课题3[1]血红蛋白的提取和分离 (3).ppt
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1、课题课题3 血红蛋白的提取和分离血红蛋白的提取和分离专题专题5 DNA和蛋白质技术和蛋白质技术思考思考1 分离生物大分子的基本思路是什么?分离生物大分子的基本思路是什么?选用一定的物理或化学的方法分离具有选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。不同物理或化学性质的生物大分子。思考思考2 蛋白质的分离和提取的原理是什么?蛋白质的分离和提取的原理是什么?根据蛋白质各种特性的差异,如分子的根据蛋白质各种特性的差异,如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲和力等等,可以用来
2、分离不同蛋白质。和力等等,可以用来分离不同蛋白质。思考思考3 高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质的何种作用,作用结果是什么被破坏?的何种作用,作用结果是什么被破坏?变性、变性、空间结构变性、变性、空间结构思考思考4 人们用鸡的红细胞提取人们用鸡的红细胞提取DNA,用人用人 的红细胞提取血红蛋白的原因是什么?的红细胞提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DNA,便便于进行于进行DNA的提取,人的红细胞无细胞的提取,人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰富便于核,结构简单,血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白。提取血红蛋白。一
3、、基础知识:一、基础知识:凝胶色谱法(分配色谱法):凝胶色谱法(分配色谱法):1、凝胶:、凝胶:一些微小多孔的球体(内含许多贯穿的一些微小多孔的球体(内含许多贯穿的通道,由多糖类构成如葡聚糖、琼脂糖,通道,由多糖类构成如葡聚糖、琼脂糖,具多孔的凝胶就叫分子筛)具多孔的凝胶就叫分子筛)2、概念:概念:根据被根据被分离物质的蛋白质相对分离物质的蛋白质相对分子质量的大小分子质量的大小,利用具有网状结构的凝,利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用,来进行分离。胶的分子筛作用,来进行分离。3、原理:、原理:当不同的蛋白质通过凝胶时,相当不同的蛋白质通过凝胶时,相对(对()的蛋白质容易进入)的蛋白质容易进入凝
4、胶内部的通道,路程(凝胶内部的通道,路程(),移动速),移动速度(度(),而(),而()的蛋白)的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在(质无法进入凝胶内部的通道,只能在()移动,路程()移动,路程(),移动速度(),移动速度(),),相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。4、具体过程、具体过程相对分子质量较小相对分子质量较小较长较长较慢较慢相对分子质量较大相对分子质量较大凝胶外部凝胶外部较短较短较快较快凝胶色谱法分离蛋白质的原理凝胶色谱法分离蛋白质的原理 1、概念:在一定的范围内,能对抗外、概念:在一定的范围内,能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液
5、来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液PH发生明显变化的作用叫做缓冲作用,具发生明显变化的作用叫做缓冲作用,具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液:缓冲溶液:2、作用:、作用:能够抵制(能够抵制()的对溶液)的对溶液的(的()的影响,维持)的影响,维持PH基本不变。基本不变。外界的酸或碱外界的酸或碱PH值值 3、缓冲溶液的配制、缓冲溶液的配制 通常由(通常由()种缓冲剂溶解于水)种缓冲剂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()就可以制得(就可以制得()使用的)使用的缓冲液。缓冲液。12使用比例使用比例在不同在不同PH范围内范围内 思考:说出人
6、体血液中缓冲液。思考:说出人体血液中缓冲液。NaH2PO4 /Na2HPO4H2CO3 /NaHCO3电泳:电泳:1、概念:指带电粒子在电场作用下发、概念:指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。生迁移的过程。在血红蛋白整个实验室中用的缓冲在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是液是磷酸缓冲液磷酸缓冲液,目的是利用缓冲液模,目的是利用缓冲液模拟细胞内的拟细胞内的PHPH环境,保证血红蛋白的正环境,保证血红蛋白的正常结构和功能,便于观察(红色)和材常结构和功能,便于观察(红色)和材料的科学研究(活性)料的科学研究(活性)2、原理:许多重要的生物大分子,如(、原理:许多重要的生物大分子,如()等都具有)等
7、都具有()在在()下下,这些基团会带上(,这些基团会带上()。在。在电场的作用下,这些带电分子会向着与其电场的作用下,这些带电分子会向着与其()移动。电泳利用了待分离样品中各种分子移动。电泳利用了待分离样品中各种分子()以及分子本身()以及分子本身()、()、()的)的不同使带电分子产生不不同使带电分子产生不同的(同的(),从而实现样品中各),从而实现样品中各种分子的分离。种分子的分离。多肽、核酸多肽、核酸可解离的基团可解离的基团正电或负电正电或负电所带电荷相反的电极所带电荷相反的电极带电性质的差异带电性质的差异大小大小形状形状迁移速度迁移速度一定的一定的PH分类:分类:琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝
8、胶电泳和和聚丙稀酰胺凝胶电泳。聚丙稀酰胺凝胶电泳。测定(测定()通)通常用十二烷基硫酸钠(常用十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙稀聚丙稀酰胺凝胶电泳酰胺凝胶电泳蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加入中加入()。由几条肽链组成的蛋白质。由几条肽链组成的蛋白质复合体在复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链,的作用下会解聚成单条肽链,因因此测定的结果只是此测定的结果只是()。SDS能与各种蛋白质形成蛋白质能与各种蛋白质形成蛋白质SDS复合物,复合物,SDS所所带带负电荷负电荷的量大大超过了蛋白质分子原的量大大超过了蛋白质分子原
9、有电荷量。有电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别,使电泳迁移率完全取决于荷差别,使电泳迁移率完全取决于()。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。SDS单条肽链的分子量单条肽链的分子量分子的大小分子的大小电泳检测结果电泳检测结果琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶电泳(四)血红蛋白(四)血红蛋白n在红细胞的组成中,在红细胞的组成中,约约90%是血红蛋白。是血红蛋白。它由它由四个肽链四个肽链组成,组成,包括两个包括两个肽链肽链和和两个两个肽链肽链。每条。每条
10、肽链环绕肽链环绕一个一个亚铁血血红素素基基团,可携,可携带一一分子氧或一分子二氧分子氧或一分子二氧化碳化碳。血。血红蛋白因含蛋白因含血血红素而呈素而呈现红色。色。二、实验操作二、实验操作n蛋白质的提取和分离一般分为四步:蛋白质的提取和分离一般分为四步:n(1)样品处理:包括红细胞的洗涤;血红)样品处理:包括红细胞的洗涤;血红蛋白释放;分离血红蛋白溶液等操作收集蛋白释放;分离血红蛋白溶液等操作收集到的血红蛋白溶液。到的血红蛋白溶液。n(2)粗分离)粗分离(透析透析):透析除去分子较小的:透析除去分子较小的杂质。杂质。n(3)纯化:通过凝胶色谱法将分子量较大)纯化:通过凝胶色谱法将分子量较大的杂质
11、蛋白质除去。的杂质蛋白质除去。n(4)纯度鉴定:通过聚丙烯酰胺凝胶电泳)纯度鉴定:通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。鉴定。二二 实验操作实验操作蛋白质的提取和分离一般分为四步:蛋白质的提取和分离一般分为四步:1.样品处理样品处理血血液液血浆血浆水分水分固体物质固体物质血浆蛋白血浆蛋白无机盐无机盐磷脂磷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)血红血红蛋白蛋白()两个两个a a肽链肽链两个两个一肽链肽链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共四条肽链共四条肽链90(一)样品处理(一)样品处理n1、红细胞的洗涤:、红细胞的洗涤:n目的是去除杂蛋白。要
12、加入柠檬酸钠防止血液凝目的是去除杂蛋白。要加入柠檬酸钠防止血液凝固;离心将血液分层,用胶头吸管吸出黄色血浆;固;离心将血液分层,用胶头吸管吸出黄色血浆;用生理盐水洗涤。用生理盐水洗涤。n2、血红蛋白的释放:、血红蛋白的释放:n在蒸馏水和甲苯作用下,红细胞破裂释放在蒸馏水和甲苯作用下,红细胞破裂释放n3、分离血红蛋白溶液:、分离血红蛋白溶液:n离心分层;滤纸过滤去除脂溶性沉淀层;分液漏离心分层;滤纸过滤去除脂溶性沉淀层;分液漏斗分出红色透明液体。斗分出红色透明液体。n4、透析:、透析:n装入透析袋并置于磷酸缓冲液中(装入透析袋并置于磷酸缓冲液中(PH为为7.0)透)透析。析。1.洗洗 涤涤 红红
13、 细细 胞胞阅读思考:洗涤的目的是什么?阅读思考:洗涤的目的是什么?(去除杂蛋白)(去除杂蛋白)洗涤过程洗涤过程: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倍体积生理盐水倍体积生理盐水缓慢搅拌缓慢搅拌10min重复洗涤重复洗涤3次,直至上清液没有黄色次,直至上清液没有黄色红细胞的洗涤红细胞的洗涤2.释放血红蛋白释放血红蛋白阅读思考:阅读思考:1.释放血红蛋白过程中,在洗涤好的红细胞加入了释放血红蛋白过程中,在洗涤好的红细胞加入了哪些物质?哪些物质?2.为了加速释放过程,采取了什么措施?为了加速释放过程,采取了什么措施?目
14、的分析:目的分析:1.蒸馏水的作用是蒸馏水的作用是_。2.加入甲苯的作用是加入甲苯的作用是_。3.充分搅拌的目的是充分搅拌的目的是_。使使红细胞大量吸水胀裂红细胞大量吸水胀裂溶解红细胞的细胞膜溶解红细胞的细胞膜加速红细胞的破裂加速红细胞的破裂3.分离血红蛋白分离血红蛋白分离过程分离过程红细胞红细胞混合液混合液高速离心高速离心10min 离心管离心管滤纸滤纸过滤过滤脂类脂类物质物质烧杯烧杯红色透明液体红色透明液体分离血红蛋白溶液分离血红蛋白溶液有机溶剂有机溶剂 无色透明的甲苯层无色透明的甲苯层脂类物质脂类物质 白色脂溶性物质沉淀层白色脂溶性物质沉淀层血红蛋白溶液血红蛋白溶液 红色透明液体红色透明
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