全蝎入藥工藝的優(yōu)化與蝎體蛋白的分離畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 色譜的優(yōu)點。一方面適用于小量樣品（幾到幾十微克， ug）的分離；另一方面若在制作薄層板時，把吸附層加厚，將樣品點成一條線，則可分離多達(dá)500 mg的樣品。因此又可用來精制樣品。故此法特別適用于揮發(fā)性較小或在較高溫度易發(fā)生變化而不能用氣相色譜分析的物資。此外，在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時，常利用薄層色譜觀察原料斑點的逐步消失來判斷反應(yīng)是否完成。薄層色譜是在被洗滌干凈的玻板（103 cm左右）上均勻的涂一層吸附劑或支持劑，帶干燥、活化后將樣品溶液用管口平整的毛細(xì)管滴加于離薄層板一端約1 cm處的起點線上，涼干或吹干后置薄層板于盛有展開劑的展開槽內(nèi)， cm。待展開劑前沿離頂端約1 cm附近時，將色譜板取出，干燥后噴以顯色劑，或在紫外燈下顯色。 Bradford法又稱為考馬斯亮藍(lán)染色法，由于其突出的優(yōu)點，正得到越來越廣泛的應(yīng)用。考馬斯亮藍(lán)G250（Coomassie brilliant blue G250）測定蛋白質(zhì)含量屬于染料結(jié)合法的一種。考馬斯亮藍(lán)G250在游離狀態(tài)下呈紅色，最大光吸收在488　nm；當(dāng)它與蛋白質(zhì)結(jié)合后變?yōu)榍嗌鞍踪|(zhì)—色素結(jié)合物在595 nm波長下有最大光吸收。其光吸收值與蛋白質(zhì)含量成正比，因此可用于蛋白質(zhì)的定量測定。蛋白質(zhì)與考馬斯亮藍(lán)G250結(jié)合在2 min左右的時間內(nèi)達(dá)到平衡，完成反應(yīng)十分迅速；其結(jié)合物在室溫下1 h內(nèi)保持穩(wěn)定。該法是1976年Bradford建立，試劑配制簡單，操作簡便快捷，反應(yīng)非常靈敏，靈敏度比Lowry法還高4倍，可測定微克級蛋白質(zhì)含量，測定蛋白質(zhì)濃度范圍為0～1000 μg／mL，是一種常用的微量蛋白質(zhì)快速測定方法。考馬斯亮藍(lán)有G250和R250兩種。其中考馬斯亮藍(lán)G250由于與蛋白質(zhì)的結(jié)合反應(yīng)十分迅速，常用來作為蛋白質(zhì)含量的測定。考馬斯亮藍(lán)R250與蛋白質(zhì)反應(yīng)雖然比較緩慢，但是可以被洗脫下去，所以可以用來對電泳條帶染色。該方法用于大多數(shù)蛋白質(zhì)的定量是比較精確的，但不適用于小分子堿性多肽的定量。如核糖核酸酶或溶菌酶。％影響測定結(jié)果。如TritonX100、SDS、NP40等。 SDSPAGE聚丙烯酰胺凝膠電泳是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有分子篩效應(yīng)，它具有兩種形式，一種是非變性聚丙烯酰胺凝膠，蛋白質(zhì)在電泳中保持完整的狀態(tài)，蛋白在其中依三種因素分開：蛋白大小，形狀和電荷。 而SDSPAGE僅根據(jù)蛋白分子量亞基的不同而分離蛋白。這個技術(shù)首先是1967年由shapiro建立，他們發(fā)現(xiàn)在樣品介質(zhì)和丙烯酰胺凝膠中加入離子去污劑和強(qiáng)還原劑后，蛋白質(zhì)亞基的電泳遷移率主要取決于亞基分子量的大小，電荷因素可以忽視。 SDS是陰離子去污劑，作為變性劑和助溶試劑，它能斷裂分子內(nèi)和分子間的氫鍵，使分子去折疊，破壞蛋白分子的二。三級結(jié)構(gòu)。而強(qiáng)還原劑如巰基乙醇，二硫蘇糖醇能使絆胱氨酸殘基間的二硫鍵斷裂。在樣品和凝膠中加入還原劑和SDS后，分子被解聚成多肽鏈，解聚后的氨基酸側(cè)鏈和SDS結(jié)合成蛋白—SDS膠束，所帶的負(fù)電荷大大超過了蛋白原有的電荷量，這樣就消除了不同分子間的電荷差異和結(jié)構(gòu)差異。 SDSPAGE一般采用的是不連續(xù)緩沖系統(tǒng)，于連續(xù)緩沖系統(tǒng)相比，能夠有較高的分辨率。 濃縮膠的作用是有堆積作用，凝膠濃度較小，孔徑較大，把較稀的樣品加在濃縮膠上，經(jīng)過大孔徑凝膠的遷移作用而被濃縮至一個狹窄的區(qū)帶。當(dāng)樣品液和濃縮膠選TRIS/HCL緩沖液，電極液選TRIS/甘氨酸。電泳開始后，HCL解離成氯離子，甘氨酸解離出少量的甘氨酸根離子。蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷，因此一起向正極移動，其中氯離子最快，甘氨酸根離子最慢，蛋白居中。電泳開始時氯離子泳動率最大，超過蛋白，因此在后面形成低電導(dǎo)區(qū)，而電場強(qiáng)度與低電導(dǎo)區(qū)成反比，因而產(chǎn)生較高的電場強(qiáng)度，使蛋白和甘氨酸根離子迅速移動，形成以穩(wěn)定的界面，使蛋白聚集在移動界面附近，濃縮成一中間層。 凝膠層析測分子量的原理葡聚糖凝膠(Sephadex)過濾法測定蛋白質(zhì)分子量的原理，主要是依據(jù)這種凝膠具有分子篩作用，一定型號的凝膠具有大體上一定大小的孔徑。在一定的凝膠柱內(nèi)，凝膠孔隙所占的體積成為內(nèi)水體積Vi，凝膠顆粒間的自由空間所占的體積稱為外水體積V0。當(dāng)樣品流經(jīng)凝膠柱時，大于孔隙的大分子完全不滲入到凝膠內(nèi)部，只需V0體積的洗脫液便可將其由一端洗脫到另一端；相反，如果樣品體積小于孔隙，則需要V0＋Vi體積的洗脫液，才能將它們由一端洗脫到另一端。中等分子（分子大小在上述兩種極限之間）所需洗脫液體積介于兩者之間，Ve＝V0＋KdVi（0Kd1）。 Kd為分配系數(shù)，它表示一種物質(zhì)在孔隙內(nèi)的滲透程度，相當(dāng)于這種物質(zhì)在孔隙內(nèi)所占體積和孔隙總體積的比值。如果假定蛋白質(zhì)分子近于球形，同時沒有顯著的水合作用，則不同大小分子量的蛋白質(zhì)，進(jìn)入凝膠篩孔的程度不同，其洗脫體積決定于分子大小。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子量在1000015000時，蛋白質(zhì)在葡聚糖凝膠柱上層析的洗脫體積和分子量的對數(shù)呈直線關(guān)系。若用已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)在一定型號葡聚糖凝膠柱上層析，精確測其洗脫體積，并以洗脫體積Ve對分子量的對數(shù)logMW作圖，可獲得一條標(biāo)準(zhǔn)曲線。未知分子量的蛋白質(zhì)在相同條件下層析，根據(jù)其洗脫體積即可在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得分子量。本方法測分子量設(shè)備簡單，結(jié)果處理方便，因此應(yīng)用較廣泛。但本方法僅適用于軸比相近似為球狀蛋白，對軸比大的纖維蛋白不適用；對含量大于5%的糖蛋白因有較大水合作用，測得分子量偏高；對含鐵蛋白測定數(shù)據(jù)偏低。 蛋白質(zhì)提取及純化的方法選擇材料及預(yù)處理研究蛋白質(zhì)，首先要得到高度純化并具有生物活性的目的物質(zhì)。蛋白質(zhì)的制備基本原理不外乎兩方面。一是用混合物中組分分配率的差別，把它們分配到可用機(jī)械方法分離的兩個或幾個物相中，如鹽析，有機(jī)溶劑提取，層析和結(jié)晶等；二是將混合物置于單一物相中，通過物理力場的作用使各組分分配于來同區(qū)域而達(dá)到分離目的，如電泳，超速離心，超濾等。在所有這些方法的應(yīng)用中必須注意保存生物大分子的完整性，防止酸、堿、高溫，劇烈機(jī)械作用而導(dǎo)致所提物質(zhì)生物活性的喪失。蛋白質(zhì)的制備一般分為以下四個階段：選擇材料和預(yù)處理，細(xì)胞的破碎及細(xì)胞器的分離，提取和純化，濃細(xì)、干燥和保存。 不同溶劑提取和分離蛋白蛋白質(zhì)（包括酶）的提取大部分蛋白質(zhì)都可溶于水、稀鹽、稀酸或堿溶液，少數(shù)與脂類結(jié)合的蛋白質(zhì)則溶于乙醇、丙酮、丁醇等有機(jī)溶劑中，因些，可采用不同溶劑提取分離和純化蛋白質(zhì)及酶。水溶液提取法：稀鹽和緩沖系統(tǒng)的水溶液對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性好、溶解度大、是提取蛋白質(zhì)最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的15倍，提取時需要均勻的攪拌，以利于蛋白質(zhì)的溶解。提取的溫度要視有效成份性質(zhì)而定。一方面，多數(shù)蛋白質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利于溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質(zhì)變性失活，因此，基于這一點考慮提取蛋白質(zhì)和酶時一般采用低溫（5℃以下）操作。為了避免蛋白質(zhì)提以過程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸，碘乙酸等）。蛋白質(zhì)，酶是具有等電點的兩性電解質(zhì)，提取液的pH值應(yīng)選擇在偏離等電點兩側(cè)的pH范圍內(nèi)。用稀酸或稀堿提取時，應(yīng)防止過酸或過堿而引起蛋白質(zhì)可解離基團(tuán)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象的不可逆變化，一般來說，堿性蛋白質(zhì)用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白質(zhì)用偏堿性的提取液。稀濃度可促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶，稱為鹽溶作用。同時稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質(zhì)部分結(jié)合，具有保護(hù)蛋白質(zhì)不易變性的優(yōu)點，因此在提取液中加入少量NaCl等中性鹽。升濃度為宜。 M磷酸鹽和碳酸鹽等滲鹽溶液。有機(jī)溶劑提取法：一些和脂質(zhì)結(jié)合比較牢固或分子中非極性側(cè)鏈較多的蛋白質(zhì)和酶，不溶于水、稀鹽溶液、稀酸或稀堿中，可用乙醇、丙酮和丁醇等有機(jī)溶劑，它們具的一定的親水性，還有較強(qiáng)的親脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必須在低溫下操作。丁醇提取法對提取一些與脂質(zhì)結(jié)合緊密的蛋白質(zhì)和酶特別優(yōu)越，一是因為丁醇親脂性強(qiáng)，特別是溶解磷脂的能力強(qiáng)；二是丁醇兼具親水性，在溶解度范圍內(nèi)（25℃為10%，40℃%）不會引起酶的變性失活。另外，丁醇提取法的pH及溫度選擇范圍較廣，也適用于動植物及微生物材料。 根據(jù)蛋白質(zhì)溶解度不同的分離方法蛋白質(zhì)的鹽析法：中性鹽對蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高，蛋白質(zhì)的溶解度增加，此稱鹽溶；當(dāng)鹽濃度繼續(xù)升高時，蛋白質(zhì)的溶解度不同程度下降并先后析出，這種現(xiàn)象稱鹽析，將大量鹽加到蛋白質(zhì)溶液中，高濃度的鹽離子（如硫酸銨的SO4和NH4)有很強(qiáng)的水化力，可奪取蛋白質(zhì)分子的水化層，使之“失水”，于是蛋白質(zhì)膠粒凝結(jié)并沉淀析出。鹽析時若溶液pH在蛋白質(zhì)等電點則效果更好。由于各種蛋白質(zhì)分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此調(diào)節(jié)混合蛋白質(zhì)溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質(zhì)分段沉淀。蛋白質(zhì)鹽析常用的中性鹽，主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中應(yīng)用最多的硫酸銨，它的優(yōu)點是溫度系數(shù)小而溶解度大（25℃ M，即767克/升；0℃ M，即676克/升），在這一溶解度范圍內(nèi)，許多蛋白質(zhì)和酶都可以鹽析出來；另外硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好，不易引起蛋白質(zhì)變性。，當(dāng)用其他pH值進(jìn)行鹽析時，需用硫酸或氨水調(diào)節(jié)。蛋白質(zhì)在用鹽析沉淀分離后，需要將蛋白質(zhì)中的鹽除去，常用的辦法是透析，即把蛋白質(zhì)溶液裝入透析袋內(nèi)（常用的是玻璃紙），用緩沖液進(jìn)行透析，并不斷的更換緩沖液，因透析所需時間較長，所以最好在低溫中進(jìn)行。此外也可用葡萄糖凝膠G25或G50過柱的辦法除鹽，所用的時間就比較短。等電點沉淀法：蛋白質(zhì)在靜電狀態(tài)時顆粒之間的靜電斥力最小，因而溶解度也最小，各種蛋白質(zhì)的等電點有差別，可利用調(diào)節(jié)溶液的pH達(dá)到某一蛋白質(zhì)的等電點使之沉淀，但此法很少單獨使用，可與鹽析法結(jié)合用。低溫有機(jī)溶劑沉淀法：與水可混溶的有機(jī)溶劑，甲醇，乙醇或丙酮，可使多數(shù)蛋白質(zhì)溶解度降低并析出，此法分辨力比鹽析高，但蛋白質(zhì)較易變性，應(yīng)在低溫下進(jìn)行。 根據(jù)蛋白質(zhì)帶電性質(zhì)進(jìn)行分離電泳法：各種蛋白質(zhì)在同一pH條件下，因分子量和電荷數(shù)量不同而在電場中的遷移率不同而得以分開。值得重視的是等電聚焦電泳，這是利用一種兩性電解質(zhì)作為載體，電泳時兩性電解質(zhì)形成一個由正極到負(fù)極逐漸增加的pH梯度，當(dāng)帶一定電荷的蛋白質(zhì)在其中泳動時，到達(dá)各自等電點的pH位置就停止，此法可用于分析和制備各種蛋白質(zhì)[29]。離子交換層析法：離子交換劑有陽離子交換劑（如：羧甲基纖維素；CM纖維素）和陰離子交換劑（二乙氨基乙基纖維素；DEAE－纖維素），當(dāng)被分離的蛋白質(zhì)溶液流經(jīng)離子交換層析柱時，帶有與離子交換劑相反電荷的蛋白質(zhì)被吸附在離子交換劑上，隨后用改變pH或離子強(qiáng)度辦法將吸附的蛋白質(zhì)洗脫下來。 根據(jù)配體特異性的分離方法－親和色譜法親和層析法（aflinity chromatography）是分離蛋白質(zhì)的一種極為有效的方法，它經(jīng)常只需經(jīng)過一步處理即可使某種待提純的蛋白質(zhì)從很復(fù)雜的蛋白質(zhì)混合物中分離出來，而且純度很高。這種方法是根據(jù)某些蛋白質(zhì)與另一種稱為配體（Ligand）的分子能特異而非共價地結(jié)合。其基本原理：蛋白質(zhì)在組織或細(xì)胞中是以復(fù)雜的混合物形式存在，每種類型的細(xì)胞都含有上千種不同的蛋白質(zhì)，因此蛋白質(zhì)的分離（Separation），提純（Purification）和鑒定（Characterization）是生物化學(xué)中的重要的一部分，至今還沒的單獨或一套現(xiàn)成的方法能移把任何一種蛋白質(zhì)從復(fù)雜的混合蛋白質(zhì)中提取出來，因此往往采取幾種方法聯(lián)合使用[28]。 根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小的差別的分離方法透析：通過小分子經(jīng)過半透膜擴(kuò)散到水（或緩沖液）的原理，將小分子與生物大分子分開的一種分離純化技術(shù)。透析只需要使用專用的半透膜即可完成。通常是將半透膜制成袋狀，將生物大分子樣品溶液置入袋內(nèi)，將此透析袋浸入水或緩沖液中，樣品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋內(nèi)，而鹽和小分子物質(zhì)不斷擴(kuò)散透析到袋外，直到袋內(nèi)外兩邊的濃度達(dá)到平衡為止。保留在透析袋內(nèi)未透析出的樣品溶液稱為“保留液”，袋（膜）外的溶液稱為“滲出液”或“透析液”。商品透析袋制成管狀，其扁平寬度為23 mm50 mm不等。為防干裂，出廠時都用10％的甘油處理過，并含有極微量的硫化物、重金屬和一些具有紫外吸收的雜質(zhì)，它們對蛋白質(zhì)和其它生物活性物質(zhì)有害，用前必須除去。可先用50％乙醇煮沸1小時，再依次用50％乙醇、 mol/ mol/L EDTA溶液洗滌，最后用蒸餾水沖洗即可使用。實驗證明，50％乙醇處理對除去具有紫外吸收的雜質(zhì)特別有效。使用后的透析袋洗凈后可存于4℃蒸餾水中，若長時間不用，可加少量NaNO2，以防長菌。洗凈涼干的透析袋彎折時易裂口，用時必須仔細(xì)檢查，不漏時方可重復(fù)使用。新透析袋如不作如上的特殊處理，則可用沸水煮五至十分鐘，再用蒸餾水洗凈，即可使用。使用時，一端用橡皮筋或線繩扎緊，也可以使用特制的透析袋夾夾緊，由另一端灌滿水，用手指稍加壓，檢查不漏，方可裝入待透析液，通常要留三分之一至一半的空間，以防透析過程中，透析的小分子量較大時，袋外的水和緩沖液過量進(jìn)入袋內(nèi)將袋漲破。含鹽量很高的蛋白質(zhì)溶液透析過夜時，體積增加50％是正常的。為了加快透析速度，除多次更換透析液外，還可使用磁子攪拌。透析的容器要大一些，可以使用大燒杯、大量筒和塑料桶。小量體積溶液的透析，可在袋內(nèi)放一截兩頭燒園的玻璃棒或兩端封口的玻璃管，以使透析袋沉入液面以下。檢查透析效果的方法是：用1％ BaCl2檢查(NH4)2SO4，用1％AgNO3檢查NaCl、KCl等。凝膠層析（Gel Filtration Chromatography，GFC）：又稱尺寸排阻層析（Size Exclusion Chromatography，SEC）、凝膠滲透層析（Gel Permeation Chromatography，GPC）、分子篩層析（Molecular Sieve Chromatography，MSC）。GFC填料是由高分子交聯(lián)而成、內(nèi)部具有網(wǎng)狀篩孔的固體顆粒，利用球狀凝膠內(nèi)的篩孔的大小，不同水力學(xué)半徑的分子在通過填料時運(yùn)行路徑存在差異，利用該差異將不同大小的蛋白質(zhì)進(jìn)行分離。蛋白質(zhì)分子流過填充凝膠的管柱時，大分子無法進(jìn)入凝膠篩孔，而只流經(jīng)凝膠及管柱間的孔隙，因此總體運(yùn)行路徑較短，從層析柱入口到出口所需時間較短；較小的分子因為進(jìn)入凝膠內(nèi)的篩孔，總體運(yùn)行路徑較長，故在管柱內(nèi)的停留時間較長（見圖15）；基于此原理可以