核蛋白:/view/264309.htm
糖蛋白:/view/184084.htm
脂蛋白:/view/133314.htm
異同:化學本質是蛋白質,只是糖蛋白有糖側鏈,在不同的位置起不同的作用。
蛋白質的分離方法和原理;
根據分子大小不同進行分離純化。
?蛋白質是壹種大分子物質,不同蛋白質的分子大小不壹樣,可以用壹些簡單的方法制作蛋白質。
質量和小分子物質被分離,蛋白質混合物也被分離。根據蛋白質分子大小的不同,主要的分離方法有透析、超濾、離心和凝膠過濾。
2.根據溶解度不同進行分離純化。
影響蛋白質溶解性的外界條件有很多,如pH值、離子強度、介電常數、溫度等。然而,在相同的條件下,不同的蛋白質因其分子結構不同而具有不同的溶解性。根據蛋白質分子結構的特點,通過適當改變外界條件,可以選擇性地控制蛋白質混合物中某壹組分的溶解度,從而達到分離純化蛋白質的目的。常用的方法有等電點沈澱和調節pH、蛋白質的鹽溶解和鹽析、有機溶劑法、雙水相萃取法、反膠束萃取法等。
等電點沈澱和pH調節是最常用的方法。每種蛋白質都有自己的等電點,在等電點處最易溶解。
低;相反,有些蛋白質在壹定的pH值下很容易溶解。因此,可以通過調節溶液的pH值來分離和純化蛋白質。王紅新等[8]研究了茶蛋白的提取工藝,發現當pH值為0時,茶蛋白的提取效果最好。初始純化收率為965438±0.0%。李殿寶[9]在從葵花脫脂粕中提取蛋白質時,將蛋白質溶液的pH值調至3~4,使目標蛋白質在等電點沈澱。等電點沈澱法也適用於從葡萄籽中提取蛋白質。李等[10]測得葡萄籽蛋白質的等電點為3.8。采用堿液提取葡萄籽中的蛋白質,得到最佳提取工藝:NaOH溶液為1×10-5mol·L-1,料液比為1∶5,在40℃攪拌40 min,葡萄籽蛋白質提取率達到73.78%。此外,堿法提取大米蛋白,其持水性、吸油性和起泡性均優於酶法提取[11]。酸法提取的鰱魚蛋白無腥味,顏色潔白,蛋白得率高達90%[12]。
蛋白質中的鹽溶解和鹽析是中性鹽顯著影響球狀蛋白溶解性的現象。其中,蛋白質溶解度增加的現象稱為鹽溶解,反之亦然。需要指出的是,同濃度的二價離子中性鹽如MgCl2和(NH4)2SO4對蛋白質溶解度的影響遠大於壹價離子中性鹽如NaCl和NH4Cl。在葡萄籽蛋白的提取過程中,蛋白質可以用鹽溶液提取,也可以用堿溶液提取。最佳提取工藝為:10%NaCl溶液,1∶25料液比,30℃攪拌30min,蛋白質提取率為57.25% [10]。鹽析法是從血液中提取免疫球蛋白的常用方法,如多聚磷酸鈉絮凝法和硫酸銨鹽析法,其中硫酸銨鹽析法在生產中應用廣泛。由於硫酸銨在水中呈酸性,為了防止其對蛋白質的傷害,用氨水調節pH值至中性。為了防止不同分子間的沈澱,蛋白質樣品的含量壹般控制在0.2% ~ 2.0%。蛋白質經鹽析、鹽析純化後,通常用透析或凝膠過濾除去中性鹽[13]。
有機溶劑萃取法的原理是,與水互溶的有機溶劑(如甲醇、乙醇)能顯著降低某些蛋白質在水中的溶解度;而且在壹定的溫度、pH值和離子強度下,引起蛋白質沈澱的有機溶劑的濃度是不同的。因此,可以通過控制有機溶劑的濃度來分離和純化蛋白質。例如,在冰浴磁力攪拌下,向4℃預冷的培養液中緩慢加入乙醇(-25℃),可使冰核蛋白沈澱,從而純化冰核蛋白[14]。因為在室溫下,有機溶劑不僅會引起蛋白質沈澱,還會伴隨變性。因此,通常需要冷卻有機溶劑,然後在不斷攪拌下加入有機溶劑,以防止局部濃度過高,這樣就可以在很大程度上解決蛋白質變性的問題。有些蛋白質與脂類結合牢固或分子中有許多極性側鏈,不溶於水,可用乙醇、丙酮、丁醇等有機溶劑萃取,這些溶劑具有壹定的親水性和較強的親油性,是理想的萃取液。通過冷乙醇分離提取免疫球蛋白由Cohn在1949中首次提出,用於制備丙種球蛋白。冷乙醇法也是目前世衛組織和中國生物制品規程推薦的方法,不僅分辨率高,純化效果好,而且能同時分離多種血漿成分,具有抑菌、消除、病毒清除作用[15]。
萃取是分離純化有機物的常用方法,雙水相萃取和反膠束萃取可用於分離蛋白質。雙水相萃取(ATPE)是指親水性聚合物溶液在壹定條件下形成雙水相,由於被分離物質在兩相中的分布不同而可以分離,廣泛應用於生物化學、細胞生物學和生化工程中產物的分離提取。該方法可在室溫下進行,雙水相中的聚合物也能提高蛋白質的穩定性,產率較高。對於胞內蛋白,首先需要對細胞進行有效的破碎。目標蛋白往往分布在上相並濃縮,細胞碎片等固體物質分布在下相。采用雙水相體系濃縮目的蛋白,受聚合物分子量和濃度、溶液pH值、離子強度、鹽類和濃度的影響[16]。
反膠團萃取法是通過反膠團包裹蛋白質來萃取蛋白質。反膠束被用作表面活性劑。
非極性有機溶劑溶解時自發聚集形成的納米級聚集體。這種方法的優點是在提取過程中,蛋
白色物質受到反膠束的保護,因為它位於反膠束內部。程世賢等[17]用反膠束萃取法從大豆中提取蛋白質。
3.根據不同的電荷進行分離提純。
根據蛋白質的電荷,即酸堿性質的不同,分離蛋白質有兩種方法:電泳法和離子交換色譜法。
在外電場的作用下,帶電粒子(如不處於等電點狀態的蛋白質分子)會向相反的電極運動,這
這種現象叫做電泳。聚丙烯酰胺電泳是壹種以聚丙烯酰胺為介質的區帶電泳,常用於蛋白質的分離。其優點是設備簡單,操作方便,樣品用量少。等電聚焦是壹種高分辨率的蛋白質分離技術,也可用於測定蛋白質的等電點。在具有pH梯度的介質中進行蛋白質混合物的等電聚焦分離。在外加電場的作用下,各種蛋白質會向與其等電點相等的pH梯度移動並集中,形成壹條窄條。孫等[18]研究了聚丙烯酰胺電泳、等電聚焦電泳和等速純化電泳在蛋白質分離純化中的應用。結果表明,聚丙烯酰胺電泳條帶分辨率低,樣品量不高。等電聚焦電泳的分辨率最高,可以用最少的加樣量分離同壹蛋白質的亞組分。等速純化電泳區分辨率高,可將樣品分成單壹組分,加樣量最大。
離子交換色譜(Ion exchange chromatography,IEC)是壹種色譜方法,它以離子交換劑為固定相,根據可逆交換過程中流動相中組分離子與交換劑上平衡離子之間結合力的不同而進行分離。在離子交換色譜中,基質由帶電樹脂或纖維素組成。帶正電荷的陰離子交換樹脂;反之就是陽離子交換樹脂。離子交換色譜也可用於蛋白質的分離和純化。當蛋白質處於不同的pH值時,其帶電狀態也不同。與帶負電荷的蛋白質結合的陰離子交換基質留在色譜柱上。通過增加洗脫液中的鹽濃度,吸附在色譜柱上的蛋白質被洗脫,具有弱結合的蛋白質首先被洗脫。相反,陽離子交換基質與帶正電荷的蛋白質結合,通過逐漸增加洗脫液中的鹽濃度或提高洗脫液的pH值,可以將結合的蛋白質洗脫下來。李等[19]將離子交換色譜法應用於濃縮蘋果汁中蛋白質的純化。此外,離子交換層析也用於提取抗凝血蛋白[7]。
4.利用配體的特異性親和力進行分離和純化。
親和層析是壹種基於蛋白質分子對其配體分子的獨特識別能力(生物親和性)的有效純化方法。通常只需要壹步處理就可以將目標蛋白從復雜的混合物中分離出來,而且純度相當高。為了設計最佳的分離條件,有必要了解親和層析純化物質的結構和生物學特性。近年來,親和層析技術被廣泛應用於目的蛋白的分離純化,尤其是疫苗,尤其是融合蛋白的分離純化,因為融合蛋白具有特異性結合能力[20]。親和層析也廣泛應用於基因工程亞單位疫苗的分離純化[21]。範等[22]殼聚糖親和層析提取的抑肽酶比活性達到765,438+0,428 baee mg-65,438+0,純化回收率達到62.5%。該方法成本低,吸附劑價格低廉,機械強度高,抗汙染能力強,非特異性吸附小,可重復使用,適用性廣,產品質量穩定。