离子交换色谱纯化蛋白质

Ⅰ 蛋白质纯化技术的方法有哪几种

一、电泳：
在克隆基因表达产物的检测分析过程中，电泳是常用的方法，但在纯化蛋白时，通常都不采用电泳的方法。由于某些特殊的目的，需要用聚丙烯酰胺凝胶电泳纯化蛋白质，常用下述方法进行：①从电泳后的凝胶上切下所需的相应条带，将凝胶压碎，用缓冲液浸泡，使其中的蛋白质扩散出来，从而获得纯化的蛋白质。此法简单但回收率低。②将电泳后的凝胶用电洗脱的方法使蛋白质从凝胶转移到溶液中，从而达到纯化的目的。此法快速，回收率高，但需要特殊的电泳装置。
二、色谱法：
色谱法（chromatography）是蛋白纯化中最常用的一种方法，这种方法既可以制备大量的纯化蛋白质，又可以保持蛋白质的生物学活性。色谱的种类很多，可分为常规色谱和高效液相色谱（high-performance liquid chromatography,HPLC）。凝胶过滤色谱、离子交换色谱、亲和色谱等均为常规色谱法。HPLC包括反相高效液相色谱（reversed-phase HPLC,RP-HPLC）、离子交换高效液相色谱（ion exchange HPLC）等。根据目标蛋白性质的不同可选用相应的色谱分离技术纯化蛋白质。
1.凝胶过滤色谱法
凝胶过滤色谱法（gel-filtration chromatography, GFC）又称排阻色谱。凝胶是一类具有三维空间结构的多孔网状颗粒物质，如琼脂糖凝胶（sepharose）、葡聚糖凝胶（sephadex），将凝胶颗粒装入色谱柱中即可用于物质的分离。当被分离物质通过凝胶柱时，大于凝胶孔径的分子不能进入凝胶内部，只能在凝胶颗粒之间的空隙中流动和分配，流经的路途短，可很快被洗脱出来，而小于凝胶孔径的分子则进入凝胶颗粒内部，在凝胶内部穿行，流经的路程长，移动的速度慢，最后被洗脱出来；分别收集不同时相的洗脱液，即可得到纯化的物质。
GFC可在存在有多种离子、去污剂、尿素、盐酸胍、高或低离子强度、常温或低温等多种条件下进行，根据所分离物质的性质不同可选择相应的色谱条件，从而获得有生物学活性的纯化的生物大分子。
2.离子交换色谱法
离子交换色谱法（ion exchange chromatography,IEC）是根据物质的酸碱度、极性和分子大小的不同进行分离的技术，通常包括吸附、吸收、扩散、穿透、静电引力等复杂的物理化学过程。自然界的包括蛋白质在内的生物大分子都带有电荷，当所需分离的物质通过离子交换色谱柱时，由于所带电荷、分子量等不同，有些被固定相靠静电引力所吸附，未被吸附的物质可被缓冲液首先洗脱出来；被吸附的物质由于所带电荷多少不同，对固定相的亲和力大小也不同，可被梯度离子缓冲液先后洗脱下来，使同一溶液中的不同物质被分离。色谱柱中填充的阴离子交换剂可用于带正电荷物质的分离，而阳离子交换剂可用于带负电荷物质的分离。
3.亲和色谱法
许多生物大分子物质具有与其结构相对应的专一分子发生可逆性结合的特征，如酶与底物及辅助因子、酶与抑制剂、抗原与抗体、激素与受体、核酸片段与其互补的核酸序列、生物素与亲合素等，分子间的这种结合能力叫作亲和力。
亲和色谱（affinity chromatography）是利用生物大分子间所具有的特异性亲和能力进行分离的方法。该方法常把可亲和的一对分子中的一方固定在不溶于水的化合物上作为色谱的支持体即载体，使之固相化，作为固定相；另一方随流动相流经固定相，双方即可发生特异性结合；用流动相经过一段时间的洗涤，可将杂质去除，而后再利用亲和吸附的可逆特性，改用特殊的流动相使所需分离的物质被解离下来，从而得到纯化的物质。亲和色谱法中的载体种类很多，最常用的是琼脂糖凝胶（sepharose），其分子上有较多的羟基，活化后可与亲和分子相耦联，另外其理化性质稳定，不会影响色谱的分离过程。
亲和色谱法可在温和条件下操作，纯化过程简单、快速、分辨率高，对分离含量极少且性质不稳定的生物活性物质极为有效。但由于不是任何生物大分子之间均有特异的亲和力，而针对于某一种亲和分子就需要制备专一的亲和色谱柱，因此亲和色谱的应用具有一定的局限性，主要由于蛋白质尤其是酶、抗原、抗体的分离与纯化。

Ⅱ 常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种各自的作用原理是什么

常用的蛋白质纯化方法有离子交换色谱、亲和色谱、电泳、疏水色谱等等

1. 离子交换色谱：蛋白质和氨基酸一样会两性解离，所带电荷决定于溶液pH。pH小于pI时蛋白质带正电，pH大于pI时蛋白质带负电。不同蛋白质等电点的蛋白质在同一个溶液中，表面电荷情况不同。离子交换就是利用不同蛋白质在同一溶液中表面电荷的差异来实现分离的。

2. 亲和色谱：生物大分子有一个特性，某些分子或基因对它们有特异性很强的吸附作用。如镍柱中Ni可以与His标签的蛋白结合，这种只针对一种或一类物质的吸附就是亲和色谱的原理。

3. 电泳：SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，SDS能断裂分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构，强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂，蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中， 与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的SDS，使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块，从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异，由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。

4. 疏水色谱：疏水色谱基于蛋白质表面的疏水区与介质疏水配体间的相互作用，在高浓度盐作用下，蛋白质的疏水区表面上有序排列的水分子通过盐离子的破坏被释放，裸露的疏水区与疏水配体相互作用而被吸附。疏水色谱就是利用样品中各组分在色谱填料上配基相互作用的差异，在洗脱时各组分移动速度不同而达到分离的目的。随着盐离子浓度的降低，疏水作用降低，蛋白质的水化层又形成，蛋白质被解吸附。
   

Ⅲ 建立离子交换法纯化蛋白质的方法需要摸索哪些条件

1. pH值，缓冲液的pH值对于蛋白结合离子交换层析有非常大的影响，需要先摸索出合适的版pH值，既能权保证蛋白结合上离子交换层析，又不会出现不稳定沉淀的情况。

2. 盐浓度，盐浓度是离子交换层析洗脱的关键，需要摸索出蛋白能在什么样的盐浓度下被洗脱，且洗脱后纯度能够达到最初的要求。

3. 柱体积，尽管各种离子交换层析均有理论结合蛋白量，但各种蛋白情况不一样，需要摸索出能够完全结合目的蛋白合适的柱体积。既不会太大造成洗脱浓度过稀，也不会太小造成目标蛋白过载。

4. 温度，温度可能会造成蛋白变性等等。

Ⅳ 蛋白质分离提纯方法

1、盐析法：

盐析法的根据是蛋白质在稀盐溶液中，溶解度会随盐浓度的增高而上升，但当盐浓度增高到一定数值时，使水活度降低，进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和，水化膜逐渐被破坏，最终引起蛋白质分子间互相凝聚并从溶液中析出。

2、有机溶剂沉淀法：

有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有二：其一、与盐溶液一样具有脱水作用；其二、有机溶剂的介电常数比水小，导致溶剂的极性减小。

3、蛋白质沉淀剂：

蛋白质沉淀剂仅对一类或一种蛋白质沉淀起作用，常见的有碱性蛋白质、凝集素和重金属等。

4、聚乙二醇沉淀作用：

聚乙二醇和右旋糖酐硫酸钠等水溶性非离子型聚合物可使蛋白质发生沉淀作用。

(4)离子交换色谱纯化蛋白质扩展阅读：

吸附层析

1、吸附柱层析

吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相，以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。

2、薄层层析

薄层层析是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相，以液体为流动相的一种层析方法。这种层析方法是把吸附剂等物质涂布于载体上形成薄层，然后按纸层析操作进行展层。

3、聚酰胺薄膜层析

聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。

层析时，展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的连续过程，就能导致分离物质达到分离目的。

Ⅳ 常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种各自的作用原理是什么

常用的蛋白质纯化方法有离子交换色谱、亲和色谱、电泳、疏水色谱等等
1.
离子交换色谱：蛋白质和氨基酸一样会两性解离，所带电荷决定于溶液ph。ph小于pi时蛋白质带正电，ph大于pi时蛋白质带负电。不同蛋白质等电点的蛋白质在同一个溶液中，表面电荷情况不同。离子交换就是利用不同蛋白质在同一溶液中表面电荷的差异来实现分离的。
2.
亲和色谱：生物大分子有一个特性，某些分子或基因对它们有特异性很强的吸附作用。如镍柱中ni可以与his标签的蛋白结合，这种只针对一种或一类物质的吸附就是亲和色谱的原理。
3.
电泳：sds-聚丙烯酰胺凝胶电泳，sds能断裂分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构，强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂，蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的sds溶液中，
与sds分子按比例结合，形成带负电荷的sds-蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的sds，使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块，从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异，由于sds与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
4.
疏水色谱：疏水色谱基于蛋白质表面的疏水区与介质疏水配体间的相互作用，在高浓度盐作用下，蛋白质的疏水区表面上有序排列的水分子通过盐离子的破坏被释放，裸露的疏水区与疏水配体相互作用而被吸附。疏水色谱就是利用样品中各组分在色谱填料上配基相互作用的差异，在洗脱时各组分移动速度不同而达到分离的目的。随着盐离子浓度的降低，疏水作用降低，蛋白质的水化层又形成，蛋白质被解吸附。

Ⅵ 蛋白质分离纯化的四种方法

1、盐析法：

盐析法的根据是蛋白质在稀盐溶液中，溶解度会随盐浓度的增高而上升，但当盐浓度增高到一定数值时，使水活度降低，进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和，水化膜逐渐被破坏，最终引起蛋白质分子间互相凝聚并从溶液中析出。

2、有机溶剂沉淀法：

有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有二：其一、与盐溶液一样具有脱水作用；其二、有机溶剂的介电常数比水小，导致溶剂的极性减小。

3、蛋白质沉淀剂：

蛋白质沉淀剂仅对一类或一种蛋白质沉淀起作用，常见的有碱性蛋白质、凝集素和重金属等。

4、聚乙二醇沉淀作用：

聚乙二醇和右旋糖酐硫酸钠等水溶性非离子型聚合物可使蛋白质发生沉淀作用。

(6)离子交换色谱纯化蛋白质扩展阅读：

蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。

机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20% ，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。

人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸（Amino acid）按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。

Ⅶ 某蛋白质等电点为8.14,如采用离子交换色谱法来纯化,如何选择填料和缓冲体系

我的话，第一步会选择pH7.0-7.4左右过阴离子交换，让大多数杂蛋白（大多数杂蛋白pI在6左右）、核酸、色素等杂质结合，收集流穿液，此时蛋白溶液的纯度和澄清度会大大提高，再校pH7.0或更低pH过阳离子交换进行纯化。讲究一点的话，在缓冲选择上可以区分一下阴阳离子缓冲，多数情况影响不大，不必纠结。

Ⅷ 为什么说离子交换色谱法是分离蛋白质的最佳方法

它是根据蛋白质的组成物质氨基酸的物理性质（基于氨基酸电荷行为）为分离基础的方法。相对透析和超过滤及凝胶过滤来说，可以针对多种蛋白质中的某一种（前提是知道蛋白质的氨基酸组成及其离子交换树脂的亲和度及洗脱强度）进行分离。（而透析和超过滤还有凝胶过滤方法更大的取决于相对分子质量及其结构 分离出的单一蛋白质纯度相对要低 并且凝胶过滤要求凝胶对要求组分不能有吸附作用 适用性较低 ） 相对盐溶和盐析来说，分离单一蛋白质的纯度要高，且更好的保留其天然理化性（盐溶要求蛋白质分子吸附某一盐离子从而改变其溶解性 但有些蛋白质吸附某些盐离子后其蛋白质构象及理化性会发生改变）。 相对有机溶剂分级分离法，更好的保留其天然理化性（有机溶剂分类法易造成蛋白质不可逆变形 且适用范围窄） 相对凝胶电泳和等电聚焦来说 更易于实现大量制备分离 且不改变蛋白质结构和功能（电泳会影响蛋白质结构 且操作繁琐 成本高） 相对亲和层析来说 它更加易于实现且成本低廉效果也不错（亲和层析需要制备其配体并与载体交联 因而制备难且成本较高）
PS: 最好的分离方法不是例子交换色谱法 而是高效液相色谱法 相对离子交换色谱来说有着更高的效率、更高的分辨率和过柱速度

Ⅸ 离子交换层析法分离纯化蛋白质有哪些局限性

1. 因为抄离子交换吸附蛋白质并不是特异性吸附，在某些情况下可能难以判断结合的蛋白质是否为当初设计的目的蛋白。

2. 离子交换吸附依赖于蛋白质表面的静电荷，如果蛋白质结构比较特殊，可能会有在各种pH都难以结合上离子交换层析的情况。

3. 离子交换层析对于等电点与目标蛋白接近的杂蛋白并没有很好的分离效果。

Ⅹ 如果一个蛋白质只是在PH6-6.5范围内稳定，请设计一个通过离子交换层析纯化该蛋白质的实验

你是不是说混淆了，到底是等电点在pH6-6.5？还是等电点未知，确在6-6.5稳定？
我就先按等电点来理解，回答你的问题。
如果对蛋白纯化的浓度要求不高，或者待纯化样品成分简单，杂蛋白少，就选一种离子交换层析，即阳离子离子交换层析（running buffer 设pH5.0比较合适）或阴离子交换层析（running buffer 设pH7.5比较合适）。
如果杂蛋白多，就用两步离子交换层析，即结合阴阳离子交换层析。一般建议先做阳离子交换层析（这样第一步可去掉核酸之类的）。不知你要多具体的步骤，先写个大致步骤吧：
1，阳离子交换层析：将你的样品置换到pH5.0的running buffer（一般醋酸钠buffer）。同时装住，平衡啥的，然后上样，平衡，洗脱（升pH或盐洗脱），收峰。这步就去掉等电点在6之下的大部分杂蛋白；
2，阴离子交换层析：将所收蛋白置换buffer至pH7.5的running buffer（PB），同时装住，平衡啥的，然后上样，平衡，洗脱（降pH或盐洗脱），收峰。去掉pH6.5之上的大部分杂蛋白。
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如果你确实所指在6-6.5稳定，那就看你蛋白的等电点在多少了，只好选一种离子交换层析，在6.5之上就试试pH6.0的running buffer做阳离子交换层析，在6.0之下，就试试pH6.5的running buffer做阴离子交换层析。
若有疑问，欢迎继续讨论，纯属手打，欢迎采纳，祝新年愉快！