蛋白质的纯化与鉴定
1、最小分子量测定法
测定蛋白质中某一微量元素的含量 如Mb含Fe为0.335%,则M=55.8/0.335%=16700。
这就是最小分子量。其实,真实分子量是最小分子 量的n倍,n指Fe的数目,Mb的n=1,所以 M=16700。
ห้องสมุดไป่ตู้、凝胶过滤法 (gel filtration)
分子筛效应: 大分子先洗脱下来 小分子后洗脱下来
一、蛋白质的酸碱性质
两性电解质 可解离基团:α-NH3+
α-COO侧链上的功能基团 氨基酸有的化学性质蛋白质就有 pI=正负电荷相等,净电荷为零时的pH
水化膜
+++
酸
+
+碱
++
碱
- -
- -
酸
- --
-
带正电荷的蛋白质 在等电点的蛋白质 带负电荷的蛋白质
脱水作用
++ +
+
+
+ ++
脱水作用 碱
十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳
① SDS-蛋白质形成复合物,1.4克SDS与1克蛋白质结 合,相当于每两个氨基酸残基结合一个分子的SDS。 这样,蛋白质的原有电荷效应被覆盖,带有相同密度 负电荷,分子量大小与迁移率成正比。
② SDS改变蛋白质分子单体构象,全部变成似雪茄烟 形的长椭圆棒型。
四、蛋白分子的结构和形状
1、前处理(pretreatment)
去杂质、脱脂
细胞破碎
机械破碎法
研磨法 组织捣碎器法 超声波法 压榨法 冻融法
溶胀 自溶 化学法 酶解法
缓冲液溶提、离心或过滤去除细胞碎片
缓冲液的选择
离子强度:0.1-0.2 M pH范围:7.0 - 8.0
最常使用的两种缓冲液
磷酸盐缓冲液 Tris缓冲液
1966年,Andrews得出一个经验公式: lgMr = a/b—Ve/bVo
Ve 为洗脱体积。它是自加样品开始到该 组分的洗脱峰(峰顶)出现时所流出的 体积。Vo为外水体积,Mr 为相对分子质 量,a和b为常数。
5、 SDS-PAGE 测分子量
(sodium dodecyl sulfate polyacylamide gel electrophoresis)
添加成分
1、抗氧化剂:DTT,BME,Cys,GSH 2、酶抑制剂:EDTA,蛋白酶抑制 PMSF 3、酶的辅因子或辅基 4、植物细胞(酚类化合物):PVP 5、抗菌剂:NaN3
2、粗分级分离
目的:去除杂蛋白,核酸,多糖等杂质, 同时浓缩蛋白质溶液
特点:简便,处理量大
方法:盐析、等电点沉淀、有机溶剂分 级分离、超过滤、凝胶过滤、冷冻真空 干燥、加热变性沉淀,等等。
通常长轴与短轴之比小于10者为球状蛋白 质,大于10者为纤维状蛋白质。
球状蛋白质
近似于球形或椭圆形,生物界中的大多数蛋白 质为球状蛋白质,如大多数的酶类、血红蛋白 、肌红蛋白以及多种溶解于胞液或体液中的蛋 白质。球状蛋白质一般可溶于水,并且具有特 异的生物学活性(如血红蛋白运输氧、酶起催 化作用等)。
Advanced Biochemistry Fall 2015
Protein Separation and Purification
蛋白质分离和纯化-I
蛋白质分离纯化的必要性
需要单一的蛋白质研究其结构与功能
化学修饰需要单一的蛋白质
纯化改造过的蛋白质,从而开发出性 能更优良的蛋白质
Lecture Outline
蛋白质的分子结构包括
一级结构 (primary structure) 二级结构 (secondary structure) 三级结构 (tertiary structure) 四级结构 (quaternary structure)
球状和纤维蛋白质
根据蛋白质分子的形状可分为: 球状蛋白质(globular protein) 纤维状蛋白质(fibrous protein)
纤维蛋白质
纤维状蛋白质多是构成机体的结构 材料,如皮肤、肌腱、软骨及骨组 织中的胶原蛋白,肺、大动脉等中 的弹性蛋白,毛发及皮肤中的角蛋 白,蚕丝中的蚕丝蛋白等。它们一 般难溶于水,在机体中起着粘合、 支撑、保护、负重和营养等功能。 纤维状蛋白质的更新较慢。
第二部分 蛋白质的分离纯化原则和程序
蛋白质分离纯化的一般原则
蛋白质属于生物大分子之一,分子量范围可达1万 至100万之间,其分子的直径在1~100 nm,为胶粒 范围之内。
蛋白质胶体稳定的因素 颗粒表面电荷(双电层) 水化膜:1g蛋白结合0.3-0.5g水
蛋白质溶液具有丁达尔效应、 布朗运动以及不能通过半透膜等 性质
三、蛋白质分子量的测定
蛋白质分子大小 6—1,000 kD
蛋白质的分离纯化的基础 蛋白质的分离纯化原则和程序 蛋白质的含量测定 蛋白质纯度鉴定 蛋白质的分离纯化方法 蛋白质层析技术 蛋白层析的主要技术
10/12/2015
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第一部分
蛋白质的分离纯化的基础:
结构和特性
蛋白质的结构和特性
1. 酸碱性质 2. 胶体性质 3. 分子量的测定 4. 结构和形状
单位:Dalton(道尔顿),
英国化学家、物理学家,原子学说创始人John Dalton. 1道尔顿=1×C12绝对质量/12=1/N g( N为阿伏伽德罗常数)
≈1.67×10-27千克
蛋白质分子量的测定
1、最小分子量测定法: 2、渗透压法 3、超离心法 4、凝胶过滤法 5、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
增加蛋白制品 (preparation) 的纯度 (purity) 或比活(specific activity)。 去除变性的和不要的蛋白质。 所得蛋白质的产量达到最高值。
蛋白质分离纯化的一般程序
前处理(pretreatment) 粗分级分离(rough fractionation) 细分级分离(fine fractionation) 结晶(crystallization)及蛋白质的鉴定
脱水作用
--
酸-
-
-
-- -
带正电荷的蛋白质 不稳定的蛋白质颗粒
带负电荷的蛋白质
溶液中蛋白质的聚沉
二、蛋白质的胶体性质
胶体性质(colloidal system)
胶体溶液的特点: 分散相质点直径在1-100 nm内 分散相质点带同种静电荷,不易聚集沉淀 溶于水 大多数球状蛋白能形成稳定的亲水胶体溶液
3、细分级分离