蛋白質(zhì)通過鹽析的辦法沉淀的原理是降低蛋白質(zhì)的溶解度,,使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出。蛋白質(zhì)的沉淀(protein precipitation),,沉淀是溶液中的溶質(zhì)由液相變成固相析出的過程,。蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象,稱為蛋白質(zhì)的沉淀,。蛋白質(zhì)沉淀常用的方法有鹽析,、等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀,、生物堿試劑與某些酸沉淀等,。
在生化制備中,沉淀主要用于濃縮目的,,或用于除去留在液相或沉淀在固相中的非必要成分,。在生化制備中常用的鹽析法多用于各種蛋白質(zhì)和酶的分離純化。
一般來說,,所有固體溶質(zhì)都可以在溶液中加入中性鹽而沉淀析出,,這一過程叫鹽析。在生化制備中,許多物質(zhì)都可以用鹽析法進(jìn)行沉淀分離,,如蛋白質(zhì),、多肽、多糖,、核酸等,,其中以蛋白質(zhì)沉淀最為常見,特別是在粗提階段,。
鹽析法分為兩類,,第一類叫Ks分段鹽析法,在一定PH和溫度下通過改變離子強(qiáng)度實(shí)現(xiàn),,用于早期的粗提液,;第二種叫b分段鹽析法,在一定離子強(qiáng)度下通過改變PH和溫度來實(shí)現(xiàn),,用于后期進(jìn)一步分離純化和結(jié)晶,。
一.影響鹽析的若干因素
1.蛋白質(zhì)濃度
高濃度蛋白溶液可以節(jié)約鹽的用量,但許多蛋白質(zhì)的b 和Ks常數(shù)十分接近,,若蛋白濃度過高,,會發(fā)生嚴(yán)重的共沉淀作用;在低濃度蛋白質(zhì)溶液中鹽析,,所用的鹽量較多,,而共沉淀作用比較少,因此需要在兩者之間進(jìn)行適當(dāng)選擇,。用于分步分離提純時,,寧可選擇稀一些的蛋白質(zhì)溶液,,多加一點(diǎn)中性鹽,使共沉淀作用減至zui 低限度,。一般認(rèn)為2.5%-3.0%的蛋白質(zhì)濃度比較適中,。
2.離子強(qiáng)度和類型
一般說來,離子強(qiáng)度越大,,蛋白質(zhì)的溶解度越低,。在進(jìn)行分離的時候,一般從低離子強(qiáng)度到高離子強(qiáng)度順次進(jìn)行,。每一組分被鹽析出來后,,經(jīng)過過濾或冷凍離心收集,再在溶液中逐漸提高中性鹽的飽和度,,使另一種蛋白質(zhì)組分鹽析出來。
離子種類對蛋白質(zhì)溶解度也有一定影響,,離子半徑小而很高電荷的離子在鹽析方面影響較強(qiáng),,離子半徑大而低電荷的離子的影響較弱,下面為幾種鹽的鹽析能力的排列次序:磷酸鉀>硫酸鈉>磷酸銨>檸檬酸鈉>硫酸鎂,。
3.PH值
一般來說,,蛋白質(zhì)所帶凈電荷越多溶解度越大,凈電荷越少溶解度越小,,在等電點(diǎn)時蛋白質(zhì)溶解度最小,。為提高鹽析效率,多將溶液PH值調(diào)到目的蛋白的等電點(diǎn)處,。 但必須注意在水中或稀鹽液中的蛋白質(zhì)等電點(diǎn)與高鹽濃度下所測的結(jié)果是不同的,,需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整溶液PH值,以達(dá)到好的鹽析效果,。
4.溫度
在低離子強(qiáng)度或純水中,,蛋白質(zhì)溶解度在一定范圍內(nèi)隨溫度增加而增加。但在高濃度下,,蛋白質(zhì),、酶和多肽類物質(zhì)的溶解度隨溫度上升而下降。在一般情況下,,蛋白質(zhì)對鹽析溫度無特殊要求,,可在室溫下進(jìn)行,只有某些對溫度比較敏感的酶要求在0-4℃進(jìn)行,。
二.硫酸銨的使用
硫酸銨中常含有少量的重金屬離子,,對蛋白質(zhì)巰基有敏感作用,使用前必須用H2S處理:將硫酸銨配成濃溶液,,通入H2S飽和,,放置過夜,,用濾紙除去重金屬離子,濃縮結(jié)晶,,100℃烘干后使用,。另外,高濃度的硫酸銨溶液一般呈酸性(PH=5.0左右),,使用前也需要用硫酸調(diào)節(jié)至所需PH,。
硫酸銨的加入有以下幾種方法:
1)、加入固體鹽法 用于要求飽和度較高而不增大溶液體積的情況,;
2),、加入飽和溶液法用于要求飽和度不高而原來溶液體積不大的情況;
3),、透析平衡法先將鹽析的樣品裝于透析袋中,,然后浸入飽和硫酸銨中進(jìn)行透析,透析袋內(nèi)硫酸銨飽和度逐漸提高,,達(dá)到設(shè)定濃度后,,目的蛋白析出,停止透析,。該法優(yōu)點(diǎn)在于硫酸銨濃度變化有連續(xù)性,,鹽析效果好,但手續(xù)煩瑣,,需不斷測量飽和度,,故多用于結(jié)晶,其它情況少見,。
使用固體硫酸銨時:
1),、必須注意飽和度表中規(guī)定的溫度,一般有0℃或室溫兩種,,加入固體鹽后體積的變化已考慮在表中,;
2)、分段鹽析中,,應(yīng)考慮每次分段后蛋白質(zhì)濃度的變化,。一種蛋白質(zhì)如經(jīng)二次透析,一般來說,,第一次鹽析分離范圍(飽和度范圍)比較寬,,第二次分離范圍較窄。
3),、鹽析后一般放置半小時至一小時,,待沉淀全后才過濾或離心。過濾多用于高濃度硫酸銨溶液,,因?yàn)榇朔N情況下,,硫酸銨密度較大,,若用離心法需要較高離心速度和長時間的離心操作,耗時耗能,。離心多用于低濃度硫酸銨溶液,。
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