Ⅰ 為提高蛋白質鹽析分離效率,應採取哪些措施
採取何種分離純化方法要由所提取的組織材料、所要提取物質的性質決定。對蛋白質、多肽提取分離常用的方法包括:鹽析法、超濾法、凝膠過濾法、等電點沉澱法、離子交換層析、親和層析、吸附層析、逆流分溶、酶解法等。這些方法常常組合到一起對特定的物質進行分離純化,同時上述這些方法也是蛋白、多肽類物質分析中常用的手段,如層析、叫泳等。
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1.1 高效液相色譜(HPLC)
HPLC 的出現為肽類物質的分離提供了有利的方法手段,因為蛋白質、多肽的HPLC 應用與其它化合物相比,在適宜的色譜條件下不僅可以在短時間內完成分離目的,更重要的是HPLC 能在制備規模上生產具有生物活性的多肽。因此在尋找多肽類物質分離制備的最佳條件上,不少學者做了大量的工作。如何保持多肽活性、如何選擇固定相材料、洗脫液種類、如何分析測定都是目前研究的內容。
1.1.1 反相高效液相色譜(RP-HPLC)
結果與保留值之間的關系:利用RP-HPLC 分離多肽首先得確定不同結構的多肽在柱上的保留情況。為了獲得一系列的保留系數,Wilce 等利用多線性回歸方法對2106 種肽的保留性質與結構進行分析,得出了不同氨基酸組成對保留系數影響的關系,其中極性氨基酸殘基在2~20 氨基酸組成的肽中,可減少在柱上的保留時間;在10~60 氨基酸組成的肽中,非極性氨基酸較多也可減少在柱上的保留時間,而含5~25 個氨基酸的小肽中,非極性氨基酸增加可延長在柱上的保留時間。
同時有不少文獻報道了肽鏈長度、氨基酸組成、溫度等條件對保留情況的影響,並利用計算機處理分析得到每種多肽的分離提取的最佳條件。
肽圖分析(Peptide Mapping):肽圖分析是根據蛋白質、多肽的分子量大小以及氨基酸組成特點,使用專一性較強的蛋白水解酶[ 一般未肽鏈內切酶(endopeptidase)]作用於特殊的肽鏈位點將多肽裂解成小片斷,通過一定的分離檢測手段形成特徵性指紋圖譜,肽圖分析對多肽結構研究合特性鑒別具有重要意義。
利用胰蛋白酶能特意性作用於Arg 和Lys 羧基端的肽鏈的性質,通過RP-HPLC 法採用C18 柱檢測了重組人生長激素特徵性胰肽圖譜。同時胰島素的肽圖經V8 酶專一裂解也製得,並可鑒別僅相差一個氨基酸殘疾的不同種屬來源的胰島素。人類腫瘤壞死因子的單克隆抗體結構也應用酶解法及在線分析技術確定了肽圖,便於鑒定分析。此項技術已經在新葯開發中得到廣泛應用。
1.1.2 疏水作用色譜(Hydrophobic interaction chromatogrphy,HIC)
HIC 是利用多肽中含有疏水基因,可與固定相之間產生疏水作用而達到分離分析的目的,其比RP-GPLC 具有較少使多肽變性的特點。利用GIC 分離生產激素(GH)產品的結構與活性比EP-GPLC 分離的要穩定,活性較穩定。Geng 等利用HIC 柱的低變性特點,將大腸桿菌表達出的經鹽酸胍乙啶變性得到人重組干擾素-γ。通過HIC 柱純化、折疊出高生物活性的產品。不同人尿表皮生長因子(EGF)也利用HIC 純化到了,均具有良好的生物活性。HIC 可將未經離子交換柱的樣品純化。而RP-HPLC 則不能達到這一要求。
1.1.3 分子排阻色譜(Sizs-Exclusion chromatogrphy,SEC)
SEC 是利用多肽分子大小、形狀差異來分離純化多肽物質,特別對一些較大的聚集態的分子更為方便,如人重組生長激素(hgH)的分離,不同結構、構型的GH 在SEC 柱上分離行為完全不同,從而可分離不同構型或在氨基酸序列上有微小差異的變異體,利用SEC 研究修飾化的PEG 的分離方法,此PEC 具有半衰期長、作用強的特點。一些分子量較大的肽或蛋白均可利用此法分離分析。
1.1.4 離子交換色譜(Iron-Exchange chromatography,IEXC)
IEXC 可在中性條件下,利用多肽的帶電性不同分離純化具有生物活性的多肽。其可分為陽離子柱與陰離子柱兩大類,還有一些新型樹脂,如大孔型樹脂、均孔型樹脂、離子交換纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠樹脂等。在多肽類物質的分離分析研究中,對多肽的性質、洗脫劑、洗脫條件的研究較多,不同的多肽分離條件有所不同,特別是洗脫劑的離子強度、鹽濃度等對純化影響較大。Wu 等報道利用離子交換柱層析法,探討分離牛碳酸酐異構體和牛血清白蛋白、雞血清白蛋白酶的提取條件,獲得了有價值的數據供今後此類物質分離研究。
1.1.5 膜蛋白色譜(Chromatography of Membrane Protein,CMP)
CMP+分離強蔬水性蛋白、多肽混合物的層析系統,一般有去垢劑(如SDS)溶解膜蛋白後形成SDS-融膜蛋白,並由羥基磷灰石為固定相的柱子分離純化。羥基磷灰石柱具有陰離子磷酸基團(P-端),又具有陽離子鈣(C-端),與固定相結合主要決定於膜蛋白的大小、SDS 結合量有關。利用原子散射法研究cAMP的分離機制發現,樣品與SDS 結合後在離子交換柱上存在SDS 分子、帶電荷氨基酸與固定相中帶電離子間的交換,從而達到分級分離的目的。
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Ⅱ 離子交換層析和親和層析都可以用來分離所有的蛋白質嗎哪種的效果更好
這個你問的太籠統了,方法沒有最好的,只有最合適的
蛋白的分離純化無非是利用版目標蛋白和權別的蛋白不同進行分離,這包括分子量大小,電荷,極性等特性的不同,此外包括別的特性,特別是酶例如酶需要輔酶象蘋果酸 脫氫酶,或者底物,酶抑制劑,金屬離子等,那相對應的純化方法有凝膠過濾,離子交換,疏水層析,後面的可以分別把底物,酶抑制劑,金屬離子偶聯或鰲合到介質上做親和介質,而象果酸脫氫酶也可以用染料親和的辦法,因為染料的結構和NAD類似。糖蛋白可以用凝集素親和或者苯硼酸瓊脂糖親和分離等方法,總之要盡 量多知道目標蛋白的特性和了解各種分離的手段,就很容易找到最有效的分離純化的方法。
Ⅲ 離子交換層析可用於哪些種類蛋白質的分離
離子交換層析是利用蛋白質在不同PH帶不同種電荷的方法,利用離子交換的方法分離專蛋白的。
離子交換屬內的介質一般是樹脂,陽離子交換型的,使用前樹脂先用鹼處理成鈉型,將氨基酸混合液(pH=2-3)上柱,pH=2-3時,氨基酸主要以陽離子形式存在,與樹脂上的鈉離子發生交換而被「掛」在樹脂上,再用洗脫劑洗脫。不同的氨基酸(帶的電荷不同)與樹脂的親和力不同,要將其分離洗脫下來,需要降低它們之間的親和力,方法是逐步提高洗脫劑的pH和鹽濃度,這樣各種氨基酸將以不同的速度被洗脫下來,反之亦然。
不同反荷離子與樹脂親和力是不同的,其強弱關系為陽性競爭離子:Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 陰性競爭離子:I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某種離子溶液洗脫效果不好,可用另一種親和力強的離子代替之,等電點>7選擇陽離子交換樹脂,等電點<7選擇陰離子交換樹脂。
Ⅳ 離子交換層析的基本信息
離子交換層析中,基質是由帶有電荷的樹脂或纖維素組成。帶有正電荷的稱之陰離子交換樹脂;而帶有負電荷的稱之陽離子樹脂。離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化。由於蛋白質也有等電點,當蛋白質處於不同的pH條件下,其帶電狀況也不同。陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質,所以這類蛋白質被留在柱子上,然後通過提高洗脫液中的鹽濃度等措施,將吸附在柱子上的蛋白質洗脫下來。結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來。反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質,結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來。
Ⅳ 請教:如何提高離子交換層析的分離度
離子交換層析是根據蛋白質所帶電荷的差異進行分離純化的一種方法。蛋白質的帶電性是由蛋白質多肽中帶電氨基酸決定的。由於蛋白質中氨基酸的電性又取決於介質中的pH,所以蛋白質的帶電性也就依賴於介質的pH。當pH較低時,負電基團被中和
Ⅵ 離子交換層析的原理是什麼 已解決
離子交換層析法
是從復雜的混合物中,分離性質相似大分子的方法之一,依據的原理是物質的
酸鹼性
,極性,所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質,對管柱上的
離子交換劑
有不同的親和力,改變沖洗液的
離子強度
和pH值,物質就能依次從
層析柱
中分離出來。
層析開始前,功能基團與
反離子
穩定結合,就與反離子發生可逆交換,與層析劑結合被固定下來。因為鹽離子可以與底物競爭功能基團,鹽濃度越高樣品與層析劑結合越不緊密,易被洗脫下來。不同物質與層析劑結合程度不同,洗脫下來的時間不同,因此得以分開。
(6)離子交換層析提高分離效果擴展閱讀
離子交換劑的選擇首重保持欲分離物質的生物活性,以及在不同pH值環境中,此物質所帶的電荷和電性強弱,陰
陽離子交換劑
的選擇若被分離物質帶
正電荷
,這些
鹼性蛋白質
,它們在酸性溶液中較穩定,親和力強,故採用陽離子交換劑。
在鹼性溶液中較穩定,則使用
陰離子交換劑
,如果欲分離的物質是
兩性離子
,一般考慮在它穩定的pH范圍帶有何種電荷,作為交換劑的選擇。離子交換劑的再生與保存離子交換劑可在柱上再生,若有
脂溶性
物質則可用非離子型
去污劑
洗柱後再生,也可用乙醇洗滌。
參考資料來源;
網路
--離子交換層析
Ⅶ 熱提蔗糖酶提純倍數低的原因
蔗糖酶的提取及初提純試驗中影響酶得率賣擾得因素有酶的濃度、底物濃度、pH值、溫度、抑制劑、激活劑等。
實驗原理:
蔗糖酶分離提純原理: 酵母中的蔗糖酶含量很豐富,實驗以安琪酵母粉為原料,首先採用自溶法破碎細胞壁、再用乙醇分級和DEAE—纖維素柱層析兩步分離提純,制備純度較高的蔗糖酶制劑。酶分離提純的原理與蛋白質的相同。但酶是有催化活性的蛋白質,在分離提純過程中必須注意:防止酶變性失活;隨時測定酶的比活力,並跟蹤酶的去向、衡量酶提純的程度及得率。
有機溶劑分級純化蔗糖酶原理: 利用不同蛋白質在不同濃度的有機溶劑—乙醇中溶解度的差異將蔗糖酶蛋白與其它蛋白質雜質進行有機溶劑分級沉澱,而使提取的蔗糖酶得以純化(32%的乙醇飽和度沉澱分離雜蛋白,47.5%的乙醇飽和度沉澱廳吵分離酶蛋白)。操作必須在低溫下進行且避免有機溶劑局部過濃;分離後應立刻除去有機溶劑並用水或緩沖溶液溶解沉澱的酶蛋白(復溶),確保酶的活性;pH多選在酶蛋白的等電點附近;有機溶劑在中性鹽存在時能增加蛋白質的溶解度減少變性,提高分離效果。
蔗糖酶的離子交換層析法純化原理: 本實驗採用DEAE-纖維素(DEAE-C11)微粒狀的、弱鹼性的陰離子纖維素為柱料,進行蔗糖酶的進中伏旦一步純化。它具有解析度高、化學性質穩定、有開放性的長鏈結構、有較大的表面積、對蛋白質的吸附容量大等優點;纖維素上離子基團的數量不多,排列疏散,對蛋白質的吸附不是太牢固,用緩和的洗脫條件即可達到分離的目的,不致引起蛋白質的變性。
蔗糖酶活力與比活的測定:在蔗糖酶的純化過程中,通過3、5-二硝基水楊酸法測定蔗糖酶催化蔗糖生成還原糖的量,測定酶活力大小,跟蹤酶的活力。在本實驗條件下,每3min釋放lmg還原糖所需的酶量定義為一個活力單位;通過Folin法測定酶蛋白的含量,計算蔗糖酶的比活。單位質量的酶蛋白中所含酶的活力稱為酶的比活。
主要實驗器材:
1. 試管、血糖管; 2. 秒錶; 3. 冰鹽浴; 4. 恆溫水浴; 5.離心機;6. 721- 型分光光度計;7. 柱層析裝置; 8. 梯度洗脫裝置;9. 部分收集器;10. 電磁攪拌器;11. 冰箱;12. DEAE—纖維素。
Ⅷ 離子交換層析法原理是什麼
是以離子交換劑為固定相,依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時的結合力大小的差別,而進行分離的一種層析方法
Ⅸ 離子交換層析在蛋白質分離中的應用
離子交換層析在蛋白質分離純化中有非常廣泛的應用,在樣品富集,回中度純化和精製階答段都可以採用。另外還可以利用離子交換層析去除DNA和內毒素。因此在生物製品工藝中應用非常廣泛。關鍵是要選擇合適的介質和分離條件。
你的問題范圍太廣,如果有具體的問題可以詳細討論。
Ⅹ 離子交換分離法的應用
1 水處理,這是離子交換法最主要的應用領域。
最早的離子交換法應用是從工業鍋爐用水的處理開始的,水中所含的鈣、鎂離子會使鍋爐結垢,導致鍋爐效率降低,久之還有爆炸風險,人們先後採用天然泡沸石、磺化煤、離子交換樹脂等解決了這一問題,也帶動了離子交換法在其他水處理領域,尤其是飲用水處理領域的應用。常見的離子有硬水軟化處理。
2 分離純化,冶金、醫葯、有機合成。
金屬鹽、有機酸、胺、氨基酸等能夠產生的離子都能夠被吸附到離子交換劑上,進而富集,從而達到 分離的效果,這個方法在分離工程中應用廣泛,尤其是在低濃度大批量樣品的處理中效果顯著。
除了分離某一種特定物質 外,還可以利用離子交換層析等方法,批次分離多種物質。
3 催化劑
離子交換劑分為酸性、鹼性、中性等種類,而不少化學反應需要酸性、鹼性等物質作為催化劑,離子交換劑大量易得,使用方便,分離容易,可以作為很好的傳統酸鹼催化劑替代品使用。