第3章蛋白质的通性、纯化和表征.ppt
《第3章蛋白质的通性、纯化和表征.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章蛋白质的通性、纯化和表征.ppt(52页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第3 3章章 蛋白质的通性、纯化和表征蛋白质的通性、纯化和表征一、一、蛋白质的酸碱性质和等电点蛋白质的酸碱性质和等电点蛋白质与多肽一样,能够发生两性离解,也有等电点。蛋白质与多肽一样,能够发生两性离解,也有等电点。等电点:对某一种蛋白质来说,在某一等电点:对某一种蛋白质来说,在某一pHpH,它所带的正,它所带的正电荷和负电荷恰好相等,也即净电荷为零,这一电荷和负电荷恰好相等,也即净电荷为零,这一pHpH称为蛋称为蛋白质的等电点。白质的等电点。在等电点在等电点时时,蛋白质在电场中不移动,蛋白质在电场中不移动,溶解度最小,粘度溶解度最小,粘度最大。可以用溶解度法、聚焦电泳法等测定等电点。最大。可
2、以用溶解度法、聚焦电泳法等测定等电点。二、二、蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀蛋蛋白白质质分分子子直直径径在在1-1001-100nmnm之之间间,在在水水溶溶液液中中具具有有胶胶体体溶溶液液的通性。的通性。1 1、稳定蛋白质胶体溶液的主要因素:稳定蛋白质胶体溶液的主要因素:蛋蛋白白质质表表面面的的亲亲水水基基团团形形成成的的水水化化层层将将蛋蛋白白质质颗颗粒粒彼彼此此隔隔开,不会互相碰撞凝聚而沉淀;开,不会互相碰撞凝聚而沉淀;两两性性电电解解质质非非等等电电状状态态时时,带带同同种种电电荷荷,互互相相排排斥斥不不致致聚聚集沉淀。集沉淀。由于胶体溶液中的蛋白质不能通
3、过由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜半透膜,因此可以应用,因此可以应用透析法将非蛋白的小分子杂质除去。透析法将非蛋白的小分子杂质除去。一旦电荷被中和或水化层被破坏,蛋白质颗粒聚集,便从一旦电荷被中和或水化层被破坏,蛋白质颗粒聚集,便从溶液中析出沉淀。溶液中析出沉淀。2、沉淀蛋白质的方法沉淀蛋白质的方法盐盐析析法法:大大量量的的中中性性盐盐(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl),使使蛋蛋白白质质脱脱去去水水化层化层而聚集沉淀;不引起变性。而聚集沉淀;不引起变性。有机溶剂沉淀法:有机溶剂沉淀法:破坏水化膜,降低介电常数,丙酮、乙醇等;破坏水化膜,降低介电常数,丙酮、乙醇等;重重金金属属盐盐
4、沉沉淀淀法法:pHpI时时,蛋蛋白白质质颗颗粒粒带带负负电电荷荷,与与重重金金属属离离子子(Hg2+.Pb2+.Cu2+等)结成不溶性沉淀;等)结成不溶性沉淀;生生物物碱碱试试剂剂和和某某些些酸酸类类沉沉淀淀法法:pH小小于于pI时时,蛋蛋白白质质带带正正电电荷荷,易易与与生生物物碱碱试试剂剂和和酸酸类类的的负负离离子子生生成成不不溶溶性性沉沉淀淀。生生物物碱碱试试剂剂:单单宁宁酸酸、苦苦味味酸酸、钨酸。酸类:三氯乙酸、磺基水杨酸;钨酸。酸类:三氯乙酸、磺基水杨酸;加热变性沉淀法。加热变性沉淀法。三、蛋白质分离纯化的一般原则三、蛋白质分离纯化的一般原则纯化的实质:增加制品的纯度或比活力纯化的实
5、质:增加制品的纯度或比活力一般程序:前处理、粗分级分离、细分级分离、结晶。一般程序:前处理、粗分级分离、细分级分离、结晶。电泳电泳 前前处处理理粗粗分分离离细细分分离离生物组织生物组织 无细胞提取液无细胞提取液破碎、溶破碎、溶 解、差速离心解、差速离心选择性沉淀法选择性沉淀法亲和亲和层析层析离子交离子交换层析换层析精制后的蛋白质精制后的蛋白质凝胶凝胶过滤过滤疏水疏水层析层析吸附吸附层析层析1、前处理(、前处理(pretreatment):):将组织和细胞破碎将组织和细胞破碎动物组织和细胞:电动捣碎机动物组织和细胞:电动捣碎机、匀浆器、超声波处理;匀浆器、超声波处理;植物组织和细胞:石英砂植物组
6、织和细胞:石英砂+提取液研磨或用纤维素酶处理;提取液研磨或用纤维素酶处理;细菌:超声波震荡、与砂研磨、高压挤压、溶菌酶处理(分解肽聚糖)细菌:超声波震荡、与砂研磨、高压挤压、溶菌酶处理(分解肽聚糖)如果所要蛋白质集中在某一细胞组分,用差速离心法收集细胞的某一组如果所要蛋白质集中在某一细胞组分,用差速离心法收集细胞的某一组分;分;如果提取膜蛋白:超声波或去污剂使膜解聚,然后用适当的介质提取。如果提取膜蛋白:超声波或去污剂使膜解聚,然后用适当的介质提取。2、粗分级分离(、粗分级分离(roughfractionation)一般用选择性沉淀法。一般用选择性沉淀法。(NH4)2SO4分级沉淀法(盐析)分
7、级沉淀法(盐析)等电点沉淀法等电点沉淀法有机溶剂分级沉淀法有机溶剂分级沉淀法3、细分级分离(、细分级分离(finefractionation)层析法:凝胶过滤层析、离子交换层析、吸附层析、亲层析法:凝胶过滤层析、离子交换层析、吸附层析、亲和层析、疏水层析(反相和层析、疏水层析(反相HPLC)电泳法:凝胶电泳、等电聚焦、双向电泳等电泳法:凝胶电泳、等电聚焦、双向电泳等4、结晶(晶体保存)、结晶(晶体保存)结晶过程本身也伴随着一定程度的提纯。能否结晶不仅是纯度结晶过程本身也伴随着一定程度的提纯。能否结晶不仅是纯度的一个的一个指标,也是判断制品是否有活性的指标。纯度越高,溶液越浓,越指标,也是判断制
8、品是否有活性的指标。纯度越高,溶液越浓,越容易结晶。容易结晶。结晶方法:使溶液略处于过饱和状态。降低温度、盐析、加有机溶剂、结晶方法:使溶液略处于过饱和状态。降低温度、盐析、加有机溶剂、调节调节pH。四、四、蛋白质的分离纯化方法蛋白质的分离纯化方法(一)根据分子大小的差异(一)根据分子大小的差异透析法:将样品装透析法:将样品装在透析袋里,半在透析袋里,半透膜阻留透膜阻留prpr分子,分子,以达到除去蛋白以达到除去蛋白质溶液中小分子质溶液中小分子(盐、低分子酸(盐、低分子酸等)。等)。透析和超过滤法:都是利用蛋白质不能通过半透透析和超过滤法:都是利用蛋白质不能通过半透膜的性质除去样品中的小分子非
9、蛋白物质。膜的性质除去样品中的小分子非蛋白物质。超过滤法:施以一定的压力超过滤法:施以一定的压力强迫小分子物质通过半透强迫小分子物质通过半透膜,而按半透膜的筛孔大膜,而按半透膜的筛孔大小截留相应的蛋白质分子。小截留相应的蛋白质分子。凝胶过滤法(分子筛层析法)凝胶过滤法(分子筛层析法)凝胶过滤常用的介质凝胶过滤常用的介质:在层析柱内装填带有小孔的凝胶颗粒。在层析柱内装填带有小孔的凝胶颗粒。交联葡聚糖(交联葡聚糖(Sephadex,是由葡聚糖与环氧氯丙烷交,是由葡聚糖与环氧氯丙烷交联形成的有三维空间的网状结构物)。联形成的有三维空间的网状结构物)。聚丙烯酰胺凝胶聚丙烯酰胺凝胶琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶凝
10、胶过滤的原理凝胶过滤的原理(二)根据溶解度差异的分离法(二)根据溶解度差异的分离法蛋白质的盐溶与盐析蛋白质的盐溶与盐析盐溶:是指在适当的盐溶:是指在适当的中性盐浓度溶液中,蛋白质溶解度会提高的现象,中性盐浓度溶液中,蛋白质溶解度会提高的现象,称盐溶。称盐溶。盐盐析析:向向蛋蛋白白质质溶溶液液中中加加入入大大量量中中性性盐盐(高高盐盐浓浓度度)时时,会会破破坏坏蛋蛋白白质质分分子子表表面面的的水水化化层层(即即破破坏坏了了蛋蛋白白质质在在水水溶溶液液的的稳稳定定性性因因素素)导导致蛋白质的溶解度降低发生沉淀析出,称盐析。致蛋白质的溶解度降低发生沉淀析出,称盐析。常常用用的的饱饱和和硫硫酸酸铵铵沉
11、沉淀淀法法分分离离纯纯化化蛋蛋白白质质就就是是利利用用盐盐析析的的原原理理,不不同同的的蛋蛋白白质质对对饱饱和和硫硫酸酸铵铵的的要要求求不不同同,所所以以,可可以以通通过过饱饱和和硫硫酸酸铵铵的的分级沉淀法分离各种蛋白质。分级沉淀法分离各种蛋白质。(三)(三)根据电荷性质的差异根据电荷性质的差异1、电泳法、电泳法电泳:带电荷的蛋白质或核酸分子在电场中移动的现象称为电泳。电泳:带电荷的蛋白质或核酸分子在电场中移动的现象称为电泳。分子量小的蛋白质泳动快,分子量大的泳动慢,于是蛋白质被分离。分子量小的蛋白质泳动快,分子量大的泳动慢,于是蛋白质被分离。2.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳基
12、本原理基本原理:以聚丙烯酰胺凝胶为支持物,根据被分离物质所以聚丙烯酰胺凝胶为支持物,根据被分离物质所带电荷的多少、分子形状、分子大小的不同,在带电荷的多少、分子形状、分子大小的不同,在电场的作用下产生不同的移动速度而分离的方法。电场的作用下产生不同的移动速度而分离的方法。聚丙烯酰胺凝胶聚丙烯酰胺凝胶由单体丙烯酰胺和交联剂甲叉双由单体丙烯酰胺和交联剂甲叉双丙烯酰胺在催化剂和加速剂的作用下聚合而成。丙烯酰胺在催化剂和加速剂的作用下聚合而成。网状的大小决定于单体丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰网状的大小决定于单体丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺的浓度及两者的比例。胺的浓度及两者的比例。SDS(sodium dodec
13、yl sulfate)l若在聚丙烯酰胺凝胶系统中加入若在聚丙烯酰胺凝胶系统中加入SDS,SDS是一种阴离子表面活性是一种阴离子表面活性剂,剂,几乎能破坏蛋白质中所有的非共价键,从而使多亚基蛋白质解几乎能破坏蛋白质中所有的非共价键,从而使多亚基蛋白质解聚,并使多肽链呈伸展状态,消除了蛋白质形状对迁移率的影响;聚,并使多肽链呈伸展状态,消除了蛋白质形状对迁移率的影响;lSDS能以能以1:2比例与肽链中的氨基酸残基结合,使变性蛋白质带上大比例与肽链中的氨基酸残基结合,使变性蛋白质带上大量的净负电荷,多肽链上带的负电荷量远超过蛋白质分子原有的电量的净负电荷,多肽链上带的负电荷量远超过蛋白质分子原有的电
14、荷量,因而掩盖了不同蛋白质间原有的电荷差别,结果所有的荷量,因而掩盖了不同蛋白质间原有的电荷差别,结果所有的SDS蛋白质复合物,电泳时都以几乎同样的电荷质量比向正极移蛋白质复合物,电泳时都以几乎同样的电荷质量比向正极移动并具有相同的构象,所以同一电泳条件下,分子量成为决定蛋白动并具有相同的构象,所以同一电泳条件下,分子量成为决定蛋白质泳动速率的唯一因素。分子量越大,受到阻力越大,泳动越慢。质泳动速率的唯一因素。分子量越大,受到阻力越大,泳动越慢。3、等电聚焦、等电聚焦(1)基本原理)基本原理根据蛋白质分子的等电点进行分离。利用这种技术分离蛋白质混合物根据蛋白质分子的等电点进行分离。利用这种技术
15、分离蛋白质混合物是在具有是在具有pH梯度的介质中进行,在外加电场作用下,各种蛋白质将梯度的介质中进行,在外加电场作用下,各种蛋白质将移向并聚集(停留)在等于其等电点的移向并聚集(停留)在等于其等电点的pH梯度处,并形成一个很窄梯度处,并形成一个很窄的区带。的区带。(2)优点及主要用途)优点及主要用途加样位置和体积不受严格限制,分辨率很高,可测定加样位置和体积不受严格限制,分辨率很高,可测定pI,分离速度快,分离速度快,分离的蛋白质不变性。分离的蛋白质不变性。可用于蛋白质和两性分子的分离分析和蛋白质可用于蛋白质和两性分子的分离分析和蛋白质pI的测定。的测定。(3)基本操作)基本操作1、胶的制备、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第3章 蛋白质的通性、纯化和表征 蛋白质 通性 纯化 表征
限制150内