第四章酶的提取与分离纯化
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酶的提取、分离、纯化及其活力测定一、实验目的酶是植物体内具有催化作用的蛋白质,植物体内的生化反应,一般都是在酶的作用下进行的,没有酶的催化反应,植物的生命也就停止了,因此对酶的研究是阐明生命现象本质中十分重要的部分。
为要研究酶首先要将酶从组织中提取出来,加以分离、纯化,不同的研究目的对酶制剂的纯度要求也不相同,有些工作只需要粗的酶制剂即可,而有些工作则要求较纯的酶制剂,需根据不同情况区别对待。
在酶的提取和纯化过程中,自始至终都需要测定酶的活性,通过酶活性的测定以监测酶的去向。
二、实验原理(一)酶的提取1.酶的存在位置?存在于动植物以及微生物的细胞的各个部位。
2.如何将酶从细胞中分离?从高等植物中提取酶常遇到一些实际问题,首先是细胞中含有许多种酶,每种酶的浓度又很低,只占细胞总蛋白质中的极小部分(叶中的双磷酸核酮糖羧化酶除外),而许多植物组织中蛋白质的含量又很低。
此外,各种酶的存在状态不同,有在细胞外的外酶,在细胞内的内酶,内酶中又有与细胞器一定结构相结合的结合酶,也有的存在于细胞质中,提取时都应区别对待,作不同处理。
如果酶仅存在于细胞质中,只要将细胞破碎,酶就会转移到提取液中;但如果是与细胞器(如细胞壁、细胞核、线粒体、原生质膜、微粒体等)紧密结合的酶,这时如仅仅破碎细胞还不够,还需要用适当的方法将酶从这些结构上溶解下来。
其次,细胞中存在抑制物质,如酚,酸,离子等,它们通常在液泡中,当细胞破碎时,这些物质象蛋白质一样从细胞中释放出来,进入提取液中,特别是酚类物质,具有游离的酚羟基,能与蛋白质肽键的氧原子形成强的氢键,不能为一般的实验方法,如透析和凝胶过滤所解离。
酚易氧化产生醌,醌为一种强氧化剂,会使蛋白质的功能团发生氧化或发生聚合,使蛋白质上的反应基团,如—SH,—NH2,通过1,4—加成反应而发生不可逆的聚合作用,使酶失活,也使植物组织和提取液产生棕色,以致影响酶活性的测定。
因此如果没有特殊需要,一般常选用植物的非绿色部分或者黄化的幼苗,在这些组织中一般酚类化合物含量较低。
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1. 细胞破裂。
机械法,例如匀浆、研磨。