蛋白質離子交換層析名詞解釋
A. 名詞解釋醫學生物化學
氨基酸(amino acid):是含有一個鹼性氨基和一個酸性羧基的有機化合物,氨基一般連在α-碳上。
必需氨基酸(essential amino acid):指人(或其它脊椎動物)(賴氨酸,蘇氨酸等)自己不能合成,需要從食物中獲得的氨基酸。
非必需氨基酸(nonessential amino acid):指人(或其它脊椎動物)自己能由簡單的前體合成不需要從食物中獲得的氨基酸。
等電點(pI,isoelectric point):使分子處於兼性分子狀態,在電場中不遷移(分子的靜電荷為零)的pH值。
茚三酮反應(ninhydrin reaction):在加熱條件下,氨基酸或肽與茚三酮反應生成紫色(與脯氨酸反應生成黃色)化合物的反應。
肽鍵(peptide bond):一個氨基酸的羧基與另一個的氨基的氨基縮合,除去一分子水形成的醯氨鍵。
肽(peptide):兩個或兩個以上氨基通過肽鍵共價連接形成的聚合物。
蛋白質一級結構(primary structure):指蛋白質中共價連接的氨基酸殘基的排列順序。
層析(chromatography):按照在移動相和固定相(可以是氣體或液體)之間的分配比例將混合成分分開的技術。
離子交換層析(ion-exchange column)使用帶有固定的帶電基團的聚合樹脂或凝膠層析柱
透析(dialysis):通過小分子經過半透膜擴散到水(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。
凝膠過濾層析(gel filtrationchromatography):也叫做分子排阻層析。一種利用帶孔凝膠珠作基質,按照分子大小分離蛋白質或其它分子混合物的層析技術。
親合層析(affinity chromatograph):利用共價連接有特異配體的層析介質,分離蛋白質混合物中能特異結合配體的目的蛋白質或其它分子的層析技術。
高壓液相層析(HPLC):使用顆粒極細的介質,在高壓下分離蛋白質或其他分子混合物的層析技術。
凝膠電泳(gel electrophoresis):以凝膠為介質,在電場作用下分離蛋白質或核酸的分離純化技術。
SDS-聚丙烯醯氨凝膠電泳(SDS-PAGE):在去污劑十二烷基硫酸鈉存在下的聚丙烯醯氨凝膠電泳。SDS-PAGE只是按照分子的大小,而不是根據分子所帶的電荷大小分離的。
等電聚膠電泳(IFE):利用一種特殊的緩沖液(兩性電解質)在聚丙烯醯氨凝膠製造一個pH梯度,電泳時,每種蛋白質遷移到它的等電點(pI)處,即梯度足的某一pH時,就不再帶有凈的正或負電荷了。
雙向電泳(two-dimensional electrophorese):等電聚膠電泳和SDS-PAGE的組合,即先進行等電聚膠電泳(按照pI)分離,然後再進行SDS-PAGE(按照分子大小分離)。經染色得到的電泳圖是二維分布的蛋白質圖。
Edman降解(Edman degradation):從多肽鏈游離的N末端測定氨基酸殘基的序列的過程。N末端氨基酸殘基被苯異硫氰酸酯修飾,然後從多肽鏈上切下修飾的殘基,再經層析鑒定,餘下的多肽鏈(少了一個殘基)被回收再進行下一輪降解循環。
同源蛋白質(homologous protein):來自不同種類生物的序列和功能類似的蛋白質,例如血紅蛋白。
第二章 蛋白質的空間結構
構形(configuration):有機分子中各個原子特有的固定的空間排列。這種排列不經過共價鍵的斷裂和重新形成是不會改變的。構形的改變往往使分子的光學活性發生變化。
構象(conformation):指一個分子中,不改變共價鍵結構,僅單鍵周圍的原子放置所產生的空間排布。一種構象改變為另一種構象時,不要求共價鍵的斷裂和重新形成。構象改變不會改變分子的光學活性。
肽單位(peptide unit):又稱為肽基(peptide group),是肽鍵主鏈上的重復結構。是由參於肽鏈形成的氮原子,碳原子和它們的4個取代成分:羰基氧原子,醯氨氫原子和兩個相鄰α-碳原子組成的一個平面單位。
蛋白質二級結構(protein在蛋白質分子中的局布區域內氨基酸殘基的有規則的排列。常見的有二級結構有α-螺旋和β-折疊。二級結構是通過骨架上的羰基和醯胺基團之間形成的氫鍵維持的。
蛋白質三級結構(protein tertiary structure): 蛋白質分子處於它的天然折疊狀態的三維構象。三級結構是在二級結構的基礎上進一步盤繞,折疊形成的。三級結構主要是靠氨基酸側鏈之間的疏水相互作用,氫鍵,范德華力和鹽鍵維持的。
蛋白質四級結構(protein quaternary structure):多亞基蛋白質的三維結構。實際上是具有三級結構多肽(亞基)以適當方式聚合所呈現的三維結構。
α-螺旋(α-heliv):蛋白質中常見的二級結構,肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀,一般都是右手螺旋結構,螺旋是靠鏈內氫鍵維持的。每個氨基酸殘基(第n個)的羰基與多肽鏈C端方向的第4個殘基(第4+n個)的醯胺氮形成氫鍵。在古典的右手α-螺旋結構中,螺距為0.54nm,每一圈含有3.6個氨基酸殘基,每個殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm.
β-折疊(β-sheet): 蛋白質中常見的二級結構,是由伸展的多肽鏈組成的。折疊片的構象是通過一個肽鍵的羰基氧和位於同一個肽鏈的另一個醯氨氫之間形成的氫鍵維持的。氫鍵幾乎都垂直伸展的肽鏈,這些肽鏈可以是平行排列(由N到C方向)或者是反平行排列(肽鏈反向排列)。
β-轉角(β-turn):也是多肽鏈中常見的二級結構,是連接蛋白質分子中的二級結構(α-螺旋和β-折疊),使肽鏈走向改變的一種非重復多肽區,一般含有2~16個氨基酸殘基。含有5個以上的氨基酸殘基的轉角又常稱為環(loop)。常見的轉角含有4個氨基酸殘基有兩種類型:轉角I的特點是:第一個氨基酸殘基羰基氧與第四個殘基的醯氨氮之間形成氫鍵;轉角Ⅱ的第三個殘基往往是甘氨酸。這兩種轉角中的第二個殘侉大都是脯氨酸。
超二級結構(super-secondary structure):也稱為基元(motif).在蛋白質中,特別是球蛋白中,經常可以看到由若干相鄰的二級結構單元組合在一起,彼此相互作用,形成有規則的,在空間上能辨認的二級結構組合體。
結構域(domain):在蛋白質的三級結構內的獨立折疊單元。結構域通常都是幾個超二級結構單元的組合。
纖維蛋白(fibrous protein):一類主要的不溶於水的蛋白質,通常都含有呈現相同二級結構的多肽鏈許多纖維蛋白結合緊密,並為單個細胞或整個生物體提供機械強度,起著保護或結構上的作用。
球蛋白(globular protein):緊湊的,近似球形的,含有折疊緊密的多肽鏈的一類蛋白質,許多都溶於水。典形的球蛋白含有能特異的識別其它化合物的凹陷或裂隙部位。
角蛋白(keratin):由處於α-螺旋或β-折疊構象的平行的多肽鏈組成不溶於水的起著保護或結構作用蛋白質。
膠原(蛋白)(collagen):是動物結締組織最豐富的一種蛋白質,它是由原膠原蛋白分子組成。原膠原蛋白是一種具有右手超螺旋結構的蛋白。每個原膠原分子都是由3條特殊的左手螺旋(螺距0.95nm,每一圈含有3.3個殘基)的多肽鏈右手旋轉形成的。
疏水相互作用(hydrophobic interaction):非極性分子之間的一種弱的非共價的相互作用。這些非極性的分子在水相環境中具有避開水而相互聚集的傾向。
伴娘蛋白(chaperone):與一種新合成的多肽鏈形成復合物並協助它正確折疊成具有生物功能構向的蛋白質。伴娘蛋白可以防止不正確折疊中間體的形成和沒有組裝的蛋白亞基的不正確聚集,協助多肽鏈跨膜轉運以及大的多亞基蛋白質的組裝和解體。
二硫鍵(disulfide bond):通過兩個(半胱氨酸)巰基的氧化形成的共價鍵。二硫鍵在穩定某些蛋白的三維結構上起著重要的作用。
范德華力(van der Waals force):中性原子之間通過瞬間靜電相互作用產生的一弱的分子之間的力。當兩個原子之間的距離為它們范德華力半徑之和時,范德華力最強。強的范德華力的排斥作用可防止原子相互靠近。
蛋白質變性(denaturation):生物大分子的天然構象遭到破壞導致其生物活性喪失的現象。蛋白質在受到光照,熱,有機溶濟以及一些變性濟的作用時,次級鍵受到破壞,導致天然構象的破壞,使蛋白質的生物活性喪失。
B. 離子交換層析在蛋白質分離中的應用
離子交換層析在蛋白質分離純化中有非常廣泛的應用,在樣品富集,中度純化和精製階段都可以採用。另外還可以利用離子交換層析去除DNA和內毒素。因此在生物製品工藝中應用非常廣泛。關鍵是要選擇合適的介質和分離條件。
你的問題范圍太廣,如果有具體的問題可以詳細討論。
C. 離子交換層析的原理是什麼 已解決
離子交換層析法是從復雜的混合物中,分離性質相似大分子的方法之一,依據版的原理是物質的酸鹼性,極權性,所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質,對管柱上的離子交換劑有不同的親和力,改變沖洗液的離子強度和pH值,物質就能依次從層析柱中分離出來。
層析開始前,功能基團與反離子穩定結合,就與反離子發生可逆交換,與層析劑結合被固定下來。因為鹽離子可以與底物競爭功能基團,鹽濃度越高樣品與層析劑結合越不緊密,易被洗脫下來。不同物質與層析劑結合程度不同,洗脫下來的時間不同,因此得以分開。
(3)蛋白質離子交換層析名詞解釋擴展閱讀
離子交換劑的選擇首重保持欲分離物質的生物活性,以及在不同pH值環境中,此物質所帶的電荷和電性強弱,陰陽離子交換劑的選擇若被分離物質帶正電荷,這些鹼性蛋白質,它們在酸性溶液中較穩定,親和力強,故採用陽離子交換劑。
在鹼性溶液中較穩定,則使用陰離子交換劑,如果欲分離的物質是兩性離子,一般考慮在它穩定的pH范圍帶有何種電荷,作為交換劑的選擇。離子交換劑的再生與保存離子交換劑可在柱上再生,若有脂溶性物質則可用非離子型去污劑洗柱後再生,也可用乙醇洗滌。
D. 凝膠過濾層析和離子交換層析分離蛋白質的原理有何不同
所有的層析在原理上都是相通的,區別在於流動相和層析劑之間的作用力的不同。
離子交換是利用蛋白質表面的電荷與層析劑上的離子基團的靜電作用。
凝膠過濾層析利用了凝膠的多孔性,根據溶劑分子的大小進行分離。
E. 離子交換層析法分離純化蛋白質有哪些局限性
因為離子交換吸附蛋白質並不是特異性吸附,在某些情況下可能難以判斷結合的蛋版白質權是否為當初設計的目的蛋白。
離子交換吸附依賴於蛋白質表面的靜電荷,如果蛋白質結構比較特殊,可能會有在各種pH都難以結合上離子交換層析的情況。
離子交換層析對於等電點與目標蛋白接近的雜蛋白並沒有很好的分離效果。
F. 離子交換層析可以用於哪些蛋白質的分離
可以分為陽離子交換層析和陰離子交換層析。
陽離子交換層析,使用含有酸性基團版的陽離子交換樹脂等,權可以結合待層析液中的陽離子,因而洗脫順序是,正電荷越多結合越緊密洗脫越晚。
陰離子交換層析則使用含有鹼性基團的交換樹脂,結合溶液中的含有陰離子基團的分子,因而負電荷越多結合越緊密,洗脫越晚。
G. 名詞解釋:蛋白質等電點
由於蛋白質表面抄離子化側襲鏈的存在,蛋白質帶凈電荷。由於這些側鏈都是可以滴定的,對於每個蛋白都存在一個pH使它的表面凈電荷為零即等電點。
蛋白質在溶液中有兩性電離現象。假設某一溶液中含有一種蛋白質。當pI=pH時該蛋白質極性基團解離的正負離子數相等,凈電荷為0,此時的該溶液的是pH值是該蛋白質的pI值。
在某一pH溶液中當pH>pI時該蛋白質帶負電荷,反之pH<pI時該蛋白質帶正電荷,pH=pI時該蛋白質不帶電荷。人體內pH=7.4,而體內大部分蛋白質的 pI<6 ,所以人體內大部分蛋白質帶負電荷。
(7)蛋白質離子交換層析名詞解釋擴展閱讀:
在等電點時,蛋白質分子以兩性離子形式存在,其分子凈電荷為零(即正負電荷相等),此時蛋白質分子顆粒在溶液中因沒有相同電荷的相互排斥;
分子相互之間的作用力減弱,其顆粒極易碰撞、凝聚而產生沉澱,所以蛋白質在等電點時,其溶解度最小,最易形成沉澱物。等電點時的許多物理性質如黏度、膨脹性、滲透壓等都變小,從而有利於懸浮液的過濾。
在等電點外的所有其他pH值,依據蛋白質所帶凈電荷採用電泳和離子交換層析來分離和分離純化該蛋白質。
H. 離子交換層析可用於哪些種類蛋白質的分離
離子來交換層析是利用蛋白質在不同自PH帶不同種電荷的方法,利用離子交換的方法分離蛋白的。
離子交換內的介質一般是樹脂,陽離子交換型的,使用前樹脂先用鹼處理成鈉型,將氨基酸混合液(pH=2-3)上柱,pH=2-3時,氨基酸主要以陽離子形式存在,與樹脂上的鈉離子發生交換而被「掛」在樹脂上,再用洗脫劑洗脫。不同的氨基酸(帶的電荷不同)與樹脂的親和力不同,要將其分離洗脫下來,需要降低它們之間的親和力,方法是逐步提高洗脫劑的pH和鹽濃度,這樣各種氨基酸將以不同的速度被洗脫下來,反之亦然。
不同反荷離子與樹脂親和力是不同的,其強弱關系為陽性競爭離子:Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 陰性競爭離子:I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某種離子溶液洗脫效果不好,可用另一種親和力強的離子代替之,等電點>7選擇陽離子交換樹脂,等電點<7選擇陰離子交換樹脂。