乙醇沉淀蛋白质原理和操作
盐析法——多用于各种蛋白质和酶的分离纯化
在蛋白质溶液中加入大量的中性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其析出,这种方法称为盐析.常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等.各种蛋白质盐析时所需的盐浓度及pH不同,故可用于对混和蛋白质组分的分离.例如用半饱和的硫酸铵来沉淀出血清中的球蛋白,饱和硫酸铵可以使血清中的白蛋白、球蛋白都沉淀出来,盐析沉淀的蛋白质,经透析除盐,仍保证蛋白质的活性.调节蛋白质溶液的pH至等电点后,再用盐析法则蛋白质沉淀的效果更好.盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫b分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶.影响盐析的因素包括:蛋白质浓度、离子强度和类型、PH值、温度等.针对温度这一条,需要强调:在低离子强度或纯水中,蛋白质溶解度在一定范围内随温度增加而增加.但在高浓度下,蛋白质、酶和多肽类物质的溶解度随温度上升而下降.在一般情况下,蛋白质对盐析温度无特殊要求,可在室温下进行,只有某些对温度比较敏感的酶要求在0-4℃进行.
使用硫酸铵沉淀蛋白需要注意:硫酸铵中常含有少量的重金属离子,对蛋白质巯基有敏感作用,使用前必须用H2S处理:将硫酸铵配成浓溶液,通入H2S饱和,放置过夜,用滤纸除去重金属离子,浓缩结晶,100℃烘干后使用.另外,高浓度的硫酸铵溶液一般呈酸性(PH=5.0左右),使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH.
2.有机溶剂沉淀法——多用于生物小分子、多糖及核酸产品的分离纯化;
有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集,最后析出.该法优点在于:1)分辨能力比盐析法高,即蛋白质或其它溶剂只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀;2)沉淀不用脱盐,过滤较为容易;3)在生化制备中应用比盐析法广泛.但是,在常温下,有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性.例如酒精消毒灭菌就是如此.因此,操作要求在低温下进行.有机溶剂的选择首先是能和水混溶,使用较多的有机溶剂是乙醇、甲醇、丙酮,还有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈和2-甲基-2,4戊二醇等.
3.等电点沉淀法——此法单独应用较少,多与其它方法结合使用;
两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低,不同的两性电解质具有不同的等电点,以此为基础可进行分离.如工业上生产胰岛素时
蛋白质的空间结构发生变化,从而引起蛋白质理化性质和生物功能改变。
乙醇在医学方面可做为一种消毒剂,乙醇作用于细菌细胞首先起到脱水作用,乙醇分子进入到蛋白质分子的肽链环节,使蛋白质发生变性沉淀;这种作用在70%的含量下显得更强。乙醇可导致蛋白质分子间易形成氢键。
变性原因:
变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响,改变其分子内部结构和性质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏,都是变性的结果。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等;能使蛋白质变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。
以上内容参考:百度百科-蛋白质变性
(1)可逆沉淀:在温和条件下,通过改变溶液的pH或盐浓度等,使蛋白质从胶体溶液中沉淀出来。在沉淀过程中,蛋白质的结构和性质都没有发生显著变化,在适当的条件下,蛋白质可以重新溶解形成溶液,所以这种沉淀又称为非变性沉淀。可逆沉淀是分离纯化蛋白质的基本方法,如等电点沉淀法、盐析法(saltingout)等,在低温下使用有机溶剂(如乙醇或丙酮)短时间作用于蛋白质也可以使蛋白质发生可逆沉淀。
中性盐(硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)的浓溶液使蛋白质沉淀析出的作用称为盐析,其原理是高浓度的盐能破坏水化层并中和电荷,从而使蛋白质聚集。使不同蛋白质析出的盐浓度不同,如球蛋白可在半饱和硫酸铵溶液中析出,而清蛋白则在饱和硫酸铵溶液中才能析出。由盐析获得的蛋白质沉淀能够再溶解于低盐溶液,称为盐溶故蛋白质的盐析作用是可逆过程。
(2)不可逆沉淀:在强烈沉淀条件下,蛋白质胶体溶液的稳定性被破坏,使蛋白质沉淀出来。由于这种强烈的沉淀条件同时破坏了蛋白质的结构,产生的蛋白质沉淀不能再重新溶解于水,所以又称为变性沉淀。如加热沉淀、重金属盐沉淀、有机酸沉淀和生物碱沉定等都属于不可:沉淀。
蛋白质的变性指蛋白质在理(高温、高压)、化化学(酸碱、变性剂)作用下,高级结构遭破坏,其心理化性质和生物功能同时发生改变的过程与现象。变性的蛋白质容易相互聚集形成沉流保是有些情况下,当维持溶液稳定的条件仍然存在时(如电荷),蛋白质并不沉淀。因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀,而沉淀的蛋白质也未必都已变性。
原理:蛋白质通过盐析的办法沉淀的原理是降低蛋白质的溶解度,使蛋白质凝聚而从溶液中析出。
蛋白质分子聚集而从溶液中析出的现象,称为蛋白质的沉淀。由于水化层和双电层的存在,蛋白质溶液是一种稳定的胶体溶液。如果向蛋白质溶液中加入某种电解质,以破坏其颗粒表面的双电层或调节溶液的pH,使其达到等电点,蛋白质颗粒因失去电荷变得不稳定而将沉淀析出。
蛋白沉淀法是毒物分析过程中对生物样品进行前处理的一种常用方式。对于富 含蛋白质的检材,在进行分离、提取时要将 大量干扰测定的蛋白质沉淀除去,使待测毒 物仍留存于溶液中。
操作时一般要先将检材组织磨碎,然后再加入蛋白沉淀剂进行蛋白质沉淀,组织中的蛋白质与沉淀剂形成疏松的絮状沉淀物,而毒物则留在溶液中。
扩展资料:
有机溶剂易使蛋白质或酶变性,常采用降低温度的方法进行有效控制, 而且有机溶剂使用量大,溶剂的使用及回收;储存都比较困难或 麻烦。 盐析法:盐析法简单方便,可用于蛋白质抗原的粗提、丙种 球蛋白的提取、蛋白质的浓缩等。
盐析法提纯的抗原浓度不高,只用于抗原的初步纯化。 金属离子沉淀法纯度高,太耗电,沉淀效果很好,容易使生物分 子变性,复合物难分解。
选泽性变性沉淀法:溶解度下降、粘度 增加、紫外线吸收增加、侧链反应增强、对酶的作用敏感,易被 水解 (这就是为何蛋白类食品在被加热至变性后人体对其中氨基 酸的吸收。能力增强) 等电点沉淀法无机酸会引起较大的蛋白质不可逆变性的危险等电点装置复杂,也比较纯。
蛋白质变性指在某些物理和化学因素如热、有机溶剂、重金属离子、生物碱试剂等作用下,蛋白质特定的空间构象被破坏,也即有序的空间结构变成无序的空间结构,从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。
参考资料:百度百科——蛋白沉淀法
一定浓度的酒精才可以使蛋白质变性(比如医院用的75%的乙醇消毒液),并不是所有浓度的酒精都可以使蛋白质变性,有些浓度的酒精只会使蛋白质沉淀析出而已。
因为乙醇(酒精)具有很强的渗透力,能够钻入细菌内部,使菌体蛋白质凝固(化学上叫做变性),造成细菌因失去活性而死亡。
酒精分子有两个末端,一端是憎水的(-C2H5),可以破坏蛋白质内部憎水基团之间的吸引力;一端是亲水的(-0H),但它难以破坏蛋白质外部的亲水基团之间的吸引力。
另一方面,水分子虽然可以松弛蛋白质亲水基团之间的吸引力,但它即使钻进细菌内部,也无法破坏其蛋白质中憎水基团之间的吸引力。
所以,纯酒精或水都不足以使细菌内的蛋白质变性,只有酒精和水共同存在,同时使保持蛋白质几何形状的各种吸引力松弛,蛋白质才会失去生理活性。因此,只有一定浓度的酒精溶液,才能达到良好的消毒杀菌目的。
扩展资料:
变性乙醇,俗称工业酒精,指在乙醇中加入添加剂使之不能饮用,只能作工业用途。由于不能饮用,变性乙醇可避开某些国家对酒类饮品征收的税项,较为便宜。乙醇通过添加其它化学试剂,能够使其味苦或上色,从而达到改性乙醇的目的。
在五金店购买的的变性乙醇通常会添加蓝色或者紫色的苯胺染料及会挥发臭味的煤油以作区别,用作警告其不能饮用。
除此之外,乙醇也广泛应用于日常化妆护肤品中,部分化妆品中添加乙醇主要出于配方考虑,化妆品中的部分成分既不溶于油也不溶于水,只溶于醇类化合物中,所以乙醇是作为配方的主要溶剂,少量的乙醇并不会造成肌肤负担,因此不必太过担心。
参考资料来源:科普中国-变性乙醇是酒精吗?
参考资料来源:百度百科-乙醇