蛋白质除盐的方法有哪几种简述其原理?

蛋白质除盐的方法有哪几种简述其原理?,第1张

蛋白质除盐的方法有哪些?如何做能够在除盐的过程中不过分的稀释蛋白质

答题思路:

首先,当遇到分离纯化题目的时候,我们脑海中先归纳出分离纯化的各种方法以及依据。

根据分子大小不同:透析、超过滤、密度梯度离心、凝胶过滤、SDS-PAGE凝胶电泳。

根据溶解度差别:等电点沉淀、盐溶、盐析、有机溶剂分离沉淀。

根据电荷不同:各种电泳、离子交换层析

选择性吸附和利用对配体特异亲和力的纯法方法:亲和层析。

显然,蛋白质脱盐,是将蛋白质与小分子物质分开。上面的方法中,根据溶解度差别这几种方法还得加盐,与脱盐的目的背道而驰。这里面的等电点沉淀能不能行呢?如果原先蛋白质溶液中没有盐,那么我们将pH调整到某个蛋白质等电点,这种蛋白质就可能沉淀下来这时候肯定没有加盐。但是我们现在的体系中是有盐离子的,我们把盐析下来的蛋白质先加少量水溶解出来,这个时候我觉得因为溶液里有盐离子,溶剂的极性比较高,有一定盐溶的效果,所以等电点沉淀并不容易实现。

根据电荷的方法也不应该考虑,因为盐和蛋白质都是带电荷的,不好分离。

应该重点考虑根据分子大小不同的纯化方法。

透析能够分离蛋白质与离子,但是透析的过程中透析液会进入蛋白样品中,造成蛋白质的稀释。

凝胶过滤我们设置凝胶颗粒空隙小于蛋白质直径,这样蛋白质不经过凝胶内部首先被洗脱下来,而离子则进入凝胶颗粒内部。但是在洗脱的过程中蛋白质样品必然会被洗脱液稀释

蛋白质沉淀的定义: 蛋白质分子凝聚从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀(precipitation),变性蛋白质一般易于沉淀,但也可不变性而使蛋白质沉淀,在一定条件下,变性的蛋白质也可不发生沉淀。 蛋白质沉淀的方法: 盐析法 ——多用于各种蛋白质和酶的分离纯化; 在蛋白质溶液中加入大量的中性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其析出,这种方法称为盐析。常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。各种蛋白质盐析时所需的盐浓度及pH不同,故可用于对混和蛋白质组分的分离。例如用半饱和的硫酸铵来沉淀出血清中的球蛋白,饱和硫酸铵可以使血清中的白蛋白、球蛋白都沉淀出来,盐析沉淀的蛋白质,经透析除盐,仍保证蛋白质的活性。调节蛋白质溶液的pH至等电点后,再用盐析法则蛋白质沉淀的效果更好。盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫b分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶。影响盐析的因素包括:蛋白质浓度、离子强度和类型、PH值、温度等。针对温度这一条,需要强调:在低离子强度或纯水中,蛋白质溶解度在一定范围内随温度增加而增加。但在高浓度下,蛋白质、酶和多肽类物质的溶解度随温度上升而下降。在一般情况下,蛋白质对盐析温度无特殊要求,可在室温下进行,只有某些对温度比较敏感的酶要求在0-四℃进行。 使用硫酸铵沉淀蛋白需要注意:硫酸铵中常含有少量的重金属离子,对蛋白质巯基有敏感作用,使用前必须用H二S处理:将硫酸铵配成浓溶液,通入H二S饱和,放置过夜,用滤纸除去重金属离子,浓缩结晶,一00℃烘干后使用。另外,高浓度的硫酸铵溶液一般呈酸性(PH=5.0左右),使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH。 有机溶剂沉淀法 ——多用于生物小分子、多糖及核酸产品的分离纯化; 有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集,最后析出。该法优点在于:一)分辨能力比盐析法高,即蛋白质或其它溶剂只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀;二)沉淀不用脱盐,过滤较为容易;三)在生化制备中应用比盐析法广泛。但是,在常温下,有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性。例如酒精消毒灭菌就是如此。因此,操作要求在低温下进行。有机溶剂的选择首先是能和水混溶,使用较多的有机溶剂是乙醇、甲醇、丙酮,还有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈和二-甲基-二,四戊二醇等。 等电点沉淀法 ——此法单独应用较少,多与其它方法结合使用; 两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低,不同的两性电解质具有不同的等电点,以此为基础可进行分离。如工业上生产胰岛素时,在粗提液中先调PH吧.0去除碱性蛋白质,再调PH三.0去除酸性蛋白质。利用等电点除杂蛋白时必须了解制备物对酸碱的稳定性,不然盲目使用十分危险。不少蛋白质与金属离子结合后,等电点会发生偏移,故溶液中含有金属离子时,必须注意调整PH值。等电点法常与盐析法、有机溶剂沉淀法或其他沉淀方法联合使用,以提高其沉淀能力。 重金属盐沉淀法 ——常用于抢救误服重金属盐中毒的病人; 许多有机物质包括蛋白在内,在碱性溶液中带负电荷,能与金属离子形成沉淀。根据有机物与它们之间的作用机制,可分为羧酸、胺及杂环等含氮化合物类,如铜锌镉;亲羧酸疏含氮化合物类,如钙镁铅;亲硫氢基化合物类,如汞银铅。蛋白质-金属离子复合物的重要性质是它们的溶解度对溶液的介电常数非常敏感,调整水溶液的介电常数(如加入有机溶剂),即可沉淀多种蛋白。沉淀的条件以pH稍大于等电点为宜。重金属沉淀的蛋白质常是变性的,但若在低温条件下,并控制重金属离子浓度,也可用于分离制备不变性的蛋白质。临床上利用蛋白质能与重金属盐结合的这种性质,抢救误服重金属盐中毒的病人,给病人口服大量蛋白质,然后用催吐剂将结合的重金属盐呕吐出来解毒


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