蛋白质的分离和纯化

简述蛋白质分离纯化的基本方法蛋白质是有机体重要的组成部分，由氨基酸编码，执行了多种生物功能，例如促进新陈代谢，生物合成，免疫等。

为了获得高纯度的蛋白质，必须将其从其他成分中分离和纯化。

这就是蛋白质纯化。

蛋白质纯化的基本方法包括：一、分子大小法蛋白质主要通过分子过滤器来分离和纯化。

该过程基于分子间的亲和性原理，通过过滤器膜的通透性以及不同蛋白质的大小差异将蛋白质从溶液中分离出来。

二、萃取技术萃取技术是基于蛋白质的共沉淀特性，通过不同的有机溶剂来区分和分离蛋白质，将沉淀的蛋白组分收集后，再进行精细回收。

三、离子交换技术离子交换技术也是基于蛋白质的离子属性，采用各类加压装置，以及特殊离子交换模块以及合成模块，来实现将收集物分离筛选后回收。

四、双模立体技术双模立体技术是采用两种不同的液体体系，如水基和有机溶剂基，在不同的状态或浓度下对蛋白质进行再离析技术，从而实现蛋白质的有效分离纯化。

五、凝胶精分技术凝胶精分技术是改良和发展起来的一种新型蛋白质分离纯化技术，主要基于交叉链结构，可以基本上实现同一类分子配体分子完整地分离纯化。

六、共晶引擎技术共晶引擎技术可基于共晶相邻能量差异，通过电荷，配体结合等不同形式来改变分子的邻近能量，从而有效的将蛋白质分离出来。

以上就是蛋白质分离纯化的基本方法，可以从不同的角度神明蛋白质的性质，以达到有效的提纯的目的。

蛋白质的分离纯化对解析有机体内蛋白质的结构和功能，也极为重要。

目前，已经有很多高级的技术和模块来实现蛋白质分离纯化，例如蛋白质分子调控，杂交等。

通过有效利用上述方法，可以有效精细和完整得提纯高纯度的蛋白质。

蛋白质的分离纯化方法根据分子大小不同进行分离纯化蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。

根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。

透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。

透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。

超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。

这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。

它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。

由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。

所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。

当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。

例如,在从大米渣中提取蛋白质的实验中,加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后,再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离[3]。

使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。

常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。

可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。

密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白,得到的产品纯度高但产量偏低。

蒋辰等[6]通过比较不同密度梯度介质的分离效果,利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。

凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。

凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。

蛋白质的分离纯化一，蛋白质（包括酶）的提取大部份蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质那么溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因些，可采纳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，一般以摩尔。

升浓度为宜。

缓冲液常采用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，它们具的必然的亲水性，还有较强的亲脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。

但必需在低温下操作。

丁醇提取法对提取一些与脂质结合紧密的蛋白质和酶专门优越，一是因为丁醇亲脂性强，专门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%）可不能引发酶的变性失活。

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。

蛋白质的分离和纯化的方法
蛋白质分离纯化常用方法有：
1、沉淀；
2、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。

根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。

3、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。

4、层析：
a.离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定PH时，各蛋白质的电荷量及性质不同，故可以通过离子交换层析得以分离。

如阴离子交换层析，含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来f
b.分子筛，又称凝胶过滤。

小分子蛋白质进入孔内，滞留时间长，大分子蛋白质不能时入孔内而径直流出。

5、超速离心：既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。

不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开。

蛋白质的分离纯化方法2.1根据分子大小不同进行分离纯化蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。

根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。

透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。

透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。

超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。

这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。

它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。

由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。

所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。

当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。

例如,在从大米渣中提取蛋白质的实验中,加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后,再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离[3]。

使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。

常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。

可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。

密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白,得到的产品纯度高但产量偏低。

蒋辰等[6]通过比较不同密度梯度介质的分离效果,利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。

凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。

凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。

蛋白质分离纯化与鉴定蛋白质分离纯化与鉴定是蛋白质的关键步骤，它包括从蛋白质样品中分离出蛋白质和去除剩余的其他杂质，从而确保得到高纯度的蛋白质，同时也可以利用这一步骤对蛋白质进行识别和定量。

蛋白质分离纯化和鉴定依赖于特定的结合机制来对蛋白质样品和它们之间的干扰进行分离，纯化和定量，重要的是选择合适的结合机制，包括静电结合、磁性结合和生物类比结合。

静电结合是利用离子的电荷来实现蛋白质的结合的一种方法，如逆流苯胺凝胶电泳（IEX）、硼滤膜萃取（BFE）、凝胶乳液沉淀（GFC）等。

其优势是有效的提取蛋白质，不会分离出太多的杂质，因此可用于纯化以及分离同种蛋白质，但存在着选择性不高和操作复杂的问题。

磁性分离是利用磁性粒子将蛋白质（如金蛋白）从样品中分离出来的一种技术，主要应用于从生物体或细胞内筛选靶向蛋白质，如免疫磁珠筛选和快速免疫磁珠筛选等。

优势是极好的选择性和高回收率，缺点是不能太多的纯化和定量。

生物类比结合是指使用小分子有机分子的氢键与蛋白质聚合体的氢键形成竞争，使蛋白质结构发生变化、表面可溶性结构发生变化，以达到蛋白质分离纯化和鉴定的目的。

生物类比结合技术同时具有高分辨率、高效率、低毒性及可控性优点。

如两亲聚酰胺模型（TCA）技术、新型聚乙二醇活性纤维素（PEG）技术等。

优势在于可同时提取多种蛋白质，经纯化后的蛋白质也能保留蛋白质的完整性，但缺点是技术操作比较复杂，耗时较久。

蛋白质分离纯化与鉴定是一个综合技术，因此在蛋白质分离纯化及鉴定过程中应根据蛋白质特性，选择最适合自身情况的结合机制，进行一系列的步骤，以得到最纯净的蛋白质分离纯化，识别和定量的目的。

分离纯化蛋白质的方法及原理
蛋白质纯化是生物分子的一项重要技术，它是分子生物学的核心技术之一，也是蛋白质结构及功能的研究的基础。

它可以从生物样本中分离出蛋白质，研究其结构、性质、功能及相关特性。

根据蛋白质纯化的原理和方法，可以分为物理法、化学法和生物学法等。

1.物理法
物理法是纯化蛋白的最简单方法之一，通常通过使用力场或温度去把一定浓度的蛋白质从溶质中萃取出来。

物理法不耗费能量也不会改变蛋白质的化学结构，不改变蛋白质的结构和功能，但有时可能会引发蛋白质的活性降低，因为櫛发性和相互之间复合物的结合可能会受到改变。

例如分子筛膜技术、沉淀离心技术等。

2.化学法
化学法是一种可以改变蛋白质结构的方法，一般是通过有机溶剂或水溶性固定相，以水或有机溶剂和化学试剂实现蛋白质的分离和纯化。

化学法可以破坏蛋白质的活性，从而改变其化学结构和功能，或者通过改变蛋白质的电性或物理状态来实现蛋白质的分离和纯化。

例如偏光技术、电泳技术、蛋白质酶剪切技术等。

3.生物学法
生物学法是一种比较复杂的蛋白质分离方法，是利用特定生物因子。

一、蛋白质分离纯化得一般原则大多数蛋白质在组织细胞中都就是与核酸等生物分子结合在一起,而且每种类型得细胞都含有成千上万种不同得蛋白质。

许多蛋白质在结构、性质上有许多相似之处,所以蛋白质得分离提纯就是一项复杂得工作。

到目前为止,还没有一套现成得方法能把任何一种蛋白质从复杂得混合物中提取出来。

但就是对于任何一种蛋白质都有可能选择一种较合适得分离纯化程序以获得高纯度得制品。

且分离得关键步骤、基本手段还就是共同得。

ﻫ蛋白质提纯得目得就是增加产品得纯度与产量,同时又要保持与提高产品得生物活性、因此,要分离纯化某一种蛋白质,首先应选择一种含目得蛋白质较丰富得材料、其次,应设法避免蛋白质变性,以制备有活性得蛋白质、对于大多数蛋白质来说,纯化操作都就是在0～４℃得低温下进行得、同时也应避免过酸、过碱得条件以及剧烈得搅拌与振荡。

另外,还要设法除去变性得蛋白质与其它杂蛋白,从而达到增加纯度与提高产量得目得。

ﻫ二、分离纯化蛋白质得一般程序ﻫ分离纯化蛋白质得一般程序可分为以下几个步骤:(一)材料得预处理及细胞破碎ﻫ分离提纯某一种蛋白质时,首先要把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持原来得天然状态,不丧失活性。

所以要采用适当得方法将组织与细1。

机械破碎法ﻫ这种方法就胞破碎。

常用得破碎组织细胞得方法有:ﻫ是利用机械力得剪切作用,使细胞破碎。

常用设备有,高速组织捣碎机、匀浆器、研钵等。

2。

渗透破碎法ﻫ这种方法就是在低渗条件使细胞溶胀而破碎。

3、反复冻融法生物组织经冻结后,细胞内液结冰膨胀而使细胞胀破。

这种方法简单方便,但要注意那些对温度变化敏感得蛋白质不宜采用此法、ﻫ４. 超声波法ﻫ使用超声波震荡器使细胞膜上所受张力不均而使细胞破碎。

５、酶法如用溶菌酶破坏微生物细胞等。

(二) 蛋白质得抽提ﻫ通常选择适当得缓冲液溶剂把蛋白质提取出来。

抽提所用缓冲液得ｐH、离子强度、组成成分等条件得选择应根据欲制备得蛋白质得性质而定。

如膜蛋白得抽提,抽提缓冲液中一般要加入表面活性剂(十二烷基磺酸钠、tritｏnX—10０等),使膜结构破坏,利于蛋白质与膜分离。

分离纯化蛋白质的方法及原理分离纯化蛋白质是生物化学和分子生物学研究中的重要步骤。

蛋白质的分离与纯化可以使我们更好地理解蛋白质的结构和功能，并为进一步的研究提供可靠的蛋白质样本。

下面将介绍一些常见的蛋白质分离和纯化方法及其原理。

1.存活细胞提取法：这种方法是从细胞中提取蛋白质。

先将细胞破碎，然后通过离心等手段去除细胞碎片和细胞器，留下蛋白质溶液。

使用该方法分离的蛋白质包括细胞质蛋白、细胞膜蛋白等。

2.柱层析法：柱层析法是一种广泛应用的蛋白质分离方法。

它主要依据蛋白质的性质（如分子质量、电荷、亲水性等）在各种填料（如离子交换、凝胶透析、亲和层析等）上的差异进行选择性分离。

原理是根据蛋白质与填料之间的相互作用，通过溶液通过填料层析柱时，不同蛋白质以不同速率在填料间扩散，并在填料内发生各种相互作用，从而实现蛋白质的分离。

该方法可同时分离多个蛋白质，并制备高纯度的蛋白质。

3.电泳法：电泳法是根据蛋白质在电场中的迁移速率、电荷性质和分子大小等特征进行分离的方法。

常见的电泳方法包括SDS-、等电聚焦电泳、二维电泳等。

其中，SDS-是最常用的蛋白质分离方法之一，它通过SDS（十二烷基硫酸钠）使蛋白质变成带负电荷的复合物，继而在电场作用下，按照蛋白质的分子质量大小进行分离。

4.超滤法：超滤法是根据不同分子量的蛋白质在超滤膜上的渗透性差异进行分离。

超滤分离可以根据孔隙的大小将不同分子量的蛋白质阻滞，有效地去除较小分子量的杂质，得到目标蛋白质的高纯度。

5.亲和层析法：亲和层析法是通过目标蛋白质与配体之间的特异性结合进行分离的方法。

配体可以是特定的抗体、金属离子、凝胶颗粒等。

原理是通过将配体共价结合到固定相上，然后将蛋白质样品溶液通过，使目标蛋白质与配体发生特异性结合，其他非特异性结合的蛋白质被洗脱，最后目标蛋白质被洗出。

6.上下层析法：上下层析法是一种根据沉降速度差异进行分离的方法。

利用离心过程中不同蛋白质溶液中蛋白质的不同沉降速度将蛋白质分离。

蛋白质的分离纯化方法
蛋白质分离纯化是生物学研究的基础，也是生物技术的重要内容。

蛋
白质的分离纯化包括各种技术，有基于物理性质的分离技术，基于化学性
质的分离技术，也有基于生物学性质的分离技术，以及结合物理学、化学
和生物学的复合分离技术。

（一）物理性质分离
物理性质分离是指根据蛋白质的热稳定性、电荷和非电荷性等物理性质，运用精馏、沉淀等方法来分离纯化蛋白质。

例如通过超速离心可以将
悬浮于溶液中的悬液分离出来；用电泳来分离稠浆状溶液中的粒状固体；
通过精馏来分离不同分子量的蛋白质；结构性蛋白质可以利用蒸发或热稳
定性差异进行分离；在高倍弥散能够分离多肽链；通过简单沉淀和浓缩等
技术也可以分离纯化蛋白质。

（二）化学性质分离法
化学性质分离法是指根据蛋白质的氨基酸组成、汞结合能力、还原性、可溶性等化学特性，运用离子交换色谱、酸-碱色谱、凝胶电泳、乙醇沉
淀等技术来分离纯化蛋白质。