生物化学实验--蛋白质性质试验

天津科技大学生物化学实验报告专业：班级：姓名学号组别第组实验项目同组人完成时间年月日【实验名称】《垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质》【实验目的】学习SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS—PAGE)测定蛋白质的分子量的原理和基本操作技术。

【实验原理】蛋白质的性质：三种物理效应：、、。

1、2、3、成绩：教师签字：批阅日期：聚丙烯酰胺凝胶电泳的四个不连续：、、、。

1、2、3、4、蛋白质的分子量与电泳迁移率之间的关系是：Mr=K(10-b·m)logMr=LogK—b·Rm式中Mr——蛋白质的分子量；logK——截距；b——斜率；Rm——相对迁移率。

实验证明，蛋白质分子量在15,000～200,000的范围内，电泳迁移率与分子量的对数之间呈线性关系。

蛋白质的相对迁移率Rm＝蛋白质样品的迁移距离／染料(溴酚蓝)迁移距离。

这样，在同一电场中进行电泳，把标准蛋白质的相对迁移率与相应的蛋白质分子量对数作图，由未知蛋白的相对迁移率可从标准曲线上求出它的分子量。

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法测定蛋白质的分子量具有简便、快速、重复性好的优点，是目前一般实验室常用的测定蛋白质分子量的方法。

【材料与设备】1.仪器设备DYCZ-24D垂直板电泳槽(北京市六一仪器厂),电泳仪,微量移液器2.材料烧杯(250mL、500mL)、量筒(500mL、250mL)、培养皿3.主要试剂（1）标准蛋白混合液：内含磷酸化酶(Mw94,000)，牛血清蛋白(Mw67,000)，肌动蛋白(Mw43,000)，磷酸酐酶(Mw30,000)和溶菌酶(Mw14,000)（2）30％凝胶贮备液：Acr30g，Bis0.8g,加蒸馏水至100mL（3）分离胶缓冲液(1.5mol／L):Tris18.15g,加水溶解,6mol/L HCl调pH8.9,定容100mL（4）浓缩胶缓冲液(0.5mol／L):Tris6g,加水溶解，6mol/L HCl调pH6.8，并定容到100mL（5）5×电极缓冲液(pH8.3)：SDS lg，Tris6g，Gly28.8g，加水溶解并定容到1000mL。

实验一、甲醛滴定法测定氨基氮一、 实验目的：初步掌握甲醛滴定法测定氨基酸含量的原理和操作要点。

二、 实验原理氨基酸是两性电解质，在水溶液中有如下平衡：对溶液氨基酸含量的测定主要依据平衡中电离H +的浓度来确定。

因此，反应平衡应向右进行。

平衡向右的促进方式：1）增加底物的浓度——A 、增加AA 的浓度（本实验目的是测定氨基酸的含量，必须保证固定的氨基酸浓度；B 、加碱，让H +电离。

但—NH 3+ 是弱酸，完全解离时pH 为11~12或更高，若用碱滴定—NH 3+所释放的H + 不测量氨基酸，一般指示剂色域小于10，很难准确指示终点。

因此，直接用碱滴定是不可行的。

2）降低产物的浓度——在本实验中用加入过量甲醛的方式：常温下，甲醛能迅速与氨基酸的氨基结合，生成羟甲基化合物，使平衡右移，促使—NH 3+释放H +，使溶液的酸度增加，同时也使滴定终点从强碱区域（pH11~12）移至弱碱区域（pH9.0左右）。

而这一区域正好是酚酞的敏感变色区域(pH8~10)。

因此，可用酚酞用指示剂，用标准氢氧化钠溶液滴定（刚好微红）。

由滴定所用的NaOH 量就可计算出溶液中氨基酸的含量，这就称氨基酸的甲醛滴定法。

如样品为一种已知的氨基酸，从甲醛滴定的结果可算出氨基氮的含量。

当然，如样品是蛋白质水解液，（实际上是多种氨基酸的混合物），则滴定结果不能作为氨基酸的定量依据。

但是，基本规律如下：当蛋白质水解时，放出游离的氨基，随着水解程度的增加，滴定值也增加。

当滴定值不再增加，表示水解作用已完全。

相反，蛋白质合成时游离氨基减少。

因此，可以用此法测定溶液中的氨基量，就能大体判断出蛋白质水解或合成的进度。

二羟甲基氨基酸三、实验器材1、25ml锥形瓶2、微量滴定管3、吸管4、移液管四、实验试剂1、0.1mol/L标准甘氨酸溶液300ml准确称取750mg甘氨酸，溶解后定容至100ml。

2、0.1mol/L 标准氢氧化钠溶液500ml3、酚酞指示剂20ml0.5%酚酞的50%乙醇溶液4、中性醛溶液400ml在50ml 36%~37% 分析纯甲醛溶液中加入1mL 0.1% 酚酞乙醇水溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液滴定到微红，贮于密闭的玻璃瓶中。

《生物化学实验》教学方案湖南文理学院生命科学学院学院生化与分子生物学教研组实验一蛋白质的性质实验（ 1 ）—蛋白质和氨基酸的呈色反应授课题目：蛋白质的性质实验（ 1 ）——蛋白质和氨基酸的呈色反应（ 3 学时）授课对象：生科、农学、动科专业授课教师：教学目标及基本要求：1 、了解蛋白质的基本结构单位及主要连接方式。

2 、了解某些蛋白质和氨基酸的呈色反应原理。

3 、学习几种常见的鉴定蛋白质和氨基酸的方法。

教学内容提要及时间分配：1 、实验原理讲解： 12 分钟双缩脲反应的原理茚三酮反应的原理黄色反应的原理坂口反应的原理考马斯亮蓝反应的原理2 、实验试剂与器材 2 分钟3 、实验步骤讲解： 10 分钟4 、总结。

2 分钟教学重点及难点：1 、双缩脲反应的原理。

2 、蛋白质、氨基酸与水合茚三酮的显色反应。

教学方法：采用启发式教学，结合理论，对实验步骤进行分析并给于适当示范。

教学手段（挂图、幻灯、多媒体…等）：采用板书等手段进行教学。

使用的教材及参考资料：1 、生物化学实验指导，自编讲义。

2 、基础生物化学实验，高等教育出版社，王秀奇主编，第二版， 2003 年。

思考题：1 、如果蛋白质水解后双缩脲反应呈阴性时，可以对水解反应程度作出什么样的推论？2 、茚三酮反应的阳性结果为何颜色？能否用茚三酮反应可靠鉴定蛋白质的存在？3 、考马斯亮蓝 G-250 法测定蛋白质含量的原理是什么？4 、如何正确使用分光光度计？5 、测定蛋白质含量还有哪些方法，测定原理有哪些不同？本单元教学总结（教学的主要经验、效果、存在的问题、改进措施等）1 、结合理论内容讲述实验内容，效果较好。

2 、强调实验基本操作规范，让学生养成良好的实验习惯，具有扎实的实验技能。

实验二蛋白质的性质实验（ 2 ）—蛋白质等电点的测定和沉淀反应授课题目：蛋白质的性质实验（ 2 ）——蛋白质等电点的测定和沉淀反应（ 3 学时）授课对象：生科、农学、动科专业授课教师：教学目标及基本要求：1 、了解蛋白质的两性解离性质。

生物化学实验讲义实验一蛋白质的性质实验——蛋白质及氨基酸的呈色反应及蛋白质的沉淀反应实验目的1．了解构成蛋白质的基本结构单位及主要连接方式。

2．了解蛋白质和某些氨基酸的呈色反应原理。

3．学习几种常用的鉴定蛋白质和氨基酸的方法。

4．加深对蛋白质溶液的胶体性质的认识，了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义。

，一、茚三酮反应1.实验原理除脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质外，所有α—氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应生成蓝紫色物质。

β-丙氨酸、氨和许多一级胺都呈阳性反应。

尿素、马尿酸、二酮吡唪和肽键上的亚氨基不呈现此反应。

因此，虽然蛋白质和氨基酸均有茚三酮反应，但能与茚三酮呈阳性反应的不一定就是蛋白质或氨基酸。

在定性、定量测定中，应严防干扰物存在。

该反应十分灵敏，1∶1 500 000浓度的氨基酸水溶液即能给出反应，是一种常用的氨基酸定量测定方法。

茚三酮反应分为两步，第一步是氨基酸被氧化形成CO2、NH3和醛，水合茚三酮被还原成还原型茚三酮；第二步是所形成的还原型茚三酮同另一个水合茚三酮分子和氨缩合生成有色物质。

此反应的适宜pH为5~7，同一浓度的蛋白质或氨基酸在不同pH条件下的颜色深浅不同，酸度过大时甚至不显色。

2.材料、仪器与试剂蛋白质溶液；新鲜鸡蛋清溶液（蛋清∶水=1∶9）；0.5%甘氨酸溶液；0.1%茚三酮水溶液；0.1%茚三酮-乙醇溶液3.实验操作①取2支试管分别加入鸡蛋清溶液和0.5%甘氨酸溶液1ml，再各加0.5ml0.1%茚三酮水溶液，混匀，在沸水浴中加热1~2分钟，观察颜色由粉色变紫红色再变蓝。

②在一小块滤纸上滴一滴0.5%甘氨酸溶液，风干后，再在原处滴一滴0.1%茚三酮乙醇溶液，在微火旁烘干显色，观察紫红色斑点的出现。

二、黄色反应1.实验原理含有苯环结构的氨基酸，如酪氨酸和色氨酸，遇硝酸后，可被硝化成黄色物质，该化合物在碱性溶液中进一步形成橙黄色的硝醌酸钠。

多数蛋白质分子含有带苯环的氨基酸，所以有黄色反应，苯丙氨酸不易硝化，需加入少量浓硫酸才有黄色反应。

实验一蛋白质的定量测定蛋白质的定量分析是生物化学和其它生命学科最常涉及的分析内容，是临床上诊断疾病及检查康复情况的重要指标，也是许多生物制品，药物、食品质量检测的重要指标。

在生化实验中，对样品中的蛋白质进行准确可靠的定量分析，则是经常进行的一项非常重要的工作。

蛋白质是一种十分重要的生物大分子：它的种类很多，结构不均一，分子量又相差很大，功能各异，这样就给建立一个理想而又通用的蛋白质定量分析的方法代来了许多具体的困难。

目前测定蛋白质含量的方法有很多种，下面列出根据蛋白质不同性质建立的一些蛋白质测定方法：物理性质：紫外分光光度法化学性质：凯氏定氮法、双缩脲法、Lowry 法，BCA 法，胶体金法染色性质：考马氏亮蓝染色法、银染法其他性质：荧光法蛋白质测定的方法很多，但每种方法都有其特点和局限性，因而需要在了解各种方法的基础上根据不同情况选用恰当的方法，以满足不同的要求。

例如凯氏定氮法结果最精确，但操作复杂，用于大批量样品的测试则不太合格；双缩脲法操作简单，线性关系好，但灵敏度差，样品需要量大，测量范围窄，因此在科研上的应用受到限制；而酚试剂法弥补了它的缺点，因而在科研中被广泛采用，但是它的干扰因素多；考马氏亮兰染色法因其灵敏而又简便开始重新受到关注；BCA 法又以其试剂稳定，抗干扰能力较强，结果稳定，灵敏度高而受到欢迎；胶体金法具有较高的灵敏度，可达到毫微克水平，用于微量蛋白的测定。

常用的测定蛋白质含量方法的比较测定范围（μ 不同种类最大吸收波方法特点g/ml）蛋白的差异长nm 标准方法，准确，操作麻烦，费时，凯氏定氮法小灵敏度低，适用于标准的测定紫外分光光灵敏，快速，不消耗样品，核酸类物100—1000 大280205 度法质有影响重复性、线性关系好，灵敏度低，测双缩脲法1000—10000 小540 定范围窄，样品需要量大Folin-酚试20—500 大750 灵敏，费时较长，干扰物质多剂法考马氏亮蓝灵敏度高，稳定，误差较大，颜色会50—500 大595 G-250 转移灵敏度高，稳定，干扰因素少，费时BCA 50—500 大562 较长由于凯氏定氮法的操作作过于复杂，双缩脲法的灵敏度又太低，下面介绍Folin—酚试剂法，考马氏亮蓝G—250 染色法，紫外分光光度法、胶体金法等几种最常用使用的方法。

实验一 蛋白质的两性性质及等电点的测定一 实验目的通过实验了解蛋白质的两性性质和等电点的意义及与蛋白质分子聚沉的关系。

二 实验原理蛋白质是由许多氨基酸组成的，故也是两性电解质。

蛋白质分子中可以解离的基团除末端a －氨基与羧基外，还有肽链上氨基酸残基的侧链基团，如非a －羧基及氨基、胍基、咪唑基等基团，它们都能解离成带电基团。

因此，蛋白质分子与氨基酸一样，在酸性溶液中作碱性解离，成为带正电荷的阳离子，在碱性溶液中作酸性解离，成为带负电荷的阴离子。

RNH 3+RCOONH 3+RCOO H 2NOHOH在一定氢离子浓度时，蛋白质分子的酸性解离与碱性解离相等，成为中性颗粒，所带正负电荷相等，净电荷为零，此时溶液的pH 值称为蛋白质的等电点（pI ）。

在等电点时蛋白质分子在电场中既不向阴极移动，也不向阳极移动。

而且分子间因碰撞而引起聚沉的倾向增加。

所以此时蛋白质溶解度最小，若再加入乙醇、丙酮等试剂与蛋白质分子争夺水分子，减低了蛋白质分子外水化膜的厚度，而使浑浊度增加，蛋白质等电点与所含氨基酸种类和数量有关。

若蛋白质含酸性氨基酸多，则等电点多略酸性，如胃蛋白酶的等电点为pH1左右，也有一些蛋白质含碱性氨基酸多，则等电点偏碱性。

如鱼精蛋白等电点为pH12.0-12.4，含酸性和碱性氨基酸残基数目相近的蛋白质，其等电点为中性偏酸约5左右。

本实验采用酪蛋白在不同pH 溶液中形成的混浊度来确定其等电点，即混浊度最大的溶液pH 值为该种蛋白质的等电点。

三 实验设备(1) 试管架 1个(2) 吸管 1mL 2支 ；2mL 1支 ；5mL 1支；10mL 1支 (3) 试管 1.5×15mL 10支 (4) 滴管 2支四 实验试剂（1）1mol/L 醋酸溶液：量取99.5%醋酸(比重1.05)2.875 mL ，加水至50 mL 。

（2）0.1mol/L 醋酸溶液：量取1mol/L 醋酸5 mL ，加水至50 mL 。