生物化學(xué)研究進(jìn)展論文蛋白質(zhì)提純

1、生物化學(xué)研究進(jìn)展作業(yè)題目蛋白質(zhì)的提取、純化姓名學(xué)號班級專業(yè)題目：蛋白質(zhì)的提取、純化姓名：專業(yè)：摘 要：本文綜述了蛋白質(zhì)的提取原理及方法，蛋白質(zhì)純化的意義、基本原則及方法，蛋白質(zhì) 純化的前景展望。關(guān)鍵詞：提取原理提取方法水溶液有機(jī)溶劑雙水相萃純化意義基本原則方法溶解度 帶電性質(zhì)電荷數(shù)配體特異性前景正文：1蛋白質(zhì)樣品的提取1. 1蛋白質(zhì)樣品的提取原理提取蛋白質(zhì)的基本原理主要有兩方面： 一是利用混合物中幾個組分分配率的差別， 把它們分配 到可用機(jī)械方法分離的兩個或幾個物相中，如鹽析、有機(jī)溶劑提取、層析和結(jié)晶等；二是將混合物置于單一物相中，通過物理力場的作用使各組分分配于不同區(qū)域而達(dá)到分離目的，如電泳

2、、超速離心、超濾等。1. 2蛋白質(zhì)樣品的提取方法1. 2. 1水溶液提取法 稀鹽和緩沖系統(tǒng)的水溶液是提取蛋白質(zhì)最常用的溶劑。通常用量是原材料體積的15倍，提取時需要均勻地攪拌，以利于蛋白質(zhì)的溶解。提取的溫度要視有效成分性質(zhì)而 定，一般在低溫（5 C以下）下操作。另外，蛋白質(zhì)和酶是兩性電解質(zhì)，提取液的pH值應(yīng)選擇在偏離等電點兩側(cè)的pH值范圍內(nèi)。一般來說，在避免極端pH值的前提下，堿性蛋白質(zhì)用偏酸性的提取 液提取，而酸性蛋白質(zhì)用偏堿性的提取液提取。止匕外，稀濃度可促進(jìn)蛋白質(zhì)鹽溶，并且鹽離子與蛋白質(zhì)部分結(jié)合，能夠保護(hù)蛋白質(zhì)不易變性。因此可在提取液中加少量NaC1等中性鹽，一般以0. 15 mol/L

3、濃度為宜。1.2.2有機(jī)溶劑提取法 一些和脂質(zhì)結(jié)合牢固或分子中非極性側(cè)鏈較多的蛋白質(zhì)和酶都不溶于水、 稀鹽溶液、稀酸或堿，可溶于乙醇、丙酮和丁醇等有機(jī)溶劑，具有一定的親水性和較強(qiáng)的親脂性， 并且不會殘留在產(chǎn)品中，容易蒸發(fā)除去，密度低，與沉淀物質(zhì)的密度差大，便于離心分離。但不足 的是用有機(jī)溶劑來提取蛋白質(zhì)比用鹽析法更容易引起蛋白質(zhì)變性。2. 3雙水相萃取法 雙水相萃取法是依據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分配，當(dāng)物質(zhì)進(jìn)入雙水相體系后，由于表面性質(zhì)、電荷作用、各種力（疏水鍵、氫鍵和離子鍵等）的存在和環(huán)境因素的影響，使其 在上、下相中的濃度不同，進(jìn)而分離目的蛋白。此方法可在室溫下進(jìn)行，雙水相中的聚合物還可以

4、提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，收率較高。對于細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，需要先對細(xì)胞進(jìn)行有效破碎。目的蛋白常分布在上相并得到濃縮，細(xì)胞碎片等固體物分布在下相中。 采用雙水相系統(tǒng)濃縮目的蛋白，會受聚合物分子質(zhì)量及濃度、溶液pH值、離子強(qiáng)度、鹽類型及濃度的影響2蛋白質(zhì)的純化2.1蛋白質(zhì)純化的意義隨著分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、基因組學(xué)等研究的不斷深入，人們意識到僅僅依靠基因組的序 列分析來試圖闡明生命活動的現(xiàn)象和本質(zhì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 只有從蛋白質(zhì)組學(xué)的角度對所有蛋白質(zhì)的 總和進(jìn)行研究，才能更科學(xué)的掌握生命現(xiàn)象和活動規(guī)律， 更完善的揭示生命本質(zhì)。研究蛋白質(zhì)首要 的步驟是將目的蛋白從復(fù)雜的大分子混合物中分離純化出來，得到高純度具

5、有生物學(xué)活性的目的 物。因此，高效的純化技術(shù)和手段是蛋白質(zhì)研究的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵之一。2蛋白純化的基本原則2. 1蛋白純化開始之前需了解最終產(chǎn)品的用途 只有了解最終產(chǎn)品的用途，才能設(shè)計蛋白質(zhì)的 純化過程，同時還要綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和經(jīng)濟(jì)性等方面的要求。依據(jù)目的蛋白的用途來預(yù) 計純化過程需要的時間和成本。2.2合理設(shè)計純化方案 通過了解待純化樣品中目的蛋白和主要雜質(zhì)的性質(zhì)， 如蛋白質(zhì)的來源、 分子大小、等電點和穩(wěn)定性，以及蛋白質(zhì)是可溶還是不可溶，是胞內(nèi)還是胞外，來設(shè)計合適的純化 Zu 02. 3需要利用蛋白間內(nèi)在的相似性與差異 可利用相似性來除去非蛋白物質(zhì)。 每種蛋白間的大 小、形狀、電荷、

6、疏水性、溶解度和生物學(xué)活性都會有差異，利用這些差異即可將蛋白從混合物（如 大腸桿菌裂解物）中提取出來并得到重組蛋白。2. 4選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵系統(tǒng)和發(fā)酵條件發(fā)酵過程和蛋白質(zhì)的分離、純化過程是相互影響的，合適的發(fā)酵將有助于發(fā)酵產(chǎn)品的分離及蛋白質(zhì)的純化。要嚴(yán)格控制、防止蛋白酶和細(xì)菌的污染。2. 5保持蛋白質(zhì)的活性 規(guī)?；兓鞍踪|(zhì)時，要保持蛋白質(zhì)的活性，減少蛋白質(zhì)的變性失活。 選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳒囟龋ūM量在低溫下進(jìn)行）、pH值和泵，盡量縮短操作時間。3純化蛋白質(zhì)的方法3. 1根據(jù)溶解度不同來純化蛋白具體方法有鹽析、等電點沉淀法、低溫有機(jī)溶劑沉淀法。蛋白質(zhì)表面的親水性氨基酸使其能溶于水，溶解度受溶液的pH值

7、、離子強(qiáng)度、溶劑的電解質(zhì)性質(zhì)及溫度等多種因素的影響。在同一特定條件下，不同蛋白質(zhì)有不同的溶解度，可據(jù)此來分離蛋 白質(zhì)。中性鹽對蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響， 高濃度的鹽離子有很強(qiáng)的水化力， 可奪取蛋白質(zhì)分子 的水化層，使之“失水”，于是蛋白質(zhì)膠粒凝結(jié)并沉淀析出？。止匕外，蛋白質(zhì)在靜電狀態(tài)時溶解度 最小，各種蛋白質(zhì)的等電點有差別，可以將溶液的pH值調(diào)節(jié)到某一蛋白質(zhì)的等電點來使之沉淀。3. 2根據(jù)在不同pH值環(huán)境中帶電性質(zhì)和電荷數(shù)量不同，以及在電場中的遷移率不同來純化蛋白 具體方法有電泳法和離子交換層析法。相對于其他蛋白質(zhì)分離與純化手段， 電泳具有操作溫和、特異性高、分辨力高等優(yōu)點。 現(xiàn)已被 廣泛使用

8、的有聚丙烯酰胺凝膠電泳、SDS 一丙烯酰胺凝膠電泳、等電聚焦電泳、雙向電泳等。其中 等電聚焦電泳是將一種兩性電解質(zhì)作為載體，電泳時兩性電解質(zhì)形成一個由正極到負(fù)極逐漸增加 pH值的梯度，帶一定電荷的蛋白質(zhì)可在其中泳動，到達(dá)各自等電點的pH值位置時就停止運動，且沒有擴(kuò)散現(xiàn)象，可用于分析和制備各種蛋白質(zhì)。另外，丙烯酰胺凝膠電泳通常用來查看蛋白混合物 樣品的復(fù)雜程度和監(jiān)測純化效果，但隨著凝膠厚度的增加，電泳時的熱效應(yīng)會嚴(yán)重干擾蛋白的泳動， 很難在不喪失精度情況下放大制備規(guī)模。3. 3根據(jù)配體特異性的分離方法一一親和色譜法親和色譜法是利用蛋白質(zhì)分子的生物學(xué)活性，即以蛋白質(zhì)和配體之間的特異性親和力作為分離

9、 的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)與其配體之間能夠可逆地結(jié)合和解離，因而可由此進(jìn)行蛋白質(zhì)的分離和純化。此方 法具有較高的選擇性，其純化程度有時可達(dá) 1000倍以上，是分離蛋白質(zhì)的一種極為有效的方法， 通常只需經(jīng)過一步處理即可使目的蛋白質(zhì)從很復(fù)雜的混合物中分離出來，同時具有濃縮的效果。3前景蛋白質(zhì)在組織或細(xì)胞中一般都是以復(fù)雜的混合物形式存在，每種類型的細(xì)胞都含有成千種不同的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的分離和提純工作是一項艱巨而繁重的任務(wù)，到目前為止，還沒有一個單獨的或一套現(xiàn)成的方法能把任何一種蛋白質(zhì)從復(fù)雜的混合物中提取出來，但對任何一種蛋白質(zhì)都有可能選擇一套適當(dāng)?shù)姆蛛x提純程序來獲取高純度的制品。 蛋白質(zhì)提純的總目標(biāo)是設(shè)法增加

10、制品純度或比活 性，對純化的要求是以合理的效率、 速度、收率和純度，將需要蛋白質(zhì)從細(xì)胞的全部其他成分特別 是不想要的雜蛋白中分離出來，同時仍保留有這種多肽的生物學(xué)活性和化學(xué)完整性。希望今后科學(xué)工作者們能夠找出更多更好的方法來提純蛋白質(zhì)，使得對蛋白質(zhì)的研究有更深更進(jìn)一步的研究。為人類對生命的探索奠定好基礎(chǔ)，解決人類生命的重大問題。參考文獻(xiàn)：1許亞平，林俊兵.蛋白質(zhì)提純研究進(jìn)展J .天津化工，2006, 20(4) : 9-11.2陸健.蛋白質(zhì)純化技術(shù)及應(yīng)用M .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.3孫臣忠，王永文，張蕾.三種聚丙烯酰胺凝膠提純電泳在蛋白質(zhì)提純中的應(yīng)用J .檢驗醫(yī)學(xué),2005, 20(5) : 439441.C.R.洛著.親和色譜導(dǎo)論.劉毓秀譯.北京：科學(xué)出版社，19835蔡武成，袁厚積主編.生物物質(zhì)常用化學(xué)分析法.北京：科學(xué)出版社，1982.93996陳盛編著.