大米蛋白质提取技术研究
摘要：大米蛋白是一种优质植物蛋白，它氨基酸组成合理，有较高的生物利用率及特有的低过敏性。本文从碱性提取，酶法提取，复合提取几个方面详细介绍了大米蛋白质的提取工艺,并阐述了提取大米蛋白工艺的发展趋势。
关键词：大米蛋白质提取溶剂法提取酶法提取发展趋势
1 引言
稻谷是一种重要粮食作物，据统计，全球约有一半左右人口都以大米作为主食。长期以来，稻谷生产及其综合利用一直受到食品科学家高度关注。大米副产品开发与利用，如米糠、碎米等资源都得到较好开发利用，但对其中蛋白质开发利用研究，却还十分有限。与玉米、小麦等蛋白相比，大米蛋白具有营养价值优及人体吸收利用率高等特点，其生物效价达77[1]，远高于其它植物蛋白；大米蛋白还具有低过敏性、无色素干扰等特点，味道柔和而不刺激。此外，大米蛋白富含各类氨基酸，尤其是赖氨酸含量居谷物类食物第一位。
1 大米蛋白的组成和结构
1.1 大米蛋白的组成
大米蛋白主要由清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白和谷蛋白四种蛋白组成，其中谷蛋白和球蛋白为主要成分，各自占80％和12％，醇溶蛋白占3％。球蛋白和清蛋白是大米胚乳中生理活性蛋白，种类很多，相对分子质量为10～200 KDa和16—130 KDa。醇溶蛋白和谷蛋白是大米中的储藏蛋白，醇溶蛋白含量不高，但与胚乳蛋白体的形态密切相关。大米渣中主要是胚乳蛋白，由白蛋白(4％～9％)、盐溶性球蛋白(10％～11％)、醇溶性谷蛋白(3％)和碱溶性谷蛋白(66％～78％)组成。1.2 大米蛋白的结构
大米蛋白主要以两种蛋白体(protein body，PB)形式存在，即PB.I和PB.II两种类型。电子显微镜观察表明，PB.I蛋白体呈片层结构，致密颗粒直径为0.5～2,醇溶蛋白即存在于PB.I中；而PB.II呈椭球形，不分层，质地均匀，颗粒直径约4 ，其外周膜不明显，谷蛋白和球蛋白存在于PB—II中。两种蛋白体常相伴存在[2-3]
2 大米蛋白分离提取研究现状
大米蛋白来源较广泛，以早籼米或碎米为原料生产淀粉糖或米粉糖化后等副产品米渣，蛋白质含量高达40％~70％，是蛋白质良好资源。
2.1 溶剂法提取大米蛋白
目前，提取大米蛋白使用的溶剂有：表面活性剂(SDS，十六烷基三甲基溴化铵)；弱酸；氢键破坏剂(尿素)；碱液(NaOH溶液、KOH溶液)；脂肪酸盐；还原剂(巯基乙醇)。大米蛋白以食用为目的提取时，用碱液最为广泛。另外研究发现，高浓度碱提取大米蛋白时会有不良现象发生(如生成有毒物质，促进美拉德反应使产品变黄，造成淀粉糊化，降低提取效率[4]。
2.1.1碱法提取
大米蛋白质80％以上为碱溶性米谷蛋白，稀碱可以使大米中紧密的淀粉质结构变得疏松，碱对大分子的米谷蛋白有降解作用，从而使大米淀粉颗粒中的蛋白质溶出而被分离。孙庆杰等[5]研究用氢氧化钠(NaOH)提取大米蛋白的最佳工艺，NaOH浓度为0．09 mol／L时，大米蛋白提取率达到90．1％，随着NaOH浓度的增加，大米蛋白的提取率增加，但浓度太高，淀粉会糊化。碱法提取大米蛋白操作简单，但是由于高碱条件下的降解作用，蛋白质的得率一般较低，并会引起分子间的交叉耦合和重排，导致蛋白质营养价值下降，还可能形成有毒物质如Lysinoalnine等[6]。碱法提取工艺为：大米粉或米糠一加碱一离心分离一蛋白液一酸沉一离心分离一水洗一酸中和一干燥一大米蛋白。
2.1.2复合提取法
由于单纯使用碱法或酶法提取会出现这样或那样的问题,人们开始考虑采用复合提取法，既保证产品的质量和产率，又尽可能的降低成本。有人采用碱、酶两步法从米渣分步提取大米蛋白，获得较好的效果。该方法先用碱溶法提取部分蛋白质，然后采用碱性蛋白酶对残渣轻微水解，以提高蛋白质的溶解性，进行蛋白质二次提取，使蛋白质提取率达到78.8％[7]。
碎米采用碱酶两步法提取大米蛋白，工艺流程如下：
碎米一粉粹(过80目筛)一稀碱提取(pH11．0、50oC、水料比8、120 min)一离心(3 000/min、20min)一蛋白液一淀粉酶水解(120U／g、pH6.0、50℃、30min)一灭酶(pH9.0、15min)一离心(3000r/min、30min)一沉淀一冷冻干燥—大米蛋白。
2.2 大米蛋白的酶法提取
酶法提取是利用蛋白酶对大米蛋白的降解和修饰作用，使其变成可溶性的肽而被提取出来。酶法提取反应条件温和，蛋白质多肽链可水解为短肽链，提高了
蛋白质的溶解性，同时其反应的液固比小，提高了提取液中的固形物含量，降低了用于除去提取液水分的能量消耗[8]引为工业生产创造了有利条件。酶法提取时，大米蛋白经部分酶解不仅提高了营养价值，有利于消化、吸收，而且大米蛋白特定肽链的降解还可能产生具有多种活性的生物活性肽，例如：大米白蛋白(rice a1bumin)的GYPMYPLR肽序列具有免疫活性，大米蛋白的胰蛋白酶解物中的YPMYPLPR肽序列具有类鸦片活性等[9]。蛋白质功能性质方面的研究发现，酶法大米蛋白分离物比碱法大米蛋白分离物的表面疏水性值、乳化活性和稳定性低，但溶解度比较好[10]。在pH3，pH5，pH7，pH9和pH11时，前者的溶解度分别是40％,6％,13％,l7％和84％；后者的溶解度分别是28％,6％,10％,13％和．56％。通过酶水解的方法，使蛋白的疏水性提高，可以有效地提高其溶解性、乳化性和起泡性[8]。
按照蛋白酶作用条件不同可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。郭荣荣等用Alcalase碱性蛋白酶提取籼米中的大米蛋白，发现在温度为50℃,pH为8,E/S为5％,液固比为3:1,酶解时间为4 h时,大米蛋白提取率为40％，蛋白质纯度为45％；还有人用胃蛋白酶从米渣中提取大米蛋白,提取率为72.4％[11]。蛋白酶法提取蛋白的工艺，有限水解可使蛋白溶解性有一定增加，但过度水解会降低蛋白质的某些功能性，并限制其在某些食品工业中的应用。
α一淀粉酶可以有效地去除蛋白液中的淀粉，对大米蛋白营养、品质和理化特性影响较小，并且可以减轻环境污染。此外，一淀粉酶可将大米淀粉降解为易溶解的糊精和低聚糖，可通过离心或过滤方法将其除去，相对提高沉淀物中的蛋白质含量，从而可以生产高质量的大米蛋白粉[12]。Morita在1993年报道了用高温液化的淀粉酶在97℃下与大米粉反应2 h，然后将糖类物质过滤，得到的大米蛋白纯度在90％以上，生产工艺如下：
蒸馏水10L，米粉5kg→Termanyl→120L(60 m1)→搅拌→加热到97℃→酶消化2
h→过滤→沸水5 L(洗3次)→沉淀→过滤→沉淀物→酒精5L(洗3次)→过滤→大米分离蛋白(产量353～507g)[13]。
近期还有采用高温α一淀粉酶酶解淀粉制取麦芽糊精，然后分离提取浓缩蛋白的报道，报道结果显示，在使用高温α一淀粉酶3 ml、固液比1:4、酶解温度95℃、酶解时间1 h、DE值为8.44的情况下，大米蛋白纯度达82.41％，提取率高达
4.69％。麦芽糊精的理论平均分子量为2 140．68 u；通过蛋白质氨基酸组成分析表明，氨基酸组成没有明显变化[14]。
蛋白酶也可用于米粉中蛋白质的提取，但是谷蛋白经蛋白酶水解后产生易溶于水的小分子，产品的乳化性能增加。这种方法可以用于提取蛋白后剩余部分来生产大米淀粉，使淀粉质量明显提高。酶法提取由于酶制剂价格昂贵，特别是复合使用几种酶，生产成本高，要实现产业化还需要一定时间的研究。至于提取大米蛋白具体采用何种蛋白酶更加合适，不同研究由于采用酶来自不同生产厂商，酶活力、组成等存在不同，采用原料不同，提取工艺也不尽相同，所以结论也有所差异。
酶水解和碱水解有着本质的区别，酶法提取则可提取更多的水溶性蛋白、醇溶蛋白及经降解和修饰水溶性小分子活性肽和游离氨基酸，不仅不会破坏大米蛋白生物功能，降低提取物营养价值，而且还可以提高和促进人体对其消化和吸收。因此从营养角度和风昧角度以及生物功能等多方面考虑；而碱法提取蛋白质是提取其中占蛋白质总量80％以上的碱溶性蛋白，是蛋白质大分子，但强碱可能会使氨基酸之间缩合产生有毒物，且产生苦涩怪味，酶法水解提取蛋白质要优于碱法提取。
2.3 新的提取方法
国外研究发现，利用声波、冻结一融化、高压和高速度均质等物理处理与酶处理相结合提取大米糠中蛋白质效果较好。I Sereewatthanawut等[15]开展利用亚临界水(subcritical water)水解法从脱脂米糠中提取大米蛋白质和氨基酸的研究。结果表明：在温度为200℃，反应时间为30rain的亚临界水状态下，亚临界水能够有效从脱脂米糠中提取大米蛋白质和氨基酸，其蛋白质得率高于传统碱法水解提取。同时，随着温度升高蛋白质提取率提高，这是因为高温状态下蛋白质的溶解度增加。但是其主要原因是由于温度升高电离常数增加，在水合离子和氢氧离子存在的条件下，肽键断裂形成小分子溶解性的蛋白质和氨基酸。
3 提取大米蛋白工艺的发展趋势
由于大米蛋白具有低过敏性及高营养价值，使其越来越受到人们的青睐。可是我国大部分大米蛋白没有被开发利用，而只是作为某些淀粉厂或酒精厂的残渣被当作饲料出售掉了。因此，为了更好地利用大米蛋白的高营养性能，应该对大米蛋
白的开发利用做更深入的研究。上述不同工艺流程各具优劣，应针对原料的性质采用不同的工艺流程。以米粉或碎米为原料生产大米蛋白时，采用碱法提取大米蛋白工艺；而以其他原料来生产大米蛋白时，可采用的工艺较多，如碱法与蛋白酶法的结合；淀粉酶法和其他试剂提取的结合；单纯的蛋白酶法。目前，在我国碱法提取大米蛋白工艺比较成熟，但是提取得到的大米蛋白的某些功能特性比较差，需要进一步改进。而酶法仍处在初级阶段，并且蛋白酶的价格极高，所以今后的研究方向应该是把碱法和酶法结合起来，使其优势互补，同时再找到一种产酶高的菌种来降低酶价格。
参考文献
[1]方奇林，丁霄霖．碱法分离大米蛋白质和淀粉的工艺研究[J]．稂油深加工及食品，2004，(12)：22—24．
[2] H Sawai，Morita Y．Studies on rice glutelin Ⅱ．Gross structure of glutelin from rice endosperm[J]．AgrBiol Chem，1968，32(4)：496—500．
[3] K Colier．A study of indigestible protein fraction of rice endosperm[J]．Cereal Science，1998，27(1)：95—101．
[4]J C Woodard，D D Short．Toxicity of alkalitreated soy protein in rats[J]．J Nutri，1973，103：569-574．
[5]孙庆杰，田正文．碱法提取浓缩大米蛋白工艺条件的研究[J]．食品工业科技，2003，24(9)：40—42．
[6] Degroot A P，Slumps P．Efect of Severe Alkali Treatment of Protein on Ainino Acid Composition and Nutritive Valuel[J]．Journal of Nutrition，1969，98：45—48．
[7] 王亚林．碱酶两步法提取米渣中蛋白质的工艺研究[J]．中国油脂，2002(27)：53—54．
[8] 王文高，陈正行，姚惠源．不同蛋白酶提取大米蛋白质的研究[J]．粮食与饲料工业，2002(2)：41—42．
[9] 王梅，沈辉．食物蛋白酶解物中的生物活性肽[J]．氨基酸和生物资源，1997，19(1)：40—43．
[10] HAMADA J S．characterization and Functional Properties 0f Rice Bran Proteins Modified by Cammercial Exoproteases and Endoproteases [J]．Journal of food science，2OOO，62(2)：305—3O6．
[11] 郭荣荣，潘思轶，王可兴．碱法与酶法提取大米蛋白工艺及功能特性比较研究[J]．食
品科学，2005，26(3)：173～177．
[12] Chen W P，Chang Y C．Production of High Fructose Rice Syrup and High Protein Rice FIour from Broken Rice[J]．Journal of the Science of Food and Agriculture，1984，35：1 128～1 135．[13] Morita T，Kiriyama S．Mass Production Method for Rice Protein Isolate and Nutritional Evaluation[J]．Journal of Food Science．1993(6)：1 393—1 396．
[14] 谭志光，唐书泽，张志森，等．酶法制取大米麦芽糊精和浓缩蛋
白[J]．食品工业科技，2006，27：l14～117．
[15]I Screewatthanawut，S Prapintip，K Watchiraruji et a1．Extraction of protein and amino acidsfrom deoiled rice bran by suhcritical water hydrolysis [J].Bioresource Technology，2008，99(3)：555—561
[16]王章存，姚惠源．大米蛋白质的酶水解及其性质研究[J]．中国粮油学报，2003，18(5)：5～7．
[l7]王胜林．大米蛋白的提取及应用研究[D]．无锡：无锡轻工业学院图书馆，1988．[18]郭荣荣，潘思轶，王可兴．碱法和酶法提取大米蛋白工艺及功能特性比较研究忉．食品科学，2005，26(3)：173～177．
[19]王章存，姚惠源．大米蛋白质提取技术研究[J]．粮食与饲料工业，2003(8)：37-38．
[20]钱莹，段钢．高纯度活性大米蛋白的制备[J]．食品与发酵工业2OO6，32(4)：61—63．
[21]王亚林，陶兴无，钟方旭．碱酶两步法提取米渣中蛋白质的工艺研究[J]．中国油脂，2002，27(3)：53—54．
植物蛋白质组研究技术 （内部使用）
一、蛋白质提取方法： 直接研磨法：将植物材料剪碎于加有一定量的样品缓冲液（材料g：缓冲液ml＝1:4）的预冷的研钵中，冰上进行研磨至匀浆。4o C下15000 rpm离心15 min，上清夜即为蛋白质抽提液。电泳前将该提取液在相同条件下再离心一次即可。该方法适用于极幼嫩的植物组织或幼苗以及白化、黄化苗等。 TCA/丙酮沉淀法：A）植物组织在液氮中研磨成精细的粉末后加入10％TCA（丙酮为溶剂）在－20o C下沉淀1 h以上（可以过夜）。溶液在4o C下15000 rpm离心15 min。沉淀用丙酮清洗三次（至丙酮为无色止），相同条件下离心后，沉淀真空干燥（约5 min 即可）。真空干燥后所得的干粉按每30 mg加1ml样品缓冲液进行溶解（室温下1 h以上）。可以进行振荡或超声波助溶。溶解后的样品4o C下15000 rpm离心15 min后取上清液即为蛋白质提取液。 B）植物组织在匀浆缓冲液中4o C下研磨至匀浆【样品于缓冲液之比（g/ml）随样品的不同而有所不同，一般幼嫩或含水量比较丰富的组织为1：3－4，而生理年龄较老的组织约为1：8－10】。匀浆液4o C下15000 rpm离心15 min后取上清液，往上清中加入50％TCA（水为溶剂）至TCA浓度为10％，冰上沉淀30 min，相同条件下离心，沉淀用丙酮清洗3次，离心后真空干燥即可得蛋白干粉。将蛋白干粉按所需的比例溶于样品缓冲液中（振荡助溶1 h）即可。 酚抽提法：植物组织在匀浆缓冲液中4o C下研磨至匀浆【样品于缓冲液之比（g/ml）随样品的不同而有所不同，一般幼嫩或含水量比较丰富的组织为1：3－4，而生理年龄较老的组织约为1：8－10】。匀浆液4o C下15000 rpm离心15 min后取上清液，往上清夜中加入相同体积的Tris饱和酚（pH 8.0）上下倒置充分混匀后15000 rpm离心5－10 min。取酚相加入5倍体积的0.1 M乙酸胺（甲醇为溶剂）在－20o C下沉淀1 h以上（可以过夜）。离心后沉淀用丙酮清洗3次。再次离心后，沉淀进行真空干燥即可得蛋白干粉。蛋白干粉的溶解与TCA/丙酮沉淀法B的相同。 溶液配方： 样品缓冲液（lysis buffer）8-9 M Urea, 4% NP-40 (Triton X-100, Chaps), 2% Carrier Ampholyte (pH 3-10), 5% (v/v) 2-Me, 5%(w/v) PVP-40 (直接研磨法中必需)； 匀浆缓冲液(homogenization buffer) 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM sucrose, 10 mM
大米蛋白研究与利用概述 摘要：本文从大米蛋白组成成分、结构和性质出发，以研究开发和利用大米促进精深加工为支撑，阐述大米蛋白分离提取方法，概述国内外大米蛋白产品研究及开发利用现状，并对其前景进行展望。 关键词：大米；大米蛋白；提取工艺；制备；利用 农业是国民经济的基础，粮食是基础的基础，是人类赖以生存、繁衍和发展的必要条件，也是食品工业的基础，是所有食品工业的基本原料的来源。稻谷（Oyaza sativa）是人类重要的粮食种类之一，尤其是在亚洲地区。2007年国际水稻研究所统计数据显示，近年来世界年生产稻谷总产量约为5.33亿t，中国的稻谷总产量达到1.865亿t，占35％，居世界首位。稻谷生产和消费集中在亚洲地区，尤其以中国、印度尼西亚、孟加拉、越南和泰国为主［1］。长期以来，稻谷生产和稻谷加工产品及副产品的深加工一直倍受食品科学家高度关注。大米蛋白的开发和利用研究正是基于丰富稻米加工产品和合理利用稻米加工副产品的研究和综合利用。因此，提取和合理利用大米中蛋白质具有重要社会和经济意义。 1 大米蛋白的组成和理化特性 1.1 大米蛋白的组成 大米蛋白具有优良营养品质，是公认的谷类蛋白中的优质植物蛋白。按Osborne分类方法［2］，大米蛋白可粗分为4类：清蛋白（albumins），可溶解于水的蛋白质，占总量2%～5％；球蛋白（globulins），溶于0.5mol／L的NaCl溶液，占总量2%～10％；谷蛋白（glutelin），溶于稀酸或稀碱，占总量80％以上；醇溶蛋白（prolamins），溶于70%～80％乙醇溶液，占总量1%～5％。其中谷蛋白和醇溶蛋白成为贮藏性蛋白，它们是大米蛋白的主要成分。而清蛋白和球蛋白含量较低，是大米中的生理活性蛋白。大米蛋白因赖氨酸含量较高、必需氨基酸含量与其他谷类蛋白中必须氨基酸含量比较具有一定优势和生物价（BV）及蛋白质效用比率（PER）较高而具有良好得营养价值。
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1.样品制备 除传统的层析方法，等电点分离方法等样品提取方法外，Bio-Rad提供了独特的样品序列抽提方案，提高了样品处理的灵敏度和分辨率 2．一维等电聚焦系统及干胶条 Protean IEF系统是一体化的一维等电聚焦系统，它提供了10000V的高电压，以及10-25度的精确温控。同时，IEF可同时容纳12根11，17，18，24cm的胶条,保证了实验的高通量。对于实验室经常进行的7cm的预实验（摸索条件等），它可提供每次跑24根胶的高通量。 我们提供了不同尺寸不同的pH值梯度的IPG（immobilized pH gradient）干胶条。从尺寸分有7，11，17，18cm干胶条，并即将推出24cm干胶条；从pH值梯度分，有宽梯度：3-10线性，3-10非线性；有窄梯度：3-6，4-7，5-8，7-10；有微梯度：3.9-5.1,4.7-5.9,5.5-6.7,6.3-8.3。多种选择满足不同的饿实验需要。同时，PDQuest软件可将多根胶条进行拼接，回复成一张更宽更多信息的“全”胶。 3．二维蛋白电泳 一直以来，Bio-Rad是电泳市场的领先者，我们有多种独特的设计保证电泳系统的稳定可靠，经久耐用。
1、原料的选择 早年为了研究的方便，尽量寻找含某种蛋白质丰富的器官从中提取蛋白质。但至目前经 常遇到的多是含量低的器官或组织且量也很小，如下丘脑、松果体、细胞膜或内膜等原材料， - 105 - 蛋白质提取与制备Protein Extraction and Preparation 因而对提取要求更复杂一些。 原料的选择主要依据实验目的定。从工业生产角度考虑，注意选含量高、来源丰富及成 本低的原料。尽量要新鲜原料。但有时这几方面不同时具备。含量丰富但来源困难，或含量 来源均理想，但分离纯化操作繁琐，反而不如含量略低些易于获得纯品者。一般要注意种属 的关系，如鲣的心肌细胞色素C 较马的易结晶，马的血红蛋白较牛的易结晶。要事前调查 制备的难易情况。若利用蛋白质的活性，对原料的种属应几乎无影响。如利用胰蛋白酶水解 蛋白质的活性，用猪或牛胰脏均可。但若研究蛋白质自身的性质及结构时，原料的来源种属 必须一定。研究由于病态引起的特殊蛋白质（本斯.琼斯氏蛋白、贫血血红蛋白）时，不但 使用种属一定的原料，而且要取自同一个体的原料。可能时尽量用全年均可采到的原料。对 动物生理状态间的差异（如饥饿时脂肪和糖类相对减少），采收期及产地等因素也要注意。 2、前处理 a、细胞的破碎 材料选定通常要进行处理。要剔除结缔组织及脂肪组织。如不能立即进行实验，则应冷 冻保存。除了提取及胞细外成分，对细胞内及多细胞生物组织中的蛋白质的分离提取均须先 将细胞破碎，使其充分释放到溶液中。不同生物体或同一生物体不同的组织，其细胞破坏难 易不一，使用方法也不完全相同。如动物胰、肝、脑组织一般较柔软，作普通匀浆器磨研即 可，肌肉及心组织较韧，需预先绞碎再制成匀桨。 ⑴机械方法 主要通过机械切力的作用使组织细胞破坏。常用器械有：①高速组织捣碎机（转速可达 10000rpm，具高速转动的锋利的刀片），宜用于动物内脏组织的破碎；②玻璃匀浆器（用两 个磨砂面相互摩擦，将细胞磨碎），适用于少量材料，也可用不锈钢或硬质塑料等，两面间
蛋白质组学研究方法选择及比较 目前研究蛋白组学的主要方法有蛋白质芯片及质谱法，本文将从多方面对两种研究方法进行了解与比较； 蛋白质芯片（Protein Array） 将大量不同的蛋白质有序地排列、固定于固相载体表面，形成微阵列。利用蛋白质分子间特异性结合的原理，实现对生物蛋白质分子精准、快速、高通量的检测。 主要类型： ●夹心法芯片(Sandwich-based Array) ●标记法芯片(Label-based Array) ●定量芯片(Quantitative Array) ●半定量芯片(Semi-Quantitative Array) 质谱（Mass Spectrometry） 用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测，测出离子准确质量并确定离子的化合物组成，即通过对样品离子质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。 主要类型：
●二维电泳+质谱(2D/Mass Spectrometry, MS) ●表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(Surface-enhanced laser desorption/ionization- time of flight, SELDI) ●同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ) Protein Array or Mass Spectrometry？ 如何选择合适的研究方法？以下将从六个方面进行比较与推荐： 1.筛查蛋白组学表达差异 建议选择：RayBiotech（1000个因子的芯片）+质谱 a)不同的方法学有不同的特点：对于质谱，可以筛查到未知的蛋白，但是对于分子量大、 低丰度的蛋白质，质谱的灵敏度和准确性有一定的限制。 b)不同的方法能筛查到的目标不同：根据Proteome Analysis of Human Aqueous Humor 一文中报道，质谱筛查到的差异蛋白集中在小分子与代谢物。而用RayBiotech芯片筛查到的结果，多是集中在细胞因子、趋化、血管、生长等等。 c)质谱筛查到355个蛋白，而RayBiotech抗体芯片也筛查到328个蛋白，且用定量芯片 验证25个蛋白有差异，这些蛋白是质谱找不到的。目前RayBiotech夹心法抗体芯片已经可以检测到1000个蛋白，采用双抗夹心法，尤其是对于低丰度蛋白，有很好的灵敏度和特异性，很多的低丰度蛋白是抗体芯片可以检测出来，而质谱检测不到的，且样品不经过变性和前处理，保持天然状态的样品直接检测，对于蛋白的检测准确度高。 d)质谱的重复性一直是质谱工作者纠结的问题，不同操作者的结果，不同样品处理条件， 峰值的偏移等影响因素都会产生大的影响；RayBiotech的夹心法芯片重复性高。
蛋白质提取与制备的原理和方法 蛋白质提取与制备蛋白质种类很多，性质上的差异很大，既或是同类蛋白质，因选用材料不同，使用方法差别也很大，且又处于不同的体系中，因此不可能有一个固定的程序适用各类蛋白质的分离。但多数分离工作中的关键部分基本手段还是共同的，大部分蛋白质均可溶于水、稀盐、稀酸或稀碱溶液中，少数与脂类结合的蛋白质溶于乙醇、丙酮及丁醇等有机溶剂中。因此可采用不同溶剂提取、分离及纯化蛋白质和酶。 蛋白质与酶在不同溶剂中溶解度的差异，主要取决于蛋白分子中非极性疏水基团与极性亲水基团的比例，其次取决于这些基团的排列和偶极矩。故分子结构性质是不同蛋白质溶解差异的内因。温度、pH、离子强度等是影响蛋白质溶解度的外界条件。提取蛋白质时常根据这些内外因素综合加以利用。将细胞内蛋白质提取出来。并与其它不需要的物质分开。但动物材料中的蛋白质有些可溶性的形式存在于体液（如血浆、消化硫等）中，可以不必经过提取直接进行分离。蛋白质中的角蛋白、胶原及丝蛋白等不溶性蛋白质，只需要适当的溶剂洗去可溶性的伴随物，如脂类、糖类以及其他可溶性蛋白质，最后剩下的就是不溶性蛋白质。这些蛋白质经细胞破碎后，用水、稀盐酸及缓冲液等适当溶剂，将蛋白质溶解出来，再用离心法除去不溶物，即得粗提取液。水适用于白蛋白类蛋白质的抽提。如果抽提物的pH用适当缓冲液控制时，共稳定性及溶解度均能增加。如球蛋白 类能溶于稀盐溶液中，脂蛋白可用 稀的去垢剂溶液如十二烷基硫酸钠、洋地黄皂苷（Digitonin）溶液或有机溶剂来抽提。其它不溶于水的蛋白质通常用稀碱溶液抽提。 蛋白质类别和溶解性质 白蛋白和球蛋白: 溶于水及稀盐、稀酸、稀碱溶液，可被50%饱和度硫酸铵析出。 真球蛋白: 一般在等电点时不溶于水，但加入少量的盐、酸、碱则可溶解。 拟球蛋白: 溶于水，可为50%饱和度硫酸铵析出 醇溶蛋白: 溶于70～80%乙醇中，不溶于水及无水乙醇 壳蛋白: 在等电点不溶于水，也不溶于稀盐酸，易溶于稀酸、稀碱溶液 精蛋白: 溶于水和稀酸，易在稀氨水中沉淀 组蛋白: 溶于水和稀酸，易在稀氨水中沉淀 硬蛋白质: 不溶于水、盐、稀酸及稀碱 缀合蛋白(包括磷蛋白、粘蛋白、糖蛋白、核蛋白、脂蛋白、血红蛋白、金属蛋白、黄素蛋白和氮苯蛋白等) : 此类蛋白质溶解性质随蛋白质与非蛋白质结合部分的不同而异，除脂蛋白外，一般可溶于稀酸、稀碱及盐溶液中，脂蛋白如
大米蛋白 一大米蛋白 主要由清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白和谷蛋白等四种蛋白组成，大米渣中主要是胚乳蛋白，由白蛋白(4％～9％)、盐溶性球蛋白(10％～11％)、醇溶性谷蛋白(3％)和碱溶性谷蛋白(66％～78％)组成.在谷物蛋白中，大米蛋白的生物价(B．V．)和蛋白价(P．V．)均比其它蛋白质高。大米蛋白的氨基酸组成平衡合理，且氨基酸含量高，是其它植物蛋白所无法比拟的。大米蛋白被公认为优质的食品蛋白，符合WHO／FAO推荐的理想模式。大米蛋白的生物价很高，其营养价值高，可与鸡蛋、牛乳、牛肉相媲美。另外，大米蛋白是抵抗原形蛋白，不会产生过敏反应，对生产婴幼儿食品是十分有利的。大米蛋白不仅具有独特的营养功能，还有其它一些保健功能。近来的研究表明，大米蛋白能够降低血清胆固醇的含量. 大米、米糟、米糠等原料都可用来制备大米蛋白，围绕大米蛋白开发和利用，研究者提出各种不同制备方法，主要有：溶剂提取、酶法提取、碱法提取、酸法提取、物理提取和复合提取法。 至2007年国内提供的纯净大米蛋白一般为饲料级（一般65%含量左右及以下），食品级（一般80%含量左右）和大米蛋白肽（全溶于水，70-90%肽含量，食品级）。 二大米蛋白粉标准 大米主要的营养成分：约含有75%的淀粉，是人体热量的主要来源，蛋白质7%；脂肪2%，其他营养成分如纤维素、矿物质及维生素B群等均含量丰富，且不含胆固醇。 上海依之久生物工程有限公司 电话： 地址：上海青浦赵巷崧泽工业园区崧秀路1196号 大米蛋白粉是采用现代生物技术从大米中提取的高纯度精细蛋白质粉，具有如下特点： ＊生物效价高，比大豆蛋白的生物效价高10个百分点； ＊低过敏性，适合于各种营养食品中添加； ＊不含胆固醇，符合于现代人的健康要求；
蛋白质组学研究的完整解决方案 人体内真正发挥作用的是蛋白质，蛋白质扮演着构筑生命大厦的“砖块”角色，随着破译生命密码的人类基因组计划进入尾声，一个以蛋白质和药物基因学为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕，蛋白质将是今后的重点研究方向之一。然而，蛋白质的分离和鉴定非常费时，目前测定蛋白质的技术远远落后于破译基因组的工具，最好的实验室每天只能分离和识别出100种蛋白质。据估计，人体内可能有几十万种蛋白质，这大概需要10年时间进行识别。 为了加快蛋白质组学研究进程，以专业生产蛋白质组学研究设备而著称的美国Genomic Solution Inc.公司开发了完整的蛋白质组学解决方案，由一系列机械手臂与软件，并结合了二维电泳实验设备与质谱仪，可以进行高效、自动化且具重复性的试验分析。在Genomic solution值得信赖的技术平台上，你的研究工作将更富成效，重复性更好。在这一整套Investigator平台上，各仪器之间配合无隙，由于它的整合性及标准性，使得研究进程大大加快，原来需要9—12个月才能获得数据结果发表的时间减少到9—12周。这套完整的系统具备蛋白质组研究所需的众多功能：2-D电泳、图像获取、2-D胶分析、蛋白样品切割、蛋白消化、MALDI样品准备、消化及点样、数据分析整合，再加上制备好的胶、试剂及附件，使研究工作可以立即展开。此套设备为进行蛋白质组学研究的利器,大大加速了蛋白质分离和鉴定的速度。该系统主要由以下几部分组成： 一、2-D电泳系统（Investigator? 2-D Electophoresis System） 该系统主要进行2D PAGE第一向等电聚焦凝胶电泳和第二向SDS-PAGE电泳，设备包括2-D电泳系统所需的各种设备，如pHaser?（IPG胶条电泳）、管状制胶设备、二维电泳装置、电源设备、半导体冷却器及各种相关的蛋白纯化试剂盒。 产品特征： * 提供2D PAGE电泳所需的各种设备，使电泳更加简便，大大节约研究时间 * 高分辨率：有效的第一向等电聚焦凝胶电泳和23cm X 23cm第二向SDS-PAGE大面积板胶提供清晰的电泳图像，有效提高单体、磷酸化和糖基化蛋白的分离 * 大容量：可同时容纳15块1mm一维管状胶，或8块2-3mm管状胶；10块IPG胶条和10块二维电泳板胶 * 灵活性：该系统用于管状胶、IPG 胶条、预制胶、自制胶和SDS PAGE胶使用 * 恒温：高效的半导体制冷装置保证电泳体系温度恒定，温度变化< 0.5℃ * 专门为高分辨率2D PAGE而设计的电源系统 * 提供超纯的相关化学试剂和药品
蛋白质提取、纯化、鉴定的方法（二） 一、层析技术 1.离子交换层析的亲和洗脱这种技术结合了离子交换与亲和层析。如在某一pH时，目的蛋白质带正(负)电荷，用阳(阴)离子交换剂吸附，这一过程去除了很大一部分不吸附的杂蛋自。然后用该目的蛋白质的配体来洗脱，该配体特异性地结合目的蛋白质并使之洗脱，但不洗脱其他吸附的蛋白质，达到纯化的目的。注意，该配体需带有一定量的阴(阳)电荷，有效降低目的蛋白质与阳(阴)离子交换剂之间的电荷相互作用。 2.固相金属亲和层析重组蛋白质可在C-或N-端引入组氨酸标签，一般为6个组氨酸残基(His-tag)。这些组氨酸残基与过渡金属(transitionalmetals)Ni2+或Co2+形成配位键。用固相化的Ni2+或Co2+(如商品化的树脂，Ni-NTA)可吸附带有His-tag的重组蛋白质，用含有咪唑(imidazole)的缓冲液可洗脱重组蛋白质。注意，有些含有较多组氨酸的蛋白质也可与吸附剂结台，但较弱，因此可用低浓度的咪唑洗脱；在层析过程中不能引入金属螯合剂如EDTA；避免使用还原剂如DTT或DTE，但可用低浓度的巯基乙醇。 该技术也用于提取磷酸化的蛋白质。将螫合剂交联到树脂，螯合三价铁或三价镓，该亲和吸附剂可吸附混合物中的磷酸化的蛋白质。洗去不吸附的非磷酸化蛋白质后，用磷酸缓冲液即可将磷酸化蛋白质从该亲和吸附剂上洗脱。要注意的是酸性蛋白质也可被不同程度地吸附。 3.凝胶过滤该技术过去也被称为分子筛。构成凝胶的小珠(bead)中有大小不一的孔，分子量大的分子能进入较大的孔而不能进入小的孔，分子量小的则不仅能进入较大的孔也能进入小的孔，因此在层析过程中，小分子经过的路程较长而大分子经过的路程较短，如此就可分离分子量不同的蛋白质。然而，分子量相近的蛋白质非常多，因此，用这种技术得到的蛋白质是分子量相近的混合蛋白质。然而这种技术在某些研究中很有用，如丙酮酸激酶M2(PKM2)由四个相同的亚基组成，PKM2在细胞中以三种形式存在——单体、二聚体、四聚体，这三种形式的功能不同，若要鉴定细胞中PKM2的各种形式的量，先用凝胶过滤技术分离细胞裂解液中的PKM2的三种形式，之后用Western blot对每一种形式的PKM2做相对定量。 4.反相层析该技术是指用疏水固相的一种层析技术。“反相”是相对“正相”而言，正相是指亲水的固相如硅胶表面带有硅羟基(silanol group)，硅羟基可与被分离的化台物相互作用，被分离的化合物的亲水性越强，则滞留在正相
目的意义： 水稻是重要的粮食作物之一，其品质优劣是值得人们重视的问题。一个高产水稻品种，往往由于食味差、或营养不丰富，而不受大众的欢迎。因此，在保证高产的同时，还要改善稻米的品质。本实验将测定大米品质的几个重要生化指标，为水稻育种提供理论依据。 Ⅰ大米蛋白质含量的测定——考马斯亮兰G—250法 一、原理 考马斯亮G—250是一种染料，在游离状态下呈红色，在465nm波长处有最大光吸收。它能与蛋白质稳定结合，结合蛋白质后变为青色，在595nm处有最大吸收，在一定蛋白质浓度范围内（0～1000μg/ml），蛋白质—色素结合物在595nm波长下的光吸收与蛋白质含量成正比，故可用于蛋白质的定量测定。该法反应迅速，蛋白质与考马斯亮兰G—250的结合反应能在2分钟内达到平衡。结合物在室温下1小时内保持稳定，反应非常灵敏，可测出微克级蛋白质含量，是最近新发展起来的一种较理想的蛋白质定量法。 二、实验材料、仪器及试剂 1．仪器： 721型分光光度计离心机50ml容量瓶10ml刻度试管研钵量筒移液管 2．试剂： （1）牛血清白蛋白（1000μg/ml）：称取100.00mg牛血清白蛋白，溶于100ml蒸馏水中，配制成标准蛋白质溶液。 （2）考马斯亮兰G-250溶液：称取100ml考马斯亮兰G—250，溶于50ml 90%乙醇中，加入85%（W/V）的磷酸100ml，最后用蒸馏水定容到1000ml，过滤，常温下可放置1个月。 （3）0.1mol/LnaOH：称取4g氢氧化纳，用蒸馏水溶解，并定容至1000ml。 3．材料：大米粉 三、实验方法 1．标准曲线的制作： 取6只10ml刻度试管，编号，按下表数据配制牛血清白蛋白标准溶液。准确吸取上述各管溶液0.1ml，对应放于另外6支10ml刻度试管中，加入5ml考马斯亮兰G-250溶液，盖塞，将试管中溶液给向倒转混合，放置2分钟后，用10mm光径的比色杯在595nm波长下比色。以光密度值为纵坐标，以蛋白质浓度值为横坐标，制作出标准曲线。 2．样品中蛋白质提取： （1）准确称取稻米粉0.5克，放入研钵中，加2ml0.1mol/L NaOH，研磨成匀浆，转入到10ml离心管中，再用6ml 0.1mol/ L NaOH分三次洗涤研钵，洗液一并转入10ml离心管中，
蛋白质的提取与纯化 一，蛋白质的提取 大部分蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因些，可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。 （一）水溶液提取法 稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质稳定性好、溶解度大、是提取蛋白质最常用的溶剂，通常用量是原材料体积的1-5倍，提取时需要均匀的搅拌，以利于蛋白质的溶解。提取的温度要视有效成份性质而定。一方面，多数蛋白质的溶解度随着温度的升高而增大，因此，温度高利于溶解，缩短提取时间。但另一方面，温度升高会使蛋白质变性失活，因此，基于这一点考虑提取蛋白质和酶时一般采用低温（5度以下）操作。为了避免蛋白质提以过程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制剂（如二异丙基氟磷酸，碘乙酸等）。 下面着重讨论提取液的pH值和盐浓度的选择。 1、pH值 蛋白质，酶是具有等电点的两性电解质，提取液的pH值应选择在偏离等电点两侧的pH 范围内。用稀酸或稀碱提取时，应防止过酸或过碱而引起蛋白质可解离基团发生变化，从而导致蛋白质构象的不可逆变化，一般来说，碱性蛋白质用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白质用偏碱性的提取液。 2、盐浓度 稀浓度可促进蛋白质的溶，称为盐溶作用。同时稀盐溶液因盐离子与蛋白质部分结合，具有保护蛋白质不易变性的优点，因此在提取液中加入少量NaCl等
中性盐，一般以0.15摩尔。升浓度为宜。缓冲液常采用0.02-0.05M磷酸盐和碳酸盐等渗盐溶液。 （二）有机溶剂提取法 一些和脂质结合比较牢固或分子中非极性侧链较多的蛋白质和酶，不溶于水、稀盐溶液、稀酸或稀碱中，可用乙醇、丙酮和丁醇等有机溶剂，它们具的一定的亲水性，还有较强的亲脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必须在低温下操作。丁醇提取法对提取一些与脂质结合紧密的蛋白质和酶特别优越，一是因为丁醇亲脂性强，特别是溶解磷脂的能力强；二是丁醇兼具亲水性，在溶解度范围内（度为10%，40度为6.6%）不会引起酶的变性失活。另外，丁醇提取法的pH及温度选择范围较广，也适用于动植物及微生物材料。 二、蛋白质的分离纯化 蛋白质的分离纯化方法很多，主要有： （一）根据蛋白质溶解度不同的分离方法 1、蛋白质的盐析 中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析，将大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子（如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力，可夺取蛋白质分子的水化层，使之“失水”，于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析所需的盐浓度也不一样，因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。
大米蛋白研究进展 2004-07-30王章存申瑞玲姚惠源中国粮油学报，2004年第2期 大米是世界上的主要粮食之一，全世界一半以上、我国三分之二以上的人口以大米为主食。因此，大米蛋白是人们膳食中重要的蛋白来源。我国稻谷种植面积很大，每年的稻谷产量有1800亿公斤左右。这些稻谷加工成的大米除了食用外，还作为味精发酵和淀粉糖生产的原料。在这些加工环节中产生了大量的副产品米糠和米渣。米糠含有丰富的营养物质，其中蛋白质的含量约12％，脱脂米糠中蛋白质的含量可高达18％。米渣中蛋白质的含量在40％以上，俗称大米蛋白粉和大米浓缩蛋白(RPC)。它们都是宝贵的蛋白质资源，国外非常重视大米和米糠的开发利用，并生产出了附加值很高的营养保健食品和化妆品。过去我国将它们作为动物饲料使用，资源未得到合理利用。近年来，国内对此给予高度重视，一些科研机构和企业加大了研究开发力度。本文从开发利用的角度对近年来国内外大米和米糠蛋白的研究最新进展作一介绍。 1 大米蛋白的结构、组成和性质 大米蛋白种类很多，一般以其溶解特性进行分类。首先用水提取大米或米糠中的蛋白质所得到的蛋白组分称为清蛋白；残渣用稀盐溶液提取得到的蛋白组分为球蛋白；再用75％乙醇提取的组分为醇溶蛋白，最后残渣中蛋白质只能用酸或碱溶解，分别称为酸溶性蛋白和碱溶性蛋白，二者统称为谷蛋白。 谷蛋白和醇溶蛋白也叫贮藏蛋白，是大米中的主要蛋白成分，谷蛋白占总蛋白的80％以上，醇溶蛋白占10％左右；而清、球蛋白含量极少，是大米中的生理活性蛋白，在稻谷发芽早期，它们起着重要的生理作用。 不同蛋白氨基酸组成各有特点。清蛋白中不带电荷的疏水性氨基酸含量较高，酸性氨基酸较低；球蛋白中碱性氨基酸含量较高，达15%以上，而醇溶性蛋白的碱性氨基酸含量只有球蛋白中的一半左右，但其疏水性氨基酸却远高于其它类蛋白。 蛋白的溶解性不仅与其氨基酸组成有关，与其存在状态也有关系。研究表明，在胚乳中蛋白主要以两种聚集体形式存在，即PB-I和PB-Ⅱ型。电子显微镜观察表明，PB-I聚集体呈片层结构，致密颗粒直径为0.5～2μm，醇溶蛋白即存在于PB-I中；而PB-Ⅱ呈椭球形，不分层，质地均匀，颗粒直径约4μm，其外周膜不明显，谷蛋白和球蛋白存在于PB-Ⅱ中。两种聚集体常相伴存在。 在大米发芽过程中，两种蛋白聚集体发生解体，但二者的可消化性明显不同，PB-Ⅱ因没有致密的硬核更容易被消化水解，而PB-I在发芽后9天时仍保持着片层结构。用SDS-PAGE技术研究证明，PB-Ⅱ不断有新的电泳谱带亦即新的蛋白质组分出现，而PB-I的组分稳定。说明二者蛋白质分子在代谢方面是有差异的。 大米蛋白中的胱氨酸含量较高，含有较多的-S-S-键。这些链内或链间-S-S-键使蛋白质多肽链聚集成致密分子，也可能是形成蛋白聚合体的重要原因。聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分析结果显示，在PB-Ⅱ聚集体中的蛋白质含有分子量为64、140、240、320、380和500Kda甚至超过2000KDa的组分。分子生物学的研究表明，大米贮藏蛋白的基因表达时首先合成的是分子量为
蛋白质的提取技术 选择材料及预处理 以蛋白质和结构与功能为基础，从分子水平上认识生命现象，已经成为现代生物学发展的主要方向，研究蛋白质，首先要得到高度纯化并具有生物活性的目的物质。蛋白质的制备工作涉及物理、化学和生物等各方面知识，但基本原理不外乎两方面。一是得用混合物中几个组分分配率的差别，把它们分配到可用机械方法分离的两个或几个物相中，如盐析，有机溶剂提取，层析和结晶等；二是将混合物置于单一物相中，通过物理力场的作用使各组分分配于来同区域而达到分离目的，如电泳，超速离心，超滤等。在所有这些方法的应用中必须注意保存生物大分子的完整性，防止酸、硷、高温，剧烈机械作用而导致所提物质生物活性的丧失。蛋白质的制备一般分为以下四个阶段：选择材料和预处理，细胞的破碎及细胞器的分离，提取和纯化，浓细、干燥和保存。 微生物、植物和动物都可做为制备蛋白质的原材料，所选用的材料主要依据实验目的来确定。对于微生物，应注意它的生长期，在微生物的对数生长期，酶和核酸的含量较高，可以获得高产量，以微生物为材料时有两种情况：（1）得用微生物菌体分泌到培养基中的代谢产物和胞外酶等；（2）利用菌体含有的生化物质，如蛋白质、核酸和胞内酶等。植物材料必须经过去壳，脱脂并注意植物品种和生长发育状况不同，其中所含生物大分子的量变化很大，另外与季节性关系密切。对动物组织，必须选择有效成份含量丰富的脏器组织为原材料，先进行绞碎、脱脂等处理。另外，对预处理好的材料，若不立即进行实验，应冷冻保存，对于易分解的生物大分子应选用新鲜材料制备。 一，蛋白质（包括酶）的提取 大部分蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因些，可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。
大米蛋白质含量是多少 相信大家对于大米肯定是不会陌生的吧，大米是我们常见的一种主食，大米不但可以食用而且还含有丰富的营养，所以大米受到了大家的喜欢，大米里面含有丰富的蛋白质和多种我们人体需要的微量元素，经常吃大米可以起到很好的养生保健功效，下文我们就来给大家介绍一下大米蛋白质含量是多少。 大米蛋白品质是公认谷类蛋白中佼佼者，其含有丰富必需氨基酸，第一限制性氨基酸赖氨酸含量高于其它谷类蛋白，且氨基酸组成模式与WTO/FAO推荐模式相接近，易于被人体消化吸收。与其它谷类蛋白相比，大米蛋白生物价(BV)和蛋白质利用率(PER)更高，生物价可高达77，蛋白质利用率为1.36%~2.56%，在 各种粮食中均居第一位。大米蛋白品质优于小麦蛋白和玉米蛋白，含有优质赖氨酸，且过敏性低，使大米蛋白非常适于开发婴幼儿食品。大米蛋白氨基酸组成模式优于酪蛋白和大豆分离蛋白，能满足2~5岁儿童对氨基酸需求。此外，大米蛋白可加工成酱油、高蛋白粉、蛋白饮料、蛋白胨和蛋白发泡粉等，若将其降解成短肽或氨基酸，则可制成营养价值极高氨基酸营养液，用于保健饮料、调味品、食品添加剂等。
抗高血压、降胆固醇大米分离蛋白对幼鼠肾脏cyp4a和 cyp2c表达影响可改善花生四烯酸代谢，可用作抗高血压成分。研发现，大米分离蛋白能增加信使核糖核酸(mRNAs)量，RNAs负责肾脏中两种重要蛋白质cyp2c11和cyp2c23合成，这两种蛋白质对花生四稀酸和羟二十碳四烯酸代谢起到很重要作用，且羟二十碳四烯酸在调节血压方面很重要。临床研究发现，大米分离蛋白能降低胆固醇。大米含许多与其蛋白质组成相关化学物质，包括生育酚衍生物、生育三烯酚和谷维素，这些物质对降低胆固醇有一定作用。 预防慢性疾病合理营养膳食可预防一些疾病，如心脏病和癌症。亚洲人患心脏病几率要低于欧洲人，这可能与亚洲人以大米为主食有关。相关研究发现，大米分离蛋白对遗传性高胆固醇小鼠模型动脉粥样硬化有一定抑制作用，可降低动脉粥样硬化对动脉破坏作用，其作用机理尚不明确;实验还表明，食用大米可降低心脏病发生率。 在上面的文章里面我们介绍了一种常见的主食，那就是大米了，我们知道大米不但可以食用而且还含有丰富的营养，常吃大米有利于我们的身体健康，上文为我们详细介绍了大米蛋白质含量是多少。
（二）利用溶解度差别 影响蛋白质溶解度的外部因素有：1、溶液的pH；2、离子强度；3、介电常数；4、温度。但在同一的特定外部条件下，不同蛋白质具有不同的溶解度。 1、等电点沉淀：原理：蛋白质处于等电点时，其净电荷为零，由于相邻蛋白质分子之间没有静电斥力而趋于聚集沉淀。因此在其他条件相同时，他的溶解度达到最低点。在等电点之上或者之下时，蛋白质分子携带同种符号的净电荷而互相排斥，阻止了单个分子聚集成沉淀，因此溶解度较大。不同蛋白质具有不同的等电点，利用蛋白质在等电点时的溶解度最低的原理，可以把蛋白质混合物分开。当pH被调到蛋白质混合物中其中一种蛋白质的等电点时，这种蛋白质大部分和全部被沉淀下来，那些等电点高于或低于该pH的蛋白质则仍留在溶液中。这样沉淀出来的蛋白质保持着天然的构象，能重新溶解于适当的pH和一定浓度的盐溶液中。 5、盐析与盐溶：原理：低浓度时，中性盐可以增加蛋白质溶解度这种现象称为盐溶.盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某种盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而蛋白质与水分子之间的相互作用却加强，因而溶解度增高。球蛋白溶液在透析过程中往往沉淀析出，这就是因为透析除去了盐类离子，使蛋白质分子之间的相互吸引增加，引起蛋白质分子的凝集并沉淀。当溶液的离子强度增加到一定程度时，蛋白质溶解程度开始下降。当离子强度增加到足够高时，例如饱和或半饱和程度，很多蛋白质可以从水中沉淀出来，这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降低，原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的水化水。此时那些被迫与蛋白质表面的疏水集团接触并掩盖他们的水分子成为下一步最自由的可利用的水分子，因此被移去以溶剂化盐离子，留下暴露出来的疏水基团。蛋白质疏水表面进一步暴露，由于疏水作用蛋白质聚集而沉淀。 盐析沉淀的蛋白质保持着他的天然构象，能再溶解。盐析的中性盐以硫酸铵为最佳，在水中的溶解度很高，而溶解度的温度系数较低。 3、有机溶剂分级分离法：与水互溶的有机溶剂（甲醇、乙醇和丙酮等）能使蛋白质在水中的溶解度显著降低。在室温下有机溶剂会引起蛋白质变性，如果预先将有机溶剂冷却到-40°C以下，然后在不断搅拌下逐滴加入有机溶剂，以防局部浓度过高，那么变性可以得到很大程度缓解。蛋白质在有机溶剂中的溶解度也随温度、pH和离子强度而变化。在一定温度、pH和离子强度条件下，引起蛋白质沉淀的有机溶剂的浓度不同，因此控制有机溶剂浓度也可以分
第14课时蛋白质的提取和分离 [学习导航] 1.阅读教材P74～75内容，理解电泳、同工酶和蛋白质组学。2.结合教材P73～75内容，进行乳酸脱氢酶同工酶的提取和电泳分离。3.结合教材P73～75内容，总结在琼脂糖凝胶电泳中影响蛋白质迁移率的因素。 [重难点击] 1.进行乳酸脱氢酶同工酶的提取和电泳分离。2.总结在琼脂糖凝胶电泳中影响蛋白质迁移率的因素。 一、电泳、同工酶和蛋白质组学 带电荷的物质在电场中的趋向运动称为电泳。电泳的种类多，应用非常广泛，它已成为分子生物学技术中分离生物大分子的重要手段。 1.电泳 (1)概念：带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。 (2)原理 ①带电粒子：许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH 下，这些基团会带上正电或负电。 ②迁移动力与方向：在电场的作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。 ③分离依据：电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。 (3)常用的电泳方法 ①琼脂糖凝胶电泳：在电泳缓冲液和凝胶中加入琼脂糖，蛋白质分子的迁移速率主要取决于其所带净电荷以及分子的大小和形状等因素。 ②变性胶电泳：在电泳缓冲液和凝胶中加入十二烷基硫酸钠(SDS)变性剂，蛋白质都变为椭圆
形，SDS带有大量的负电荷，掩盖了不同蛋白质的电荷差异，因此变性胶电泳中影响蛋白质的迁移速率的主要因素是蛋白质分子的大小。 2.同工酶 同工酶是指催化相同的化学反应而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。乳酸脱氢酶一般含有5种同工酶，其相对分子质量相同，但所带电荷不同。 3.蛋白质组学 蛋白质组学指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的氨基酸组成分析、立体结构研究和蛋白质的人工合成等。由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生、细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组学的研究不仅能分析生物体内蛋白质的组成，还可以揭示各种蛋白质在生物体内的相互作用与联系。 1.从电荷方面思考，适合电泳法分离的各种分子需具备什么条件？ 答案各种分子应带有不同种类和不同量的电荷。 2.变性胶电泳分离蛋白质是否依据蛋白质所带电荷的差异？为什么？ 答案否。因为SDS能与蛋白质结合，形成蛋白质－SDS复合物，SDS所带负电荷的量远大于蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差异，使电泳迁移率完全由蛋白质分子的大小决定。 归纳总结琼脂糖凝胶电泳和变性胶电泳的两点区别 (1)分离原理不同 ①琼脂糖凝胶电泳依据分子所带电荷的差异和分子大小、形状等。 ②变性胶电泳则完全取决于分子大小，而非电荷性质和分子形状。 (2)用途不同 ①琼脂糖凝胶电泳广泛应用于核酸的研究中，用于分离大分子核酸。 ②变性胶电泳则广泛应用于分离蛋白质和相对分子质量较小的核酸。 1.带电荷的蛋白质在电场中移动的速度主要取决于( ) A.所带的电荷多少 B.蛋白质的分子大小 C.蛋白质的相对分子质量 D.蛋白质的分子大小和所带的电荷多少 答案 D
蛋白质组研究概况综述 姓名：任滨学号：04002003 日期：2005年12月14日 摘要： 蛋白质组从蛋白质整体水平上研究其作用模式、功能机理、调节调控以及蛋白质组群内的相互作用,从而为临床诊断、病理研究、药物筛选、新药开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。本文综述了蛋白质组研究的背景、意义、内容、方法，简单地回顾了近年来蛋白质组学研究的一些进展，并对该学科未来的发展趋势做出了展望。 关键词：蛋白质蛋白质组 0．引言 自从人类基因组计划启动以来，公共媒体不断向大众勾画着一幅幅美丽的图景，使人们认为，一旦科学家把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余。但是，真实的图景远不像普通人想象的那样简单。遗传信息并不直接参与生命活动，而是通过控制蛋白质的形成间接地指导有机体的新陈代谢。也就是说，一个基因所含的遗传信息，通过一系列复杂的反应，最终导致了相应的蛋白质形成，蛋白质再参与到生命的各种活动中去。所以，要想真正揭开遗传的奥秘，仅仅了解基因组的碱基排列顺序是很不够的，还必须认识基因的产物——蛋白质。 1．正文 1．1．研究背景及意义 随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代，生命科学的主要研究对象是功能基因组学，包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因组被测序，但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略，如基因芯片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等，都是从细胞中mRNA的角度来考虑的，其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此，从DNA mRNA 蛋白质，存在三个层次的调控，即转录水平调控(Transcriptional control )，翻译水平调控(Translational control)，翻译后水平调控(Post-translational control )。从mRNA 角度考虑，实际上仅包括了转录水平调控，并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好，尤其对于低丰度蛋白质来说，相关性更差。更重要的是，蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质－蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律，如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题，仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多，但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。 传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足后基因组时代的要求。这是因为：(1)
分离纯化蛋白质的方法及原理 （一）利用分子大小 1、透析：原理：利用蛋白质分子不能透过半透膜的性质，使蛋白质和其他小分子物质如无机盐、单糖、水等分开。 方法：将待提纯蛋白质放在透析袋中放在蒸馏水中进行 涉及的问题： 如何加快透析过程 （1）加大浓度差，及时更换透析液 （2）利用磁力搅拌器 常用的半透膜：玻璃纸、火棉和其他材料合成 2、超过滤：原理：利用压力和离心力，强行使其他小分子和水通过半透膜，而蛋白质留在膜上 3、凝胶过滤层析：原理：当不同分子大小的蛋白质混合物流进凝胶层析柱时，比凝胶网孔大的分子不能进入珠内网状结构，排阻在凝胶珠以外，在凝胶珠缝隙间隙中向下移动。而比孔小的分子不同程度地进入凝胶珠内，这样由于不同大小分子所经历的路径不同而到分离。 结果：大分子先被洗脱下来，小分子后被洗脱下来 （二）利用溶解度差别 4、等电点沉淀：原理：不同蛋白质具有不同的等电点，当蛋白质混合物调到其中一种蛋白质的等电点时，这种蛋白质大部分和全部被沉淀下来.。 5、盐析与盐溶：原理：低浓度时，中性盐可以增加蛋白质溶解度这种现象称为盐溶.当离子强度增加，足够高时，例如饱和或半饱和程度，很多蛋白质可以从水中沉淀出来，这种现象称为盐析
（三）根据电荷不同 6、SDS-PAGE 全称十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳 原理：通过加热和SDS可以使蛋白质变性，多亚基的蛋白质也解离为单亚基，处理后的样品中肽链是处于无二硫键连接的，分离的状态。电泳时SDS-蛋白质复合物在凝胶中的迁移率不再受蛋白质原有电荷和形状的影响，而主要取决于蛋白质分子量。所以SDS-PAGE常用来分析蛋白质的纯度和大致测定蛋白质的分子量。 7、离子交换层析：原理：氨基酸分离常用阳离子交换树脂，树脂被处理成钠型，将混合氨基酸上柱，氨基酸主要以阳离子形式存在，在树脂上与钠离子发生交换，而被挂在树脂上。 氨基酸在树脂上结合的牢固程度取决于氨基酸与树脂之间的亲和力，决定亲和力的因素有：（1）主要是静电吸引力（2）氨基酸侧链同树脂之间的疏水作用氨基酸与阳离子交换树脂间的静电引力大小次序依次是： 碱性氨基酸R2+>中性氨基酸R+>酸性氨基酸R0。 因此洗脱顺序应该是： 酸性氨基酸中性氨基酸碱性氨基酸 为使氨基酸从树脂上洗脱下来采用逐步提高pH和盐浓度的方法