蛋白質(zhì)溶液中加入丙酮來沉淀蛋白會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性嗎
蛋白質(zhì)溶液中加入丙酮來沉淀蛋白,這不會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性
蛋白質(zhì)沉淀的定義:
蛋白質(zhì)分子凝聚從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)沉淀(precipitation),變性蛋白質(zhì)一般易于沉淀,但也可不變性而使蛋白質(zhì)沉淀,在一定條件下,變性的蛋白質(zhì)也可不發(fā)生沉淀。
蛋白質(zhì)沉淀的方法:
鹽析法 ——多用于各種蛋白質(zhì)和酶的分離純化;
在蛋白質(zhì)溶液中加入大量的中性鹽以破壞蛋白質(zhì)的膠體穩(wěn)定性而使其析出,這種方法稱為鹽析。常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等。各種蛋白質(zhì)鹽析時所需的鹽濃度及pH不同,故可用于對混和蛋白質(zhì)組分的分離。例如用半飽和的硫酸銨來沉淀出血清中的球蛋白,飽和硫酸銨可以使血清中的白蛋白、球蛋白都沉淀出來,鹽析沉淀的蛋白質(zhì),經(jīng)透析除鹽,仍保證蛋白質(zhì)的活性。調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液的pH至等電點后,再用鹽析法則蛋白質(zhì)沉淀的效果更好。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度實現(xiàn),用于早期的粗提液;第二種叫b分段鹽析法,在一定離子強度下通過改變PH和溫度來實現(xiàn),用于后期進一步分離純化和結(jié)晶。影響鹽析的因素包括:蛋白質(zhì)濃度、離子強度和類型、PH值、溫度等。針對溫度這一條,需要強調(diào):在低離子強度或純水中,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,可在室溫下進行,只有某些對溫度比較敏感的酶要求在0-4℃進行。
使用硫酸銨沉淀蛋白需要注意: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),使用前也需要用氨水或硫酸調(diào)節(jié)至所需PH。
有機溶劑沉淀法 ——多用于生物小分子、多糖及核酸產(chǎn)品的分離純化;
有機溶劑的沉淀機理是降低水的介電常數(shù),導(dǎo)致具有表面水層的生物大分子脫水,相互聚集,最后析出。該法優(yōu)點在于:1)分辨能力比鹽析法高,即蛋白質(zhì)或其它溶劑只在一個比較窄的有機溶劑濃度下沉淀;2)沉淀不用脫鹽,過濾較為容易;3)在生化制備中應(yīng)用比鹽析法廣泛。但是,在常溫下,有機溶劑沉淀蛋白質(zhì)往往引起變性。例如酒精消毒滅菌就是如此。因此,操作要求在低溫下進行。有機溶劑的選擇首先是能和水混溶,使用較多的有機溶劑是乙醇、甲醇、丙酮,還有二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙腈和2-甲基-2,4戊二醇等。
等電點沉淀法 ——此法單獨應(yīng)用較少,多與其它方法結(jié)合使用;
兩性電解質(zhì)分子上的凈電荷為零時溶解度最低,不同的兩性電解質(zhì)具有不同的等電點,以此為基礎(chǔ)可進行分離。如工業(yè)上生產(chǎn)胰島素時,在粗提液中先調(diào)PH8.0去除堿性蛋白質(zhì),再調(diào)PH3.0去除酸性蛋白質(zhì)。利用等電點除雜蛋白時必須了解制備物對酸堿的穩(wěn)定性,不然盲目使用十分危險。不少蛋白質(zhì)與金屬離子結(jié)合后,等電點會發(fā)生偏移,故溶液中含有金屬離子時,必須注意調(diào)整PH值。等電點法常與鹽析法、有機溶劑沉淀法或其他沉淀方法聯(lián)合使用,以提高其沉淀能力。
重金屬鹽沉淀法 ——常用于搶救誤服重金屬鹽中毒的病人;
許多有機物質(zhì)包括蛋白在內(nèi),在堿性溶液中帶負電荷,能與金屬離子形成沉淀。根據(jù)有機物與它們之間的作用機制,可分為羧酸、胺及雜環(huán)等含氮化合物類,如銅鋅鎘;親羧酸疏含氮化合物類,如鈣鎂鉛;親硫氫基化合物類,如汞銀鉛。蛋白質(zhì)-金屬離子復(fù)合物的重要性質(zhì)是它們的溶解度對溶液的介電常數(shù)非常敏感,調(diào)整水溶液的介電常數(shù)(如加入有機溶劑),即可沉淀多種蛋白。沉淀的條件以pH稍大于等電點為宜。重金屬沉淀的蛋白質(zhì)常是變性的,但若在低溫條件下,并控制重金屬離子濃度,也可用于分離制備不變性的蛋白質(zhì)。臨床上利用蛋白質(zhì)能與重金屬鹽結(jié)合的這種性質(zhì),搶救誤服重金屬鹽中毒的病人,給病人口服大量蛋白質(zhì),然后用催吐劑將結(jié)合的重金屬鹽嘔吐出來解毒。