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化学 盐析沉淀法PPT课件


作图来表示:
dP
8 – d—S 6
dP 4
利用不同蛋白质盐析分布 曲线在横轴上的位置不同, 可采取先后加入不同量无 机盐的办法来分级沉淀蛋 白质。
2
0 20 30 40 50 60 70 P
蛋白质溶解度随(NH精4)选2pSpt O4
饱和度而变化的速率 16
2.蛋白质浓度的影响 蛋白质浓度不同,沉淀所需无机盐用量也不同。 随浓度提高,盐用量减少。
一、盐析沉淀法
盐析法:
在高浓度中性盐存在下,欲分离物质在中性 盐水溶液中的溶解度降低而产生沉淀。
早在19世纪盐析法就被用于从血液中分离蛋 白质,目前该方法仍广泛用来回收或分离蛋白 质(酶)等生物大分子物质。
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1
(一)基本原理
蛋白质的溶解特性取决于其组成、构象、周 围环境的物理化学性质以及溶剂的可利用度。
中性盐
温度(oC) 0 20 40 60 80 100
(NH4)2SO4 70.6 75.4 81.0 88.0 95.3 103
Na2SO4 4.9 18.9 48.3 45.3 43.3 42.2
MgSO4
-- 34.5 44.4 54.6 63.6 70.8
NaH2PO4 1.6 7.8 54.1 82.6 93.8 101
这些性质就本质而言是水分子间的氢键和蛋白 质表面所暴露出的N、O原子的相互作用,所以 易受溶液温度、pH值、介电常数和离子强度等 参数的影响。
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蛋白质在自然环境中通常是可溶的, 表面:大部分是亲水基团 内部:大部分是疏水基团
蛋白质呈稳定 的分散状态
两性物质,一定pH下表面带有一定的 电荷,静电斥力作用使分子间相互排斥
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盐析效果:阴离子 > 阳离子 尤其以高价阴离子更为明显。
常见阴离子的盐析作用顺序:
PO43- > SO42- > CH3COO > Cl > NO3 > ClO4 > I > SCN
阳离子对盐析效果的影响:
Al3+ > H+ > Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Cs+ > Rb+ > NH4+ > K+ > Na+ > Li+
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1.无机盐加入量的影响
2.5 蛋白质溶解度 2.0
1.5 lgS 1.0
0.5 0
-0.5
-1.0 -1.5
β S0
盐析
1 234 56 μ(离子强度)
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蛋白质种类不同,盐析所用的无机盐量也不同
0.50
蛋白质溶解度
0 lgS
-0.50 -1.00
0 2 4 6 8 10 μ(离子强度)
蛋白质周围的水分子有序排列,在表面 形成水化膜,这一层能保护蛋白质粒子 避免因碰撞而聚沉。
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当向蛋白质溶液中加入中性盐时: 低盐--盐溶(低盐情况下,随着中性盐离子强度的 增加,蛋白质溶解度增大)
高盐--盐析(高盐浓度时,蛋白质溶解度随之减小)
盐离子部分中和蛋白 质的电性,使分子间 排斥作用减弱
通常用离子强度表示对盐析的影响。
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6
蛋白质溶解度
2.5 2.0
1.5 lgS 1.0
0.5
起始蛋白
0
浓度
-0.5
-1.0
-1.5
β
碳氧血红蛋白的lgS
与(NH4)2SO4离子强
盐溶 度μ的关系
S0
盐析
1 234 56 μ(离子强度)
盐析区: lgS = β - Ks μ
蛋白质溶解度 常数 盐析常数 盐离子强度
8 – d—S 6
dP 4 2
30g/L
3g/L
分级沉淀: 将溶液稀释,使重叠 曲线拉开距离
制取成品: 提高蛋白质浓度
0 40 50 60 70 80 P
不同浓度碳氧肌红蛋白的精选盐ppt 析分布曲线
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3.温度的影响 低盐浓度:温度升高,溶解度升高 高盐浓度:温度升高,溶解度降低
温度适当提高有利于蛋白质沉淀。 高温容易导致蛋白质变性。 蛋白质盐析一般在室温下进行,某些温度 敏感性的蛋白质盐析最好在低温下进行。
中性盐 破坏水膜
pH>pI,带负电, 有水膜,是稳定 的亲水胶体
中性盐 破坏水膜
+ +
+
+
中性盐
+ + 中和电荷
+ + + ++ SO42-
_+
+_ +
+ __ _+
中性盐 中和电荷
_ _
_
__
NH4+ _
或Na+
_
_ _
蛋白质沉淀
蛋白质的盐精析选pp机t 制示意图
5
蛋白质在水中的溶解度不仅与中性盐离子的浓度 有关,还与离子所带电荷数有关,高价离子影响更 显著。
不同蛋白质溶解度与离子强度的关系
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对于特定的蛋白质,一定操作条件下产生沉淀 时的无机盐浓度范围都是一定的,即具有一定的 蛋白质盐析分布曲线。
40
蛋白质溶解度
30
lgS 20
C0
10
0 20 30 40 50 60 70
P—不精同选pp(t NH4)2SO4 饱和度
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蛋白质沉淀的速度可用 - —dS 对盐饱和度(P)
60
70 饱和度(%)
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(二)无机盐的选择
在蛋白质盐析中,常用的盐析剂有(NH4)2SO4,
Na2SO4, MgSO4,NaH2PO4,NaCl, Na3PO4,
K3PO4。 廉价
(NH4)2SO4 原因
在水中溶解度大,且溶解度随温度变 化小,低温下仍具有较大的溶解度
对大多数蛋白质的活力无损害
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常用盐析剂在水中的溶解度(g/100ml水)
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18
4.pH的影响 蛋白质在pI时的溶解度最小,最容易从 溶液中析出,因此选择在被盐析的蛋白质 的pI附近。
耗盐少,蛋白质收率也高
பைடு நூலகம்
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5.操作方式的影响
10 固体, 间歇12h
5 酶活性
U/ml
2.5
饱和溶液,
间歇12h
1
50
饱和溶液, 连续12h
饱和溶液, 连续1.6min
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无机盐可按两种方式加入溶液中:
直接加入固体(NH4)2SO4粉末—工业生产
(分批加入,充分搅拌)
加入(NH4)2SO4饱和溶液—实验室和小规模生产
(防止溶液局部过浓,但加量较多时溶液会被稀释)
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(三)影响盐析的各种因素
无机盐的加入量 蛋白质的浓度 温度 pH 操作方式
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中性盐的亲水性比蛋白质大,
盐离子在水中发生水化作用
从而使蛋白质脱去水化膜,
暴露出疏水区域
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+ +
+ + ++
++ + ++
H+ OH-
_+
+_ +
+ _
__ +
__ _
__
_
_
_ _
pH<pI,带正电, 有水膜,是稳定 的亲水胶体
中性盐 破坏水膜
pH=pI时, 有水膜, 是不稳定的亲水 胶体
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