生物大分子的貯藏保存可分為干態(tài)和液態(tài)貯藏兩種,。蛋白質(zhì)失活受多種理化因素的影響,主要有空氣,、溫度,、水分、光線,、酸堿度,、樣品狀態(tài)、微生物活動,、保存時間和容器等,。這些因素可單獨起作用,但更多情況是協(xié)同作用,??偟膩碚f,蛋白質(zhì)的保存主要考慮其構(gòu)型穩(wěn)定,、活性中心的保護,、避免輔助因子喪失等,以防止其變性,、解聚或降解,。由于溫度和水分對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性影響很大,故蛋白質(zhì)最好是低溫,、冷凍或冷凍干燥后低溫干燥保存,。
1. 液態(tài)保存
(1).在低溫下保存 蛋白質(zhì)對熱敏感,溫度越高,,穩(wěn)定性越差,。因此,低溫保存蛋白質(zhì)溶液在絕大多數(shù)情況下是有利的,。一般蛋白質(zhì)越純,,其穩(wěn)定性越差。特別是純酶溶液,,對熱很不穩(wěn)定(少數(shù)酶例外,,如核糖酸酶能短期煮沸,,胰蛋白酶能在稀HCl中耐90℃,及某些高溫細(xì)菌產(chǎn)生的耐熱性酶等),,多數(shù)在35℃一40℃以上就會失活,,難以長期保存,在普通冰箱中通常也只能保存一周左右,。因此,,液態(tài)蛋白質(zhì)樣品常常在—5℃~—10℃以至—20℃以下冰凍保存比較理想,有時經(jīng)數(shù)月或數(shù)年仍保留大部分活性,。
但是,,各種蛋白質(zhì)的耐熱性不同,并非溫度越低.穩(wěn)定性越好,。羧肽酶,、脂蛋白和某些抗體經(jīng)冰凍再融解,即*變性破壞,。但某些酶經(jīng)凍融后,,活性反而增加,這可能是由于酶顆粒結(jié)構(gòu)松散,,表面積增大,,暴露出更多活性基團的緣故。反復(fù)冰凍和融化一船會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性.應(yīng)盡量避免,。為了防止凍融損傷,,冰凍保存要求樣品濃度大、體積小,、表面積大,、含鹽低、凍結(jié)迅速,、—70℃以下保存,、用時迅速融化等。
(2).在穩(wěn)定PH下保存 多數(shù)蛋白質(zhì)只有在很狹窄的pH范圍內(nèi)才穩(wěn)定.超出此范圍即迅速變性,。如鯨肌紅蛋白在等電點PH6.8附近時穩(wěn)定,,卵類粘蛋白在中、酸性條件下對熱 穩(wěn)定,。蛋白質(zhì)穩(wěn)定存在的PH一般是等電點,。因此,酸性,、中性和堿性蛋白酶酌穩(wěn)定pH分別為PH2~PH6,、PH6~PH9和PH5~PH10.5。但也有例外,如血漿蛋白質(zhì)的等電點PH4.6,,而其穩(wěn)定pH為6.8,,穩(wěn)定PH與其等電點并不相同。酶的穩(wěn)定PH也并非是酶反應(yīng)的最適PH,,二者有時可相差l至數(shù)個pH單位,。所以保存液態(tài)蛋白質(zhì)樣品時,應(yīng)小心調(diào)到其穩(wěn)定PH范圍內(nèi),。
(3).在高濃度下保存 液態(tài)蛋白質(zhì)易受水化作用影響,,保存時濃度不能太稀(如1毫克/毫升以下),否則將可能引起亞基解離,、表面變性或器壁吸咐。一般蛋白質(zhì)在濃溶液中比較穩(wěn)定,,中間樣品的保存可采用濕法沉淀,。需要保存酶溶液時,其蛋白質(zhì)濃度也應(yīng)大于1%,。保存時間較長時,,還需加入防腐劑、蛋白酶抑制劑(protease inhibitor)或其它穩(wěn)定劑,。如免疫球蛋白可加 0.04%疊氮鈉,,-20℃下凍存。蛋白酶抑制劑(protease inhibitor)的選擇:中性蛋白酶常用EDTA,,堿性蛋白酶用二異丙基氟磷酸(DFP),、苯甲基璜酰氟(PMSF),酸性蛋白酶用十二烷基磺酸鈉(SDS),、N —溴琥珀酰亞胺,。活性中心為絲氨酸的蛋白面加二異丙基氟磷酸,,活性中心為巰基的蛋白酶加對氯汞苯甲酸等,。但某些抑制劑(如DFP、PMSF)不僅抑制蛋白酶,,對其它酶可能也有抑制作用,,使用時應(yīng)慎重。
(4).在保護劑存在下保存 很早就有人觀察到,,在無菌條件下,,室溫保存了四十五年的血液,血紅蛋白僅有少量改變,,許多酶仍保留部分活性,。另一方面,有些純酶濃即使冷卻也很不穩(wěn)定,保存期僅為幾小時或幾天,。上述兩種現(xiàn)象的原因是血液中含有某些使蛋白質(zhì)穩(wěn)定的因家,,而純酶則缺乏這些穩(wěn)定因素。為了較長期保存蛋白質(zhì)溶液(特別是敏感的純酶 或稀蛋白溶液),,常常加入某些穩(wěn)定劑進行保護,。多數(shù)蛋白質(zhì)只有在疏水環(huán)境才能長期保存。加入某些物質(zhì)可以降低溶液的極性,,避免蛋白質(zhì)變性失活,。一些蛋白質(zhì)在高離子強度(1mol/L~4mol/L或飽和鹽液)的極性環(huán)境下保持活性,中性鹽可穩(wěn)定這類蛋白質(zhì),。 一些蛋白質(zhì)表面或內(nèi)部含有半胱氨酸巰基,,易被空氣中的氧緩慢氧化為次磺酸或二硫化物,使蛋白質(zhì)因電荷或(和)形狀發(fā)生改變而失活,。保存時可加人巰基試劑,,使蛋白質(zhì)處于還原狀態(tài),并隔絕空氣(甚至真空或惰氣中)密閉保存,。
2.固態(tài)保存
(1).制成干粉或結(jié)晶 固態(tài)蛋白質(zhì)比液態(tài)穩(wěn)定,。一般蛋白質(zhì)含水量超過10%時,無論在室溫或低溫均容易失活,;含水量若降低至5%時.在室溫或冰箱中均比較穩(wěn)定,,但在37℃活性則明顯下降。低含水量對微生物和化學(xué)活性不利,,一般認(rèn)為,,微生物活性在含水量10%以下、化學(xué)活性在3%以下即被抑制,。長期保存蛋白質(zhì)的最好辦法是把它們制成結(jié)晶或干粉(現(xiàn)多采用冷凍干燥),。
(2).制成水不溶酶 在多數(shù)情況下,酶經(jīng)固定化后,,對酸,、堿、蛋白酶,、溫度等穩(wěn)定性提高,,更易于保存。
(3).制成酶衍生物 這也能提高某些酶的穩(wěn)定性,。 總的來說,,蛋白質(zhì)的保存主要考慮其構(gòu)型穩(wěn)定、活性中心的保護,、避免輔助因子喪失等,,以防止其變性、解聚或降解。由于溫度和水分對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性影響很大,,故蛋白質(zhì)最好是低溫,、冷凍或冷凍干燥后低溫干燥保存。
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