酶的提取與分離純化.ppt
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1、第三章第三章 酶的提取與分離純化酶的提取與分離純化 電泳電泳(electrophoresis,EPelectrophoresis,EP):指帶電粒子:指帶電粒子在電場中向著與其所帶電荷性質(zhì)相反的電在電場中向著與其所帶電荷性質(zhì)相反的電極方向移動的過程。極方向移動的過程。電電泳泳技技術(shù)術(shù)是是根根據(jù)據(jù)各各種種帶帶電電粒粒子子在在電電場場中中遷遷移移速速度度的的不不同同而而對對物物質(zhì)質(zhì)進(jìn)進(jìn)行行分分離離的的實(shí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。驗(yàn)技術(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 電電 泳泳1一、電泳的基本理論一、電泳的基本理論 1.1.原理原理:在一定在一定pHpH條件下條件下(用(用bufferbuffer),),不同大小、不同大小、形狀及
2、帶電顆粒在電場中的移動速度不同形狀及帶電顆粒在電場中的移動速度不同(用遷移率表示),(用遷移率表示),各自集中到特定的位置上而形各自集中到特定的位置上而形成緊密的泳動帶。成緊密的泳動帶。+-2 影響影響遷移率遷移率的因素:的因素:顆粒性質(zhì):顆粒性質(zhì):Q Q越大、越大、r r越小、形狀越接近球形,越小、形狀越接近球形,v v 越快。越快。電場強(qiáng)度:電場強(qiáng)度:E E越高,越高,v v越快。越快。電泳液:電泳液:pH pH值:離值:離pIpI越遠(yuǎn),越遠(yuǎn),v v越快。越快。(用(用bufferbuffer保持恒定)保持恒定)離子強(qiáng)度:離子強(qiáng)度越高,離子強(qiáng)度:離子強(qiáng)度越高,v v 越低。越低。通常,緩沖
3、液離子強(qiáng)度在通常,緩沖液離子強(qiáng)度在0.02-0.20.02-0.2之間。之間。電電 滲:在電場中,液體對于固體支持物的相對移動。滲:在電場中,液體對于固體支持物的相對移動。應(yīng)避免用高電滲物質(zhì)作支持介質(zhì)。應(yīng)避免用高電滲物質(zhì)作支持介質(zhì)。3 自由界面電泳:自由界面電泳:又稱移動界面電泳又稱移動界面電泳,指在沒指在沒有支持介質(zhì)的溶液中進(jìn)行的電泳。有支持介質(zhì)的溶液中進(jìn)行的電泳。區(qū)帶電泳區(qū)帶電泳:指有支持介質(zhì)的電泳,待分離物指有支持介質(zhì)的電泳,待分離物質(zhì)在支持介質(zhì)上分離成若干區(qū)帶。質(zhì)在支持介質(zhì)上分離成若干區(qū)帶。支持介質(zhì)的作用支持介質(zhì)的作用:防止電泳過程中的對流和擴(kuò)散。防止電泳過程中的對流和擴(kuò)散。2.2.電
4、泳的分類電泳的分類4按支持介質(zhì)種類的不同,區(qū)帶電泳可分為:按支持介質(zhì)種類的不同,區(qū)帶電泳可分為:紙電泳:用濾紙作支持介質(zhì),用于核苷酸定性定量分析。紙電泳:用濾紙作支持介質(zhì),用于核苷酸定性定量分析。醋酸纖維素薄膜電泳:常用于分析血清蛋白、胎盤球蛋白,醋酸纖維素薄膜電泳:常用于分析血清蛋白、胎盤球蛋白,優(yōu)點(diǎn)是簡便迅速,便于保存照相,比紙電泳分辨率高。優(yōu)點(diǎn)是簡便迅速,便于保存照相,比紙電泳分辨率高。v以上兩種類型的電泳,由于介質(zhì)的孔徑度大,沒有分子以上兩種類型的電泳,由于介質(zhì)的孔徑度大,沒有分子篩效應(yīng),主要靠被分離物的電荷多少進(jìn)行分離。篩效應(yīng),主要靠被分離物的電荷多少進(jìn)行分離。5瓊脂糖凝膠電泳:瓊脂
5、糖凝膠電泳:一般用于核酸的分離分析。瓊脂糖凝膠孔徑度較大,對一般用于核酸的分離分析。瓊脂糖凝膠孔徑度較大,對大部分蛋白質(zhì)只有很小的分子篩效應(yīng)。大部分蛋白質(zhì)只有很小的分子篩效應(yīng)。聚丙烯酰胺凝膠電泳:聚丙烯酰胺凝膠電泳:用于核酸和蛋白質(zhì)的分離、純化及檢測。分辨率高。用于核酸和蛋白質(zhì)的分離、純化及檢測。分辨率高。v聚丙烯酰胺和瓊脂糖是目前實(shí)驗(yàn)室最常用的支持介質(zhì)。聚丙烯酰胺和瓊脂糖是目前實(shí)驗(yàn)室最常用的支持介質(zhì)。6 3.3.電泳常用設(shè)備電泳常用設(shè)備(1 1)電泳儀電泳儀 :提供穩(wěn)定直流電源的裝置:提供穩(wěn)定直流電源的裝置 。常壓電泳儀(常壓電泳儀(600V600V)高壓電泳儀(高壓電泳儀(3000V300
6、0V)超高壓電泳儀(超高壓電泳儀(30000V30000V50000V50000V)(2 2)電泳槽電泳槽:自由界面電泳槽自由界面電泳槽 管狀電泳槽管狀電泳槽 板狀電泳槽板狀電泳槽(3 3)附屬設(shè)備:附屬設(shè)備:7二、聚丙烯酰胺凝膠電泳二、聚丙烯酰胺凝膠電泳!聚丙烯酰胺凝膠電泳聚丙烯酰胺凝膠電泳(polyacrylamide polyacrylamide gel electrophoresisgel electrophoresis,PAGEPAGE)是以聚丙烯酰胺凝是以聚丙烯酰胺凝膠作為支持介質(zhì)的一種電泳方法。膠作為支持介質(zhì)的一種電泳方法。81.1.原理原理 聚丙烯酰胺凝膠是由丙烯酰胺單體聚丙烯
7、酰胺凝膠是由丙烯酰胺單體(AcrAcr)和交聯(lián)劑和交聯(lián)劑N N,N-N-甲叉雙丙烯酰胺甲叉雙丙烯酰胺(BisBis)在催化劑和加速劑作用下聚合的。在催化劑和加速劑作用下聚合的。9CHCH2 2=CH=CHC=OC=ONHNH2 2CH2=CHCH2=CH C=O C=O NH NH CH CH2 2 NH NH C=O C=O CH CH2 2=CH=CH-CH-CH2 2-CH-CH-CHCH2 2-CH-CH-n nCHCH2 2-CH-CH-C=O C=O C=O C=O NH NH2 2 NH NH CH CH2 2 NH NH C=O C=O-CH-CH2 2-CH-CH-CHCH2
8、 2-CH-CH-n nCHCH2 2-CH-CH-C=O C=O C=O C=O NH NH NH NH2 2丙烯酰胺丙烯酰胺N,N-N,N-甲叉雙丙烯酰胺甲叉雙丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺AcrBis10 聚丙烯酰胺凝膠聚合的催化體系有兩種:聚丙烯酰胺凝膠聚合的催化體系有兩種:1 1)化學(xué)催化系統(tǒng):)化學(xué)催化系統(tǒng):AP-TEMEDAP-TEMED 催化劑:過硫酸銨催化劑:過硫酸銨(ammonium persulfateammonium persulfate,APAP)加速劑:加速劑:TEMEDTEMED(N N,N N,NN,N-N-四甲基乙二胺)四甲基乙二胺)2 2)光催化系統(tǒng):核黃素光
9、()光催化系統(tǒng):核黃素光(TEMEDTEMED)催化劑催化劑:核黃素核黃素(維生素(維生素B B2 2)引發(fā)劑引發(fā)劑:光光 TEMED TEMED的存在,可加速聚合。的存在,可加速聚合。.11 凝膠濃度越大凝膠濃度越大(?。?,(?。?,孔徑越小孔徑越小(大),(大),可可分離分子量較小分離分子量較?。ù螅ù螅┑念w粒。的顆粒。Acr Acr與與Bis的重量比應(yīng)在的重量比應(yīng)在30左右。左右。凝膠濃度和交聯(lián)度與孔徑大小的關(guān)系凝膠濃度和交聯(lián)度與孔徑大小的關(guān)系12樣品樣品分子量(分子量(DaDa)適宜的凝膠濃度()適宜的凝膠濃度()蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)105510105 52020303015152020101
10、015155 510102 25 5聚丙烯酰胺凝膠濃度參考表聚丙烯酰胺凝膠濃度參考表132.2.分離效應(yīng)分離效應(yīng) PAGE PAGE根據(jù)其有無濃縮效應(yīng),分為:根據(jù)其有無濃縮效應(yīng),分為:連續(xù)電泳連續(xù)電泳 采用相同孔徑的凝膠和相同的緩沖系統(tǒng)采用相同孔徑的凝膠和相同的緩沖系統(tǒng)不連續(xù)電泳不連續(xù)電泳 采用不同孔徑的凝膠和不同緩沖體系采用不同孔徑的凝膠和不同緩沖體系 電荷效應(yīng)電荷效應(yīng)不連續(xù)不連續(xù)PAGE PAGE 分子篩效應(yīng)分子篩效應(yīng) 濃縮效應(yīng)濃縮效應(yīng) 連續(xù)連續(xù)PAGEPAGE14 電荷效應(yīng)電荷效應(yīng):分離膠中,蛋白質(zhì)表面凈電荷不同,分離膠中,蛋白質(zhì)表面凈電荷不同,遷移率不同。遷移率不同。分子篩效應(yīng):分子篩
11、效應(yīng):大小和形狀不同的樣品分子通大小和形狀不同的樣品分子通過一定孔徑的分離膠時,受阻滯的程度不同而表過一定孔徑的分離膠時,受阻滯的程度不同而表現(xiàn)出不同的遷移率?,F(xiàn)出不同的遷移率。濃縮效應(yīng):濃縮效應(yīng):使樣品在濃縮膠中被濃縮成一條使樣品在濃縮膠中被濃縮成一條窄帶,然后再進(jìn)入分離膠進(jìn)行分離。窄帶,然后再進(jìn)入分離膠進(jìn)行分離。15不連續(xù)聚丙烯酰胺凝膠電泳不連續(xù)聚丙烯酰胺凝膠電泳系統(tǒng)的不連續(xù)性表現(xiàn)在以下幾個方面:系統(tǒng)的不連續(xù)性表現(xiàn)在以下幾個方面:1.1.凝膠分上、下兩層,上層為大孔徑的濃縮膠,下層為小孔凝膠分上、下兩層,上層為大孔徑的濃縮膠,下層為小孔徑的分離膠。徑的分離膠。2.2.緩沖液離子組成及各層凝
12、膠的緩沖液離子組成及各層凝膠的pHpH不同。電極緩沖液為不同。電極緩沖液為pH8.3pH8.3的的Tris-Tris-甘氨酸緩沖液,濃縮膠為甘氨酸緩沖液,濃縮膠為pH6.8pH6.8的的Tris-HClTris-HCl緩沖液,緩沖液,分離膠為分離膠為pH8.8pH8.8的的Tris-HClTris-HCl緩沖液。緩沖液。3.3.在電場中形成不連續(xù)的電位梯度。在電場中形成不連續(xù)的電位梯度。不連續(xù)系統(tǒng),有三種物理效應(yīng),即樣品的濃縮效應(yīng),凝膠不連續(xù)系統(tǒng),有三種物理效應(yīng),即樣品的濃縮效應(yīng),凝膠的分子篩效應(yīng)和電荷效應(yīng),提高了分辨率。的分子篩效應(yīng)和電荷效應(yīng),提高了分辨率。16三、三、SDSSDS聚丙烯酰胺
13、凝膠電泳聚丙烯酰胺凝膠電泳 十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis,sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGESDS-PAGE)簡稱簡稱SDSSDSPAGEPAGE。是目前測定蛋白質(zhì)亞基相對分子量的一種是目前測定蛋白質(zhì)亞基相對分子量的一種最好的辦法最好的辦法 。171.1.原理:原理:SDSSDS是種陰離子去污劑,帶有大量負(fù)電荷,是種陰離子去污劑,帶有大量負(fù)電荷
14、,與蛋白質(zhì)結(jié)合后使蛋白質(zhì)所帶負(fù)電荷大大超過了天然與蛋白質(zhì)結(jié)合后使蛋白質(zhì)所帶負(fù)電荷大大超過了天然蛋白質(zhì)原有的負(fù)電荷,因而消除或掩蓋了不同種類蛋蛋白質(zhì)原有的負(fù)電荷,因而消除或掩蓋了不同種類蛋白質(zhì)間原有電荷的差異。白質(zhì)間原有電荷的差異。SDS SDS破壞蛋白質(zhì)氫鍵、疏水鍵,巰基乙醇使二硫鍵破壞蛋白質(zhì)氫鍵、疏水鍵,巰基乙醇使二硫鍵打開,引起蛋白質(zhì)構(gòu)象改變,使蛋白質(zhì)打開,引起蛋白質(zhì)構(gòu)象改變,使蛋白質(zhì)SDSSDS復(fù)合物復(fù)合物形狀近似橢圓形,短軸相同形狀近似橢圓形,短軸相同(1.8nm1.8nm),),長軸與蛋白質(zhì)分長軸與蛋白質(zhì)分子量成正比。子量成正比。因此,蛋白質(zhì)因此,蛋白質(zhì)SDSSDS復(fù)合物在凝膠中的遷
15、移率不復(fù)合物在凝膠中的遷移率不受蛋白質(zhì)原有電荷和形狀的影響,只與橢圓棒長度受蛋白質(zhì)原有電荷和形狀的影響,只與橢圓棒長度(蛋白質(zhì)分子量)(蛋白質(zhì)分子量)有關(guān)。有關(guān)。18未知蛋白質(zhì)在相同條件未知蛋白質(zhì)在相同條件未知蛋白質(zhì)在相同條件未知蛋白質(zhì)在相同條件下進(jìn)行電泳,可在標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行電泳,可在標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行電泳,可在標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行電泳,可在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得分子量。曲線上求得分子量。曲線上求得分子量。曲線上求得分子量。192.2.操作:操作:(SDS-PAGESDS-PAGE及及PAGEPAGE,即變性及非變性),即變性及非變性)1 1)制膠)制膠:(變性:(變性:buffer buffer 中加中加0.4%SDS0
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- 關(guān) 鍵 詞:
- 提取 分離 純化