Chapter7 Protein的分离、纯化和表征 、 Protein的酸碱性质 ) Protein的两性解离大 1、主链上两个末端aNH2和 a - CooH的解离 2、侧链上基团的解离 (二) Protein的等电点(PI)电 l、定义:使蛋白质分子所带正电荷与负电荷相等,即净电 荷为零时的溶液的pH值称为PI( isoelectric point) 电泳分离 2、当pH值>PI时,蛋白质带负电荷 正极移动 当pH值<PI时,蛋白质带正电荷 负极移动 当pH值=PI时,蛋白质带净电荷为零 不移动 3、等电点沉淀法用于分离纯化蛋白质
Chapter7 Protein的分离、纯化和表征 一、Protein的酸碱性质 （一）Protein的两性解离★ 1、主链上两个末端α—NH2和α—COOH的解离 2、侧链上基团的解离 （二）Protein的等电点（PI） 1、定义：使蛋白质分子所带正电荷与负电荷相等，即净电 荷为零时的溶液的pH值称为PI(isoelectric point). 2、当pH值> PI 时，蛋白质带负电荷 当pH值<PI 时，蛋白质带正电荷 当pH值=PI 时，蛋白质带净电荷为零 3、等电点沉淀法用于分离纯化蛋白质 电泳分离 正极移动 负极移动 不移动 电泳
二、 Protein的高分子性质 1、稳定性因素(29页):(1)胶体性质(丁达尔现象、布郎运动); (2)形成水化膜;(3)双电离层 2、通透性:不易透过半透膜,可用透析的方法将蛋白质分子与其它 小分子物质分离,纯化蛋白质。 3、沉降系数(S):蛋白质在一定的溶剂中,经超速离心沉降,单 位力场中的沉降速度即该蛋白质的沉降系数,它表示沉 降分子的大小特性。 、 Protein的变性与复性 1、定义:蛋白质在一定的理化因素的影响下,三维构象破坏,理化 性质发生改变和生物学活性丧失,叫变性作用( denaturation)。其本质是 高级结构破坏、一级结构不变。 蛋白质的复性:消除理化因素的影响,生物活性恢复或部分恢复 加热凝固变性不可逆。 2、意义:生产和保存蛋白制品;消毒;提纯等应用
二、Protein的高分子性质 1、稳定性因素（299页）：（1）胶体性质（丁达尔现象、布郎运动）； （2）形成水化膜；（3）双电离层 2、通透性：不易透过半透膜，可用透析的方法将蛋白质分子与其它 小分子物质分离，纯化蛋白质。 3、沉降系数（S）：蛋白质在一定的溶剂中，经超速离心沉降，单 位力场中的沉降速度即该蛋白质的沉降系数，它表示沉 降分子的大小特性。 三、Protein的变性与复性 1、定义：蛋白质在一定的理化因素的影响下，三维构象破坏，理化 性质发生改变和生物学活性丧失，叫变性作用（denaturation)。其本质是 高级结构破坏、一级结构不变。 蛋白质的复性：消除理化因素的影响，生物活性恢复或部分恢复。 加热凝固变性不可逆。 2、意义：生产和保存蛋白制品；消毒；提纯等应用
四、 Protein的沉淀( precipitation) 沉淀蛋白质的方法有 (一)盐溶盐析:中式盐,如硫酸铵,(降低蛋白质与水的亲和力); (二)有机溶剂沉淀法:甲醇、乙醇、丙酮等(破坏蛋白质胶粒上的水化层); (三)重金属盐沉淀法:产生重金属蛋白盐沉淀; (四)生物碱试剂和某些酸类沉淀法:鞣酸、苦味酸、硝酸等 (五)加热变性沉淀法 五、 Protein的颜色反应 (一)茚三酮反应:在pH5~7的溶液中,与茚三酮共热可产生蓝紫色物 质,用于蛋白质的定性和定量。 (二)双缩脲反应:与双缩脲试剂(即碱性铜溶液)反应生成紫红色络 合物,只与两个以上肽键化合物的特征反应。可用于蛋白质定性、定量或 蛋白质水解程度的测定。 (三)酚试剂反应:与酚试剂(磷钼酸磷钨酸化合物)作用生成蓝 色物质,再用比色法定性和定量,其灵敏度比双缩脲反应高100倍
四、Protein的沉淀（precipitation) 沉淀蛋白质的方法有 （一）盐溶盐析：中式盐，如硫酸铵，（降低蛋白质与水的亲和力）； （二）有机溶剂沉淀法：甲醇、乙醇、丙酮等（破坏蛋白质胶粒上的水化层 ）； （三）重金属盐沉淀法：产生重金属蛋白盐沉淀； （四）生物碱试剂和某些酸类沉淀法：鞣酸、苦味酸、硝酸等 （五）加热变性沉淀法 五、Protein的颜色反应 （一）茚三酮反应：在pH5~7的溶液中，与茚三酮共热可产生蓝紫色物 质，用于蛋白质的定性和定量。 （二）双缩脲反应：与双缩脲试剂（即碱性铜溶液）反应生成紫红色络 合物，只与两个以上肽键化合物的特征反应。可用于蛋白质定性、定量或 蛋白质水解程度的测定。 （三）酚试剂反应：与酚试剂（磷钼酸—磷钨酸化合物）作用生成蓝 色物质，再用比色法定性和定量，其灵敏度比双缩脲反应高100倍
六、 Protein吸收光谱的特点 Phe、Tyr、Trp具有吸收紫外光的能力,最大的吸收峰为280mm处 此外,蛋白质分子中的肽键可引起200~220nm的最大光吸收,可用于蛋 白质的定性和定量。 七、 Protein分子的免疫学特性 免疫球蛋白的结构和功能◆
六、Protein吸收光谱的特点 Phe、Tyr、Trp 具有吸收紫外光的能力，最大的吸收峰为280nm处， 此外，蛋白质分子中的肽键可引起200~220nm的最大光吸收，可用于蛋 白质的定性和定量。 七、Protein分子的免疫学特性 免疫球蛋白的结构和功能◆
八、 Protein的分离纯化及鉴定 (一) Protein的提取(300) 1、选材: 2、破碎:常用的方法有硏磨法、超声波法、冻融法和酶解法等机械破碎法。 3、提取: (二) Protein的分离纯化 1、盐析法:中性盐分级沉淀法,常用的盐为硫酸铵。不同的蛋白质由 于所带的电荷和水化程度不同,盐析时所需的盐的浓度也不相同,因而可以 将不同的蛋白质加以分离 2、等电点沉淀法:净电荷为零,分子之间的静电排斥力最小,因而容易聚集 形成沉淀。该法适用于在等电点p稳定的蛋白质。 3、有机溶剂沉淀法:甲醇、乙醇、丙酮等(保持低温),破坏蛋白质 的水化层,使蛋白质的溶解度降低而沉淀
八、 Protein的分离纯化及鉴定 （一）Protein的提取（300页） 1、选材： 2、破碎：常用的方法有研磨法、超声波法、冻融法和酶解法等机械破碎法。 3、提取： （二）Protein的分离纯化 1、盐析法：中性盐分级沉淀法，常用的盐为硫酸铵。不同的蛋白质由 于所带的电荷和水化程度不同，盐析时所需的盐的浓度也不相同，因而可以 将不同的蛋白质加以分离。 2、等电点沉淀法：净电荷为零，分子之间的静电排斥力最小，因而容易聚集 形成沉淀。该法适用于在等电点pH稳定的蛋白质。 3、有机溶剂沉淀法：甲醇、乙醇、丙酮等（保持低温），破坏蛋白质 的水化层，使蛋白质的溶解度降低而沉淀
4、凝胶过滤(303页)(凝胶层析)( gel filtration chromatography):又 叫分子筛层析,常用的凝胶有交联葡聚糖( sephadex)、聚丙烯酰胺凝胶 (Bio-gelP)和琼脂糖凝胶(Bio-gelA等。常用于大分子物质的分离纯化, 以及蛋白质样品的脱盐和蛋白质分子量的测定等。 5、离子交换层析: 6、密度梯度(区带)离心:常用蔗糖密度梯度。 此外,有透析法、超过滤法、萃取法、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和 等电聚焦电泳、超速离心、亲和层析等。 The End
4、凝胶过滤（303页）（凝胶层析）(gel filtration chromatography):又 叫分子筛层析，常用的凝胶有交联葡聚糖(sephadex)、聚丙烯酰胺凝胶 (Bio-gel P)和琼脂糖凝胶(Bio-gel A)等。常用于大分子物质的分离纯化， 以及蛋白质样品的脱盐和蛋白质分子量的测定等。 5、离子交换层析： 6、密度梯度（区带）离心：常用蔗糖密度梯度。 此外，有透析法、超过滤法、萃取法、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和 等电聚焦电泳、超速离心、亲和层析等。 The End
NH3 蛋白质与氨基酸、多肽 Ala CH-CHs 样,能够发生两性解离 o=C (两性电解质),也有等 NH 电点(PI)。 Glu CH--CHo-CHo-CO0 0=C NH3 H2 NH COOH H C Gly CH 正离子 两性离子 负离子 等电点 0=C P代表蛋白质 NH Lys CH-CH2-CH2-CH2--CH2-NHs COO
蛋白质与氨基酸、多肽一 样，能够发生两性解离 （两性电解质），也有等 电点（PI）
图△ Antigenic determinants Ant (epitopes Antibody A Precipitating Anti body A aggregate ntgen Antibody B Antig Antigen-combining site )Precipitation
阳离子交换剂本身带负 电荷,阴离子交换剂本 身带正电荷。(221页) Key:· Large net posi o Net positive chl O Net negative cl oUn ● Large net negat Polymer beads with negatively charged functional groups Protein mixture is added to column containing cation exchangers Proteins move through the volume cf eluent column at rates determined by their net charge at the pH being used, With cation exchangers, proteins with a more negative net charge 23456 move faster and elute earlier A)
阳离子交换剂本身带负 电荷，阴离子交换剂本 身带正电荷。（221页）
COI OC Co coo occ o Porous polymer beads ●此法又称为分子筛层析。凝胶过滤 所用的介质是由交联葡萄糖、琼脂糖 或聚丙烯酰胺形成的凝胶珠。凝胶珠 的内部是多孔的网状结构。 Sephadex-葡聚糖凝胶G10G200 Protein mixture is added to column containing Sepharose-琼脂糖凝胶2B,4B,6B cross-linked polymer. ● Sephacry l-丙烯酰胺葡聚糖凝胶 Protein molecules separate by size: larger molecules S100,S200,S300,S400 pass more freely, appearing in the earlier fractions (b)
⚫此法又称为分子筛层析。凝胶过滤 所用的介质是由交联葡萄糖、琼脂糖 或聚丙烯酰胺形成的凝胶珠。凝胶珠 的内部是多孔的网状结构。 ⚫Sephadex-葡聚糖凝胶G10-G200 ⚫Sepharose-琼脂糖凝胶2B,4B,6B ⚫Sephacryl-丙烯酰胺葡聚糖凝胶 S100,S200,S300,S400