第三章酶的分离纯化演示教学
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Chapter 3 酶的分离与纯化我们要研究或使用一种酶,首先要采用相关方法先得到它,因此酶的分离与纯化是酶的生产、应用及酶学性质研究的基础。
Section 1 酶制剂的制备过程一个完整的酶制剂制备方案应该包括:酶活力测定体系的建立、材料的选择、材料的预处理、酶的酶学性质初步研究、酶的分离与纯化、酶制剂的保存。
一、材料的选择注意把握植物的季节性、微生物的生长期(对数生长期)和动物的生理状态等。
二、材料的预处理(一)细胞破碎上节课我们提到根据酶的分布,可将酶分为胞内酶和胞外酶。
若是胞外酶,就不存在细胞破碎的问题,但是胞外酶的种类很少,绝大多数酶都属于胞内酶。
要想获得胞内酶,就得先进行细胞破碎,使酶从细胞内释放出来,这样才能进一步进行酶的提取和分离纯化。
细胞破碎的方法很多,有机械破碎法、物理破碎法、化学破碎法和酶溶法。
在实际使用时,我们要根据细胞的特性和酶的特性选择适宜的方法,有时也可以联合采用2种或2种以上的方法,以达到细胞破碎的效果,而又不影响酶的活性。
1、机械破碎法按照所用破碎机械的不同,又可以分为捣碎法、研磨法和匀浆法。
(1)捣碎法:常用于动物内脏、植物叶芽等比较脆嫩的组织细胞的破碎,也可以用于微生物,特别是细菌的细胞破碎。
(2)研磨法:常用于微生物和植物组织细胞的破碎。
(3)匀浆法:常用于破碎易于分散、比较柔软、颗粒细小的组织细胞。
大块的组织或者细胞团需要先用组织捣碎机或研磨器械捣碎分散后才能进行匀浆。
2、物理破碎法根据物理力的不同,可分为冻融法、渗透压法和超声波破碎法。
(1)冻融法:适用于易于破碎的细胞,如革兰氏阴性菌。
如将-20℃冷冻的细胞突然放进沸水浴中,或沸水浴中的热细胞突然放进-70℃冷冻,这样都可以使细胞破坏。
但是,在酶的提取时,要注意不能在过高的温度下操作,以免引起酶的变性失活。
(2)渗透压法:适用于易于破碎的细胞,如动物细胞或革兰氏阴性菌。
使用时,先将细胞分离出来,悬浮在高渗透压的溶液中,平衡一段时间后,将细胞迅速转入低渗透压的蒸馏水或缓冲溶液中,由于渗透压的作用而使细胞破碎。
酶学第三章酶活性的测定及分离纯化第三章酶活性的测定及分离纯化在酶的分离纯化、性质研究以及酶制剂的⽣产和应⽤时,都要遇到对酶的活性、纯度及含量进⾏经常的、⼤量的测定⼯作,这是必不可少的指标。
酶活性是指酶催化⼀定化学反应的能⼒,检查酶的含量及存在,通常是⽤该酶在⼀定条件下催化某⼀特定反应的速度,即酶的活性来表⽰。
3.1 酶活性单位酶活性指的是酶制剂催化能⼒的⼤⼩,它既与酶蛋⽩的浓度有关,⼜与酶分⼦的催化能⼒⼤⼩有关。
酶活性⽤单位体积或单位质量酶制剂所含的酶单位来表⽰,即u/ml或u/mg。
3.1.1 实⽤单位不同的酶采⽤不同的标准。
如DNA聚合酶Ⅰ以在特定反应条件下,30分钟内催化10nmol dNTP合成为TCA(三氯⼄酸)不溶物所需的酶量;⼜如T4 DNA连接酶的单位定义为:在20µl反应体积中,16℃,30分钟内,将50%的HindⅢ酶切的λDNA⽚段重新连接起来所需的酶量。
ACC合成酶的单位是:30℃,1⼩时转化SAM⽣成1nmol ACC所需的酶量。
3.1.2 国际酶活性单位1961年,国际酶学会议为酶活性单位规定了⼀个统⼀的标准,即在特定的条件下,1分钟转化1µmol底物,或转化1µN底物有关基团所需的酶量为1个单位(u)。
这是酶活性的国际单位。
3.1.3 Katal1972年,国际酶学委员会提出了⼀个新的酶活单位,叫katal(kat),katal是⼀个很⼤的酶活单位,1 katal是指1秒钟转化1mol 底物,或转化1N底物有关基团所需的酶量。
1 katal=6×10u。
3.1.4 转换数在标准条件下,每摩尔单体酶或每摩尔催化中⼼在1分钟内转换底物成产物的µmol数,可表⽰为:1/Kp称为⼀个催化循环,单位为分钟。
3.1.5 ⽐活性酶的纯度往往⽤⽐活性来表⽰,⽐活性是⽤同⼀酶制剂的酶活性除以蛋⽩质的质量,即单位质量蛋⽩质所具有的酶活性,常⽤的单位为u/mg protein。