱法凝胶色谱法2.凝胶:大多数凝胶是由大多数凝胶是由多糖类化合物多糖类化合物(如(如葡聚糖或葡聚糖或琼脂糖琼脂糖)构成的)构成的多孔多孔小球体,小球体,内部有许多贯
2、穿的内部有许多贯穿的通道通道。根据被分离物质的蛋白质根据被分离物质的蛋白质相对分子质量相对分子质量的大的大小,利用具有小,利用具有网状结构的凝胶,来进行分离。网状结构的凝胶,来进行分离。1.概念:(分配色谱法分配色谱法)第三页,本课件共有37页3.凝胶色谱法分离蛋白质的具体过程第四页,本课件共有37页第五页,本课件共有37页4.凝胶色谱法的原理相对分子量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的相对分子量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢通道,路程较长,移动速度较慢;相对分子量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通相对分子量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短
3、,移动速度较道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。快。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。进行体外实验时,如何保证蛋白质不会进行体外实验时,如何保证蛋白质不会发生变性呢?发生变性呢?第六页,本课件共有37页 (二)缓冲溶液(二)缓冲溶液 能够抵制能够抵制外界的酸和碱外界的酸和碱对溶液对溶液PHPH值值的影响,的影响,维持维持PHPH基本不变。基本不变。1.1.作用作用:2.2.缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制:通常由通常由1 12 2 种缓冲剂种缓冲剂溶解于水溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的中配制而成。调节缓冲剂的使用比例使用比例就可以制得
4、在就可以制得在不同不同PHPH范围内范围内使用的缓冲液。使用的缓冲液。3 3 3 3.在本课题中使用的缓冲液是在本课题中使用的缓冲液是:磷酸缓冲液磷酸缓冲液,成分:磷酸二氢钠与磷酸氢二钠成分:磷酸二氢钠与磷酸氢二钠 如何证明凝胶色谱法获得的蛋白质是目的蛋白?如何证明凝胶色谱法获得的蛋白质是目的蛋白?第七页,本课件共有37页 (三)(三)电泳:电泳:1.1.概念:概念:带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。2.2.原理:原理:许多重要的生物大分子,如多肽、许多重要的生物大分子,如多肽、核酸等都具有可解离的基团,在一定的核酸等都具有可解离的基团,在一定的PHPH下
5、,这些下,这些基团会带上正电或负电。基团会带上正电或负电。在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小,形状的不同,使带电分子异以及分子本身的大小,形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离分离。第八页,本课件共有37页3.3.类型类型:琼脂糖琼脂糖凝胶电泳、凝胶电泳、聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺凝胶电泳。凝胶电泳。第九页,本课件共有37页 聚丙烯酰
6、胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳 在测定蛋白质分子量时常用在测定蛋白质分子量时常用十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠(SDSSDS)聚丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶是聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂由单体丙烯酰胺和交联剂N,NN,N-亚甲基双丙烯酰胺亚甲基双丙烯酰胺在在引发剂引发剂和和催化剂催化剂的作用下聚合交联成的具有三维的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。网状结构的凝胶。N,N-亚甲基双丙烯酰胺(形成交联)亚甲基双丙烯酰胺(形成交联)丙烯酰胺和交联剂丙烯酰胺和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的交联共聚反应亚甲基双丙烯酰胺的交联共聚反应第十页,本课件共有37页 蛋白质
7、在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。1.1.原理:原理:SDSSDS能使蛋白质发生完全变性能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成。由几条肽链组成的蛋白质复合体在的蛋白质复合体在SDSSDS的作用下会的作用下会解聚成单条肽链解聚成单条肽链解聚成单条肽链解聚成单条肽链,因,因此测定的结果只是此测定的结果只是单条肽链的分子量单条肽链的分子量单条肽链的分子量单条肽链的分子量。SDSSDS能与各种蛋能与各种蛋白质形成白质形成蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质SDSSDSSDSSDS复合物复合物复合物复
8、合物,SDSSDS所带负电荷的量大所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子大超过了蛋白质分子原有的电荷量原有的电荷量原有的电荷量原有的电荷量。因而掩盖了。因而掩盖了不同不同种蛋白质间的电荷差别种蛋白质间的电荷差别,使电泳迁移率完全取决于分,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。子的大小。2.SDS2.SDS作用机理作用机理:第十一页,本课件共有37页用用SDS SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量的方法量的方法 使用使用SDSSDS聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白测定蛋白质的分子量时,可选用一组质的分子量时,可选用一组已知分子量的已知分子量的标准蛋白标准
9、蛋白同时进行电泳,根据已知分子量的同时进行电泳,根据已知分子量的标准蛋白的标准蛋白的电泳区带位置电泳区带位置,可以测定,可以测定未知未知蛋白质蛋白质的分子量。的分子量。市场上有高分子量、次高市场上有高分子量、次高分子量及低分子量的标准蛋白试剂出售。分子量及低分子量的标准蛋白试剂出售。第十二页,本课件共有37页第十三页,本课件共有37页 二、实验操作二、实验操作样品处理样品处理粗分离粗分离纯化纯化纯度鉴定纯度鉴定蛋白质提取和分离步骤蛋白质提取和分离步骤血血液液血浆血浆水水 分分固体物质:固体物质:血浆蛋白、血浆蛋白、血浆蛋白、血浆蛋白、无机盐、磷脂、葡萄糖等无机盐、磷脂、葡萄糖等无机盐、磷脂、葡
10、萄糖等无机盐、磷脂、葡萄糖等血细血细 胞胞白细胞白细胞血小板血小板红细胞红细胞(最多)(最多)(最多)(最多)血红蛋白血红蛋白(90909090)两个两个肽链肽链两个两个一肽链一肽链四个亚铁红素基团四个亚铁红素基团血液有哪些成分?血液有哪些成分?血液有哪些成分?血液有哪些成分?(一)血红蛋白(一)血红蛋白第十四页,本课件共有37页血红蛋白血红蛋白两个两个肽链肽链两个两个一肽链一肽链四个亚铁四个亚铁血血红素基团红素基团每个肽链环绕一个每个肽链环绕一个亚铁血红素亚铁血红素基团,基团,此基团可携带此基团可携带一分子氧或一分子氧或一分子二氧化碳,一分子二氧化碳,血红蛋白因含血红蛋白因含有有血红素血红素
11、而呈而呈红色。红色。血红蛋白的特点:血红蛋白的特点:血红蛋白的特点:血红蛋白的特点:第十五页,本课件共有37页 用鸡的红细胞提取用鸡的红细胞提取用鸡的红细胞提取用鸡的红细胞提取DNADNA,用猪、牛、羊的红细胞提,用猪、牛、羊的红细胞提取血红蛋白的原因是什么?取血红蛋白的原因是什么?鸡的红细胞具有细胞核,含有鸡的红细胞具有细胞核,含有鸡的红细胞具有细胞核,含有鸡的红细胞具有细胞核,含有DNADNADNADNA,便于进行,便于进行,便于进行,便于进行DNADNA的的的的提取;人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰提取;人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰提取;人的红细胞无细胞核,结
12、构简单,血红蛋白含量丰提取;人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰富,便于提取血红蛋白。富,便于提取血红蛋白。富,便于提取血红蛋白。富,便于提取血红蛋白。第十六页,本课件共有37页(1)(1)(1)(1)红细胞的洗涤红细胞的洗涤红细胞的洗涤红细胞的洗涤:洗涤目的洗涤目的洗涤目的洗涤目的:去除杂蛋白,以利于后续血红蛋白的去除杂蛋白,以利于后续血红蛋白的分离纯化,洗涤次数不可过少。分离纯化,洗涤次数不可过少。洗涤操作:洗涤操作:1 1、采集血样。、采集血样。2 2、低速短时间离心(速度越高和时间越长,会使白细胞、低速短时间离心(速度越高和时间越长,会使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀,达不到分离的
13、效果)和淋巴细胞等一同沉淀,达不到分离的效果)3 3、吸取血浆:上层透明的黄色血浆。、吸取血浆:上层透明的黄色血浆。4 4、盐水洗涤:用五倍体积的质量分数为、盐水洗涤:用五倍体积的质量分数为0.90.9的氯化的氯化钠溶液洗涤。钠溶液洗涤。5 5、低速离心(低速短时间)、低速离心(低速短时间)6 6、重复、重复4 4、5 5步骤三次,直至上清液中已没有黄色,步骤三次,直至上清液中已没有黄色,表明洗涤干净。表明洗涤干净。1.1.样品处理及粗分离样品处理及粗分离(二)操作过程(二)操作过程第十七页,本课件共有37页(2)(2)血红蛋白的释放血红蛋白的释放:加蒸馏水到原血液体积,再加:加蒸馏水到原血液
14、体积,再加4040体积的甲苯体积的甲苯 ,置于磁力搅拌器上充分搅拌,置于磁力搅拌器上充分搅拌1010分钟分钟(加速细胞破裂)(加速细胞破裂),细胞破裂释放出血红蛋白。细胞破裂释放出血红蛋白。(3)(3)分离血红蛋白溶液分离血红蛋白溶液:过程:过程:过程:过程:将搅拌好混合液转移到离心管内,以将搅拌好混合液转移到离心管内,以2000r/min2000r/min的速度离心的速度离心10 min10 min。试管中溶液层次:试管中溶液层次:第第1 1层(最上层):甲苯层(无色透明);层(最上层):甲苯层(无色透明);第第2 2层(中上层):脂溶性物质沉淀层(白色);层(中上层):脂溶性物质沉淀层(白
15、色);第第3 3层(中下层):血红蛋白的水溶液层(红色层(中下层):血红蛋白的水溶液层(红色);第第4 4层(最下层):杂质沉淀层(暗红色)。层(最下层):杂质沉淀层(暗红色)。分离:分离:用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀层,于分液漏斗用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀层,于分液漏斗中静置片刻后,分出下层的红色透明液体。中静置片刻后,分出下层的红色透明液体。第十八页,本课件共有37页(4)(4)(4)(4)透透 析:析:过程:过程:过程:过程:取取1ml1ml的血红蛋白溶液装入透析袋中,将透的血红蛋白溶液装入透析袋中,将透析袋放入盛有析袋放入盛有300ml300ml的物质的量浓度为的物质的量浓度为20mmo
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