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蛋白質純化的定義、方法及操作步驟

閱讀:287          發(fā)布時間:2024-10-23

一、蛋白質純化的定義

蛋白質純化是指利用蛋白質之間的相似性和差異性,通過一系列物理化學手段,從復雜的生物樣品中分離出目標蛋白質的過程。這一過程要求去除大部分雜質,同時保持蛋白質的天然活性和結構完整性。


二、蛋白質純化的方法

蛋白質純化方法多種多樣,通常根據蛋白質的物理化學性質(如分子量、電荷、疏水性和特異性結合能力等)來選擇合適的方法。以下是一些常用的蛋白質純化方法:


?鹽析法?:通過在蛋白質溶液中加入高濃度的鹽(如硫酸銨),使蛋白質因溶解度降低而沉淀析出。這種方法簡單有效,但需注意鹽濃度和pH值的控制,以防止蛋白質變性。


?等電點沉淀法?:利用蛋白質在等電點時溶解度最-低的特性,通過調節(jié)溶液的pH值使蛋白質沉淀。這種方法適用于分離等電點差異較大的蛋白質。


?離子交換層析?:根據蛋白質的電荷差異,利用帶正電或負電的介質進行分離。正電蛋白質會與帶負電的介質結合,而負電蛋白質則與帶正電的介質結合。通過逐步增加鹽濃度洗脫蛋白質,實現純化。


?凝膠過濾層析(分子篩層析)?:根據蛋白質的分子大小進行分離。大分子蛋白質較早從介質中流出,而小分子蛋白質則穿過介質較慢。這種方法適用于分離分子量差異較大的蛋白質。


?親和層析?:利用蛋白質的特異性結合能力(如抗體-抗原、配體-受體等),通過與固相上的配體結合,然后通過改變緩沖液條件洗脫蛋白質。這種方法具有高度的選擇性和靈敏度。


?疏水相互作用層析?:利用蛋白質的疏水表面與疏水介質的相互作用,在高鹽濃度條件下結合蛋白質,在低鹽條件下洗脫蛋白質。這種方法適用于分離其他方法不易純化的蛋白質。


?超速離心?:通過高速離心分離不同密度的顆粒,可用于分離溶解態(tài)的蛋白質和大分子復合物。


?電泳法?:如SDS-PAGE,通過電泳分析蛋白質的純度和分子量。加熱使蛋白質變性后,在電場作用下根據分子量進行分離。


三、蛋白質純化的操作步驟

以下是一個典型的蛋白質純化操作步驟示例:


?材料的預處理及細胞破碎?:首先,通過機械、化學或酶解方法破壞細胞,釋放蛋白質。常用的方法包括超聲波破碎、高壓均質器和滲透破碎等。


?蛋白質的抽提?:選擇適當的緩沖液溶劑將蛋白質提取出來。抽提過程中應注意溫度、pH值和離子強度等條件,以防止蛋白質變性。


?粗分離?:通過簡單的沉淀或分離方法去除大部分雜質。常用的方法包括鹽析、等電點沉淀法和有機溶劑沉淀法等。


?進一步純化?:采用層析法(如離子交換層析、凝膠過濾層析、親和層析等)對粗制品進行進一步純化。根據目標蛋白質的性質選擇合適的層析方法和條件。


?純度檢測?:通過電泳(如SDS-PAGE)、紫外吸收法或酶活性檢測等方法檢測純化后的蛋白質純度。


?濃縮與保存?:根據樣品分子量大小選擇合適的濃縮管進行濃縮,并測定蛋白質濃度。最后,將純化后的蛋白質分裝標記,在液氮中速凍后凍存于-80℃冰箱中保存。


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