离子交换盐酸胍
Ⅰ 尿素包涵体蛋白可以用离子交换纯化吗
包涵体用8M尿素还不溶解该怎么①包涵体就是蛋白的变性聚集后的产物,6M盐酸胍及8M尿素专是作为溶解包涵属体的溶剂。②复性的过程是逐步去除盐酸胍或者尿素,从而使得蛋白天然构象逐步形成。所以一般如果起始使用的是6M盐酸胍进行包涵体溶解,这个过程中逐步降低的是盐酸胍的浓度。
Ⅱ 阴离子交换树脂价格
随着科技的进步,一种新型的用于提取的材料出现。现今,工业上利用阴离子交换树脂进行水的净化处理以及纯水的制作,甚至污水的处理过程都开始运用阴离子交换树脂。这不可谓是一种新材料的应用进步,新式的材料正逐渐走进我们的生活,从工业领域慢慢过渡到我们日常生活的方方面面。下面小编就来带大家了解一下阴离子交换树脂的具体内容。
阴离子交换树脂价格
含有氢氧根离子的树脂,根据电离常数的大小,可分为强碱性、中等碱性和弱碱性三类。强碱性阴离子交换树脂,主要是分子中含有季铵基-N(CH₃)3OH的树脂。弱碱性阴离子交换树脂,有间苯二胺-甲醛树脂、三聚氰胺-胍·甲醛树脂等。
圣泉酸性离子交换树脂001×7、201×7混床专用阴阳离子交换树脂¥2.5
疁星201x7(717)强碱性阴离子交换树脂¥1
恒泰专业生产201X7强碱性阴离子交换树脂¥9
阴离子交换树脂分类介绍
离子交换树脂交换能力依其交换能力特征可分:
1.强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之-N+(CH3)3,在氢氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,一般上使用盐酸以1:10的比例稀释后清洗,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
2.弱碱型阴离子交换树脂:这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)如氨基,仅能去除强酸中的阴离子如SO42-,Cl-或NO3-,对于HCO3-,CO32-或SiO42-则无法去除。
阴离子交换树脂用途
阴离子交换树脂主要用于纯水、高纯水的制备,废水处理,生化制品的提取,放射性元素提炼,抗菌素分离等及湿法冶金中钨、钼的提取。例如:工业水处理,热电厂硬水软化,高纯水制备,脱盐脱碱水制备,凝结水处理,工业废水处理等领域。
以上就是小编分享的关于阴离子交换树脂的相关内容,在进行使用时,我们也要注意,保持一定水分并且保持一个适合温度,在正常使用时保持杂质去除。而且不能忘记定期活化处理以及对新树脂预处理,这些工序都是要进行细致的操作的,细微的错误都可能导致最后的失败,希望大家慎重的来挑选材料。以上就是我们的分享,希望对大家有所帮助。
Ⅲ 粗多糖的提取中,用了6次的EDAE凝胶层析柱流速过慢,怎样去活化
EDAE是哪种凝胶柱?
是不是弱阴离子交换柱DEAE?
如果是DEAE的话给你一点清洗的参考
一,在位清洗
1, 用2M的NaCl至少清洗2个柱体积。
2, 用1M的NaOH 至少清洗4个柱体积。
3, 用2M的NaCl至少清洗2个柱体积。
4, 用至少2个柱体积的蒸馏水润洗层析柱。
二,去除沉淀的蛋白质:
1, 注入一个柱体积的胃蛋白酶(1mg/ml in 0.5M NaCl,0.1M acetic acid)。室温过夜或37°作用1小时。
2, 用至少2个柱体积的蒸馏水润洗层析柱。
3, 用至少4个柱体积的储存缓冲液冲洗。
也可以选用如下操作
1, 用6M盐酸胍冲洗2个柱体积。
2, 立即用pH7-8的缓冲液冲洗至少5个柱体积。
3, 用至少2个柱体积的蒸馏水润洗分离柱。
4, 用至少4个柱体积的储存缓冲液冲洗。
三,去除脂类,疏水结合蛋白质或脂蛋白:
1, 如需彻底除去此类污染物,可使用有机溶剂或去污剂。
2, 在使用有机溶剂前,用蒸馏水冲洗填料至少4个柱体积以避免盐类沉淀于层析柱中。
3, 在使用有机溶剂或溶液时,需要减小流速以避免分离柱超压。
4, 清洗溶液最大浓度如下,100%的异丙醇,100%的甲醇,100%的乙腈,2M的氢氧化钠,75%的乙酸,100%的乙醇,离子性或非离子型去污剂。
5, 避免使用阴离子去污剂。
Ⅳ 凝固点下降法测定尿素的分子量寒剂温度过高过低有什么影响
反相液相色谱柱效高、分离能力强、保留机理清楚,是液相色谱分离模式中使用最为广泛的一种,对于生物大分子、蛋白质及酶的分离分析,反相液相色谱正受到越来越多的关.反相色语法是以表面非极性载体为固定相,面以比固定相极性强的溶剂为流动相的—种液相色谱分离模式.反相色谱固定相大多是硅胶表面键合疏水基团,基于样品中的不同组分和疏水基团之间疏水作用的不同而分离.在生物大分子分离中,多采用离子强度较低的酸件水溶液,添加一定量乙腈、异内醇或甲醇等与水互溶的有机溶剂作流动相.普通的反相色谱固定相和孔径大于300?的硅胶键合烷基固定相应用较为普遍,聚合物基质的反相色谱固定相也有较多应用.
反相色谱中样品的保留值主要由固定相比表面积、键合相种类和浓度决定,保留值通常随链长增长或键合相的疏水性增强而增大,对于非极性化合物通常遵循以下规则:(弱)非键合硅胶 氰基 C1(TMS) C3 C4 苯基 C8 ≈ C18(强).溶质保留值与固定相表面积成正比,普通载体(80?)的表面积约为250m2/g,而300?孔径载体的比表面积约为60m2/g。当其他条件相同时,溶质在300?孔径(低表面积)色谱柱上的保留值大约为80?孔径色谱柱上保留值的1/4(60:250),小孔隙柱如高保留的C18柱或石墨碳柱有利于强亲水性样品洗脱.样品的保留值也可以通过改变流动相组成或溶剂强度来调整,溶剂强度取决于有机溶剂的性质和其在流动相中的浓度.在反相色谱中,采用高溶剂强度、低极性的流动相时可获得较低保留值.固定相的不同也可以导致选择性发生变化,氰基、苯基、C8、C18等柱的选择性有很大差异,一般应优先考虑C8、C18柱,然后是氰基柱,再次是苯基柱.
反相条件下,大多数蛋白质由于低PH、有机溶剂存在、温度高于室温和疏水键合相等综合原因发生变性,这些化合物可能以两种或两种以上独立或动态平衡的形式存在,它们通过色谱柱的保留速度不同,导致谱峰展宽、变形、甚至出现单一蛋白有多个峰的现象,部分变性也易使蛋白在柱上聚集,造成被洗脱蛋白的回收率低和鬼峰.反相色谱固定相表面烷基链长度对蛋白质的反相保留和蛋白质的活性回收有很大差异,烷基链越长(C8、C22、C30),固定相疏水性越强,为使蛋白质等生物分子洗脱,流动相合机溶剂的含量较高,疏水性过强,会导致生物分子的不可逆吸附和生物活性损失,因此短链烷基固定相(C4、C8、苯基等)在生物大分子分离中表现出优势。对多数小蛋白,在低pH乙腈/水梯度下,用C3~C8色谱柱分离,使蛋白完全展开并避免聚集或沉淀,能够得到理想的分离结果.
在低pH流动相条件下进行分离,如(0.1% TFA适合于大多数样品,10~25mmol/L磷酸对疏水性强的蛋白质更有利;以乙腈作有机溶剂,丙醇可能对疏水性强的蛋白质有利;柱温50~80℃;将样品溶于6mol/L尿素或盐酸胍中(只可在室温)进行预处理;用疏水性更强的键合相(长链与短链烷基键合相);加两性表面活件剂分离大分子和疏水性强的蛋白质等实验条件有利于蛋白质样品完全变性或尽可能降低变性。
色谱法的基本原理
利用样品混合物中各组分理、化性质的差异,各组分程度不同的分配到互不相溶的两相中。当两相相对运动时,各组分在两相中反复多次重新分配,结果使混合物得到分离。
两相中,固定不动的一相称固定相;移动的一相称流动相。
分类:
根据流动相分—以气体作流动相—气相色谱——固定相为液体 气-液色谱
固定相为固体 气-固色谱
—以液体作流动相—液相色谱——固定相为液体 液-液色谱
固定相为固体 液-固色谱
—当流动相是在接近它的临界温度和压力下工作的液体时——超临界色谱
根据固定相的附着方式
—固定相装在圆柱管中—柱色谱
—固定相涂敷在玻璃或金属板上—薄膜色谱(平板色谱)
—液体固定相涂在纸上—纸色谱(平板色谱)
根据分离机理
—分配色谱—样品组分的分配系数不同
—吸附色谱— 样品组分对固定相表面吸附力不同
—体积排阻色谱—利用固定相孔径不同,把样品组分按分子大小分开
—离子交换色谱—不同离子与固定相商相反电荷间的作用力大小不同
根据极性
—流动相极性>固定相极性-反相色谱
—流动相极性<固定相极性-正相色谱
气相色谱只适合分析较易挥发、且化学性质稳定的有机化合物,而HPLC则适合于分析那些用气相色谱难以分析的物质,如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。所以,HPLC的应用范围已经远远超过气相色谱。
一、吸附色谱(adsorption chromatography)
又叫液固色谱法:流动相是液体,固定相是固体。
分离原理:固定相是固体吸附剂,吸附剂是多孔性微粒物质表面有吸附中心。样品组分与流动相竞争吸附中 心。各组分的吸附能力不同,使组分在固定相中产生保留时间不同和实现分离。
固定相: 固定相通常是强极性的硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯、聚酰胺等固体吸附剂。活性硅胶最常用。
流动相: 弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极性溶剂的混合物,如正构烷烃(己烷、戊烷、庚烷等)、二氯甲 烷/甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。
应用: 对于极性,结构异构体分离和族分离仍是最有效的方法,如农药异构体分离、石油中烷、烯、芳烃的 分离。 缺点是容易产生不对称峰和拖尾现象。
二、分配色谱
原理: 固定液机械的吸附在惰性载体上,样品分子依据他们在流动相和固定相间的溶解度不同,分别进入两相分配而实现分离。
固定相:将一种极性或非极性固定液吸附在惰性固相载体上。如全多孔微粒硅胶吸附剂。
根据极性不同分类:正相分配色谱—固定相载体上涂布的是极性固定液;
流动相是非极性溶剂;
可分立极性较强的水溶性样品;
弱极性组分先洗脱出来。
反相分配色谱—固定相载体上涂布的是非极性或弱极性固定液;
流动相是极性溶剂;
强极性组分先洗脱出来。
液-液分配色谱固定相中的固定液体往往容易溶解到流动相中去,所以重现性很差,且不能进行梯度洗脱,已经不大为人们所采用。
三、键合相色谱
考虑分配色谱法中固定液的缺点,因此将各种不同的有机关能团通过化学反应共价结合到固定相惰性载体上,固定相就不会溶解到流动相中去了。
键合固定相优点:○ 对极性有机溶剂有良好的化学稳定性
○使色谱柱的柱效高、寿命长
○实验重现性好
○几乎适于各种类相的有机化合物的分离,尤其是k’宽范围的样品
○可以梯度洗脱
根据极性不同分类:正相键合相色谱—固定相极性>流动相极性
固定相:二醇基、醚基、氰基、氨基等极性基团的有机分子。
适于分离脂荣、水溶性的极性、强极性化合物
反相键合相色谱—固定相极性<流动相极性
固定相:烷基、苯基等非极性有机分子。如最常用的ODS柱或C18柱就 是最典型的代表,其极性很小。
适于分离非机性、弱极性离子型样品,
是当今液相色谱的最主要分离模式。
正相HPLC(normal phase HPLC):
是由极性固定相和非极性(或弱极性)流动相所组成的HPLC体系。其代表性的固定相是改性硅胶、氰基柱等,代表性的流动相是正己烷。吸附色谱也属正相HPLC。
反相HPLC(reversed phase HPLC):
由非极性固定相和极性流动相所组成的液相色谱体系,与正相HPLC体系正好相反。其代表性的固定相是十八烷基键合硅胶(ODS柱,Octa Decyltrichloro Silane),代表性的流动相是甲醇和乙腈。
四、体积排阻色谱(SEC,size exclusion chromatograghy)
(又称凝胶色谱和分子筛色谱)
原理: 以多孔凝胶(如葡萄糖,琼脂糖,硅胶,聚丙烯酰胺等)作固定相,依据样品分子量大小达到分离目 的。大分子不进入凝胶孔洞,沿多孔凝胶胶粒间隙流出,先被洗脱;小分子进入大部分凝胶孔洞, 在柱中被强滞留,后被洗脱。
根据样品性质分类:凝胶过滤(GFC)—用于分析水溶性样品,如多肽、蛋白、生物酶、寡聚核苷酸、多聚核 苷酸、多糖。
凝胶渗透(GPC)—用于分析脂溶性样品,如测定高聚物的分子量。
SEC主要依据分子量大小进行分离,因此与样品、流动相间的相互作用无关。因此不采用改变流动相的组成来改善分离度。
五、离子交换色谱
(ion exchange chromatography, IEC)
分离原理:使用表面有离子交换基团的离子交换剂作为固定相。带负电荷的交换基团(如磺酸基和羧酸基)可以用于阳离子的分离;带正电荷的交换基团(如季胺盐)可以用于阴离子的分离。不同离子与交换基的作用力大小不同,在树脂中的保留时间长短不同,从而被相互分离。
Ⅳ 蛋白质复性
问错地方了。这么专业的生物知识,最好去搜索文献。关于包涵体的文献太多了。基本上做蛋白的都有涉及。 不要在这问,自己多下载一些文献,比这里的回答强的多。
简单找了点。
1. 对于尿素和盐酸胍该怎么选择?
尿素和盐酸胍属中强度变性剂,易经透析和超滤除去。它们对包涵体氢键有较强的可逆性变性作用,所需浓度尿素8-10M,盐酸胍6-8M。尿素溶解包涵体较盐酸胍慢而弱,溶解度为70-90%,尿素在作用时间较长或温度较高时会裂解形成氰酸盐,对重组蛋白质的氨基进行共价修饰,但用尿素溶解具有不电离,呈中性,成本低,蛋白质复性后除去不会造成大量蛋白质沉淀以及溶解的包涵体可选用多种色谱法纯化等优点,故目前已被广泛采用。
盐酸胍溶解能力达95%以上,且溶解作用快而不造成重组蛋白质的共价修饰。但它也有成本高、在酸性条件下易产生沉淀、复性后除去可能造成大量蛋白质沉淀和对蛋白质离子交换色谱有干扰等缺点。
2. 怎样洗涤包涵体?
通常的洗涤方法一般是洗不干净的,可以先把包涵体用6M盐酸胍溶解充分,过滤除去未溶解的物质,注意留样跑电泳,然后用水稀释到4M,离心把沉淀和上清分别跑电泳,如此类推可以一直稀释到合适的浓度,可以找到一个合适去除杂质的办法,其实这就是梯度沉淀的方法,比通常的直接洗脱效果好。
3. 8M尿素溶解的包涵体溶液应如何保存?
在4度放置半个月,都没什么问题 。在室温放置超过48小时,可能会对目的蛋白有影响,因为尿素在碱性条件下可使一些氨基酸酰基化,所以早些处理BI溶液比较好。
4. 包涵体复性有什么原则?
低浓度,平缓梯度,低温。
5. 复性时的蛋白浓度是?
一般使用浓度为0.1-1mg/ml,太高的浓度容易形成聚体沉淀,太低的浓度不经济,而且很多蛋白在低浓度时不稳定,很容易变性。
6. 复性中蛋白析出是怎么回事?该怎么处理?
出现蛋白析出,肯定是条件变化太剧烈了。复性应该采取复性液浓度和PH值逐渐变化的方法,例如根据包涵体的溶液成分,每隔1个PH或浓度值配置一种溶液,逐步透析到正常。此外透析时必须浓度极低,条件温和,使蛋白质能够正确折叠。但是复性的比率应该很低。
若加变性剂尿素可加到2M,盐酸胍可加到1-1.5M;
另外可将甘油浓度增加,范围可在≤30%,且在复性样品中也可加适量甘油。
Ⅵ 磺酸基阳离子交换柱的磺酸基阳离子交换柱产品
Venusil SCX HPLC Columns强阳离来子交源换柱
粒径5um 孔径300A 比表面积50m2/g
强阳离子交换柱:以超纯硅胶为基质,表面键合有芳香族磺酸基团。300A,5um;比表面积50m2/g。可用于分离碱性、水溶性化合物和生物分子。中国药典2005版中,盐酸二甲双胍的有关物质测定方法即使用磺酸基阳离子交换(SCX)色谱柱。
Venusil SCX HPLC Columns 4.6*100mm/5um
Venusil SCX HPLC Columns 4.6*150mm/5um
Venusil SCX HPLC Columns 4.6*250mm/5um
三聚氰胺VSc 958505-m Venusil scx4.6*250mm/5um
(建议配保护柱卡套使用寿命更长)
Ⅶ 包涵体染色的方法有哪些原理是什么
包涵体染色的方法有哪些?原理是什么
包涵体染色的方法有哪些?原理是什么
包涵体染色的方法有哪些?原理是什么
蛋白包涵体-溶解原理及方法2009年03月15日;维持包涵体内蛋白质结构的作用力是分子内的作用力,;1.遵循标准;包涵体蛋白质的溶解同样是一个工艺的关键的步骤;(1)快速溶解的动力学;;(2)与蛋白质的结合是可逆的;;(3)对细胞碎片的分离方法没有干扰作用;;(4)对温度没有依赖作用;;(5)抑制蛋白质酶的降解作用;;(6)与蛋白质的氨基没有化学修饰作用;;
维持包涵体内蛋白质结构的作用力是分子内的作用力,这种作用力也维持天然蛋白质的稳定性的结构。先前有报道这种作用力是共价键结合的,但是,现在趋向于一致,就是维持包涵体内部的蛋白质的紧密的结构的是非共价键的作用力。二硫键,无论是正确的还是错误的二硫键,在维持内部蛋白质的紧密的结构中都没有发挥直接的作用。最经常的获得活性蛋白质的第一步是溶解这些包涵体蛋白质,溶解液是使这些包涵体蛋白质完全变性的成分,当蛋白质被溶解以后,则进入到蛋白质的体外折叠的过程。
1. 遵循标准
包涵体蛋白质的溶解同样是一个工艺的关键的步骤。溶剂的选择会影响后续的操作、最终的各种蛋白质的收率以及最终的成本,必须遵循以下的标准:
(1) 快速溶解的动力学;
(2) 与蛋白质的结合是可逆的;
(3) 对细胞碎片的分离方法没有干扰作用;
(4) 对温度没有依赖作用;
(5) 抑制蛋白质酶的降解作用;
(6) 与蛋白质的氨基没有化学修饰作用;
(7) 在可能的情况下,选择最低的溶解浓度和廉价的溶剂,并适于以后的复性方法。
2. 溶解包涵体的试剂
最经常使用溶解包涵体的试剂包括离液剂或者去垢剂。
最经常使用的溶解和制备蛋白质的离子型的离液剂最早于1969年Hatefi等人发展的离子型的去垢剂如SDS是另外一种溶解包涵体蛋白质和膜蛋白质的试剂,但是一般不用来大规模的生产,而是用来定性。除了强酸、强碱和利用有机溶剂来提取疏水性很强的蛋白质以外,其他的变性方法如非可逆的共价修饰在工业的大规模生产中很少用到。一旦蛋白质被溶解,蛋白质中的巯基很容易快速地氧化并形成共价的聚集体或者分子内错配的二硫键,然后这些蛋白质就不能再进行折叠。为了防止氧化,可以使这些基团或者利用缓冲液中含有低分子量的疏基试剂保持在还原的状态或形成磺酸盐或者形成混合的二硫键。
(1)去垢剂
去垢剂是一种最经济的溶解包涵体蛋白质的方法,一个最大的优点是溶解的蛋白质有可能保持全部的生物活性,说明在此条件下保持了蛋白质的四级结构。最重要的是稀释以后蛋白质的聚集比其它溶剂生成的很
少。阳离子型、阴离子型的和非离子型的去垢剂都可以使用,使用时的浓度一般高于去垢剂的临界胶束浓度(CMC ),通常是0.5-5%。
SDS仅仅在大量生产牛生长激素、干扰素和白介素-2中用到。SDS由于具有较低的临界胶束浓度(CMC)而使得结合到蛋白质分子上的SDS比较难于除去。由于N-十二烷肌氨酸它的CMC比SDS高0.4%,也被用来溶解包涵体蛋白质并可用稀释的方法使蛋白质复性,残余的去垢剂可以使用阴离子交换色谱或者超滤的方法除去。这种去垢剂是一种比较温和的去垢剂,可以选择性地溶解一些包涵体,但是不能溶解完全的变性的蛋白质的聚集体和大肠杆菌的内膜的蛋白质分子。使用去垢剂一个主要的缺点是对以后的纯化和复性的步骤的干扰,去垢剂结合到蛋白质上的强度大离子交换色谱复性蛋白质小不同,比较难于除去,并干扰离子交换和疏水相互作用色谱的过程,在变性的浓度时超滤膜会吸附这些变性剂。所以复性后需要尽量洗涤这些去垢剂,也可以使用环状糊精链状糊精或者环状淀粉从复性缓冲液中提取去垢剂。
一个不容忽视的问题是去垢剂可以溶解全部的膜蛋白质中的蛋白质酶,这些蛋白质酶的活性在去垢剂的存在的情况下被活化,可能造成溶解和复性过程的收率的降低。蛋白质复性的收率可以通过以下的方法来提高: a) 先期使用可以溶解膜蛋白质但是不溶解包涵体蛋白质的溶剂尽量洗涤包涵体蛋白质;
b) 包涵体的含有的菌体碎片被完全除去;
c) 溶解包涵体的液体中含有蛋白质酶的抑制剂,如EDTA,苯甲基磺酰氟(PMSF )等 。
(2)离液剂
其它的离液剂也被用来溶解包涵体蛋白质,最主要的溶解包涵体蛋白质的离液剂是盐酸胍和尿素,这是最经常使用的溶解试剂,一般情况下选择6-8mo1/L的浓度,蛋白质浓度在1-10mg/mL。
在溶解色氨酸合成酶A的过程,发现阳离子的溶解能力顺序是Gdm+ > Li+ > K+ > Na+,阴离子的顺序是SCN- > I- > Br- >Cr-。一些离液剂由于它们的溶液比盐酸胍和尿素有更高的密度和黏度而不适合用于溶解包涵体,因为利用离心和色谱分离起来比较困难。
为了溶解包涵体蛋白质需要的尿素或者盐酸胍的浓度根据蛋白质的不同而不同。如果蛋白质天然形态需要溶解的变性剂的浓度不能获得,则在溶解包涵体时需要首先确定离液剂的浓度。
盐酸胍由于比较贵,所以一般用来溶解一些附加值比较高的药物蛋白质分子,选择盐酸胍作为溶解试剂,是因为盐酸胍是一种比脲更为强烈的变性剂,甚至可以溶解脲所不能溶解的包涵体;尿素,由于可能被自发的形成的氰酸盐或者已有的氰酸盐的污染,特别是在碱性环境中,从而造成蛋白质的自由的氨基被不可逆的修饰。消除此种影响的方法是用阴离子的缓冲系统如Tris-HCl溶解脲或者脲在使用之前利用阴离子交换色谱纯化,并且配制的溶解和复性的缓冲液在当天使用。脲溶液中影响蛋白质变性的因素与盐酸胍的不同。溶在脲中的蛋白质受到pH和离子强度的影响,从而影响电荷的蛋白质残基之间的电荷作用,但是由于盐酸胍含有高浓度的离子强度,所以这两个因素的影响很少。
(3)混合溶剂
一般情况下去垢剂并不联合使用,Lilly等人发现去垢剂和尿素的混合液有效的摩尔浓度较低。尿素和去垢
剂型的盐混合可以使蛋白质变性,但是尿素和非去垢剂的盐如氯化钠反而降低包涵体蛋白质的溶解性,所以要避免使用。
去垢剂结合其他的试剂或者溶解增强剂也被使用,发现尿素和乙酸,尿素和二甲亚枫,尿素和高pH等是比较有效的溶解包涵体蛋白质的方法。
高压(1-2kbar)、超声也可以溶解包涵体蛋白质,此时使用的溶解试剂浓度可以比较低,便于后续的复性步骤。
3. 极端pH
酸碱度也是比较廉价的有效的溶解包涵体的方法。最经常使用酸的是有机酸,浓度在5-80%之间。Gavif和Better使用低的(pH≤2.6)和高温(85℃ )溶解抗真菌的重组蛋白质的肤段,低温和高PH需要溶解时间要长。Reddy和合作者也使用20%乙酸溶解一种麦芽糖结合的蛋白质。但是,同样的一些不可逆的修饰作用或者酸降解会在极端pH下发生,所以此种方法并不是经常使用的溶解包涵体的方法。
高pH(≥12)也被用来溶解生长激素和原胰岛素。在高pH下一些蛋白质同样可能发生非可逆的变性,原因在于半胱氨酸在碱性条件下的脱硫过程。所以这种方法尽管比较简单、廉价,同样仅仅用于一些特定的蛋白质,特别对于药用蛋白质一般不采用这种方法。
再登陆http://www.biox.cn/content/20050415/10541.htm
摘要 基因重组蛋白在大肠杆菌中表达时,由于表达量高,往往形成无生物活性的包涵体。包涵体必须经过变性和复性的过程才能获得有活性的重组蛋白。如何提高基因重组蛋白质的复性率,是生物工程技术的一个研究热点。对近年来的重组蛋白质的复性方法做一评述,为研究蛋白质折叠以及复性技术的进一步应用提供依据。
关键词 重组蛋白 包涵体 复性 二硫键
到目前为止,人们表达的重组蛋白质已有4000多种,其中用E.coli表达的蛋白质要占90%以上,尽管基因重组技术为大规模生产目标蛋白质提供了崭新的途径,然而人们在分离纯化时却遇到了意想不到的困难,即这些蛋白质在E.coli中绝大多数是以包涵体形式存在,重组蛋白不仅不能分泌到细胞外,反而在细胞内聚集成没有生物活性的直径约0.1~3.0μm的固体颗粒[1]。自从应用大肠杆菌体系表达基因工程产品以来,人们就一直期望得到高活性、高产量的重组蛋白。不可溶、无生物活性的包涵体必须经过变性、复性才能获得天然结构以及生物活性,因此应该选择一个合适的复性过程来实现蛋白质的正确折叠,获得生物活性,近年来的研究可以使复杂的疏水蛋白、多结构域蛋白、寡聚蛋白、含二硫键蛋白在体外成功复性。
包涵体形成的原因
重组蛋白在宿主系统中高水平表达时,无论是原核表达体系或真核表达体系甚至高等真核表达体系,都会形成包涵体[2]。主要因为在重组蛋白的表达过程中,缺乏某些蛋白质折叠过程中需要的酶和辅助因子,或环境不适,无法形成正确的次级键等原因形成的[3]。
1、 表达量过高,研究发现在低表达时很少形成包涵体,表达量越高越容易形成包涵体。原因可能是合成速度太快,以至于没有足够的时间进行折叠,二硫键不能正确配对,过多的蛋白间的非特异性结合,蛋白质无法达到足够的溶解度等。
2、 重组蛋白的氨基酸组成,一般说来含硫氨基酸越多越容易形成包涵体。
3、 重组蛋白所处的环境:发酵温度高或胞内pH接近蛋白的等电点时容易形成包涵体。
4、 重组蛋白是大肠杆菌的异源蛋白,由于缺少真核生物中翻译后修饰所需酶类,致使中间体大量积累,容易形成包涵体沉淀。
5、 有报道认为,丰富的培养基有利于活性蛋白质的表达,当培养条件不佳时,容易形成包涵体。
减少包涵体形成的策略
1、 降低重组菌的生长温度,降低培养温度是减少包涵体形成的最常用的方法,较低的生长温度降低了无活性聚集体形成的速率和疏水相互作用,从而可减少包涵体的形成[4]。
2、 添加可促进重组蛋白质可溶性表达的生长添加剂,培养E.coli时添加高浓度的多醇类、蔗糖或非代谢糖可以阻止分泌到周质的蛋白质聚集反应,在最适浓度范围内添加这些添加剂不会影响细胞的生长、蛋白质的合成或运输,其它促重组蛋白质可溶性表达的生长添加剂还有乙醇(诱导热休克蛋白的表达)、低分子量的巯基或二硫化合物(影响细胞周质的还原态,从而影响二硫键的形成)和NaCl[5]。
3、 供给丰富的培养基,创造最佳培养条件,如供氧、pH等。
包涵体的分离及溶解
对于生物制药工业来说,包涵体的形成也是有利的,不仅可获得高表达、高纯度的重组蛋白质,还可避免细胞水解酶对重组蛋白质的破坏。由于包涵体是蛋白质聚集而成的致密颗粒,分离的第一步是对培养收集的细胞进行破碎,比较有效的方法是高压匀浆结合溶菌酶处理,然后5000~20000g离心,可使大部分包涵体沉淀,与可溶性蛋白分离,接着,包涵体沉淀需用去污剂(Triton X-100或脱氧胆酸钠)和低浓度变性剂(2mol/L尿素或盐酸胍等)洗涤除去脂类和膜蛋白,这一步很重要,否则会导致包涵体溶解和复性的过程中重组蛋白质的降解[6、7、8]。
包涵体的溶解必须用很强的变性剂,如8mol/L尿素、6~8mol/L盐酸胍,通过离子间的相互作用破坏包涵体蛋白间的氢键而增溶蛋白。其中尿素的增溶效果稍差,异氰盐酸胍最强;去污剂,如SDS[7],可以破坏蛋白内的疏水键,可以增溶几乎所有的蛋白,但由于无法彻底去除而不允许用在制药行业中;酸,如70%甲酸[9],可以破坏蛋白的次级键从而增溶蛋白,这种方法只适合少数蛋白质。对于含有半胱氨酸的蛋白,在增溶时应加入还原剂(如DTT、GSH、β-ME)打开蛋白质中所有二硫键,对于目标蛋白没有二硫键的有时也应使用还原剂,为含二硫键的杂蛋白会影响包涵体的溶解,同时还应加入金属螯合剂,如EDTA或EGTA,用来螯合Cu2+、Fe3+等金属离子与还原状态的巯基发生氧化反应[10]。
蛋白质的折叠机理
包涵体蛋白在变性剂作用下,为可溶性伸展态,在变性剂去除或浓度降低时,就会自发的从变性的热不稳
状态向热力学稳定状态转变,形成具有生物活性的天然结构[11]。然而在去除变性剂的同时,重组蛋白质在体外折叠,分子间存在大量错误折叠和聚合,复性效率往往很低,包涵体蛋白折叠复性的效率实际上取决于正确折叠过程与聚集过程之间的竞争[1]。对于蛋白质的折叠机制,目前有多种不同的假设,但很多学者认为有一个“熔球态”的中间状态,在“熔球态”中,蛋白质的二级结构已经基本形成,其空间结构也初具规模,再做一些局部调整就可形成正确的立体结构,总之,蛋白质的具体步骤可用下式描述[12、13、14]:
伸展态→中间体→后期中间体→天然态体→聚集体
在折叠反应中,从伸展态到中间体的速度是非常快的,只需要几毫秒,但从中间体转变为天然态的过程比较缓慢,是一个限速过程。聚集过程与复性过程相互竞争,故而应尽量避免聚集体的产生。一般认为,蛋白质在复性过程中涉及两种疏水作用,一是分子内的疏水相互作用,可促进蛋白质正确折叠;一是部分折叠的肽链分子间的疏水相互作用,在复性过程中,部分折叠的中间体的疏水簇外露,分子间的疏水相互作用会导致蛋白质聚集。蛋白质的立体结构虽然由其氨基酸的顺序决定,然而伸展肽链折叠为天然活性结构的过程还受到周围环境的影响,如温度、pH值、离子强度、复性时间等因素的影响。
提高重组蛋白质折叠复性的方法
一个有效的、理想的折叠复性方法应具备以下几个特点:活性蛋白质的回收率高;正确复性的产物易于与错误折叠蛋白质分离;折叠复性后应得到浓度较高的蛋白质产品;折叠复性方法易于放大;复性过程耗时较少[15]。
1、 透析、稀释和超滤复性法:这三种方法是最传统也是应用最普遍的蛋白质折叠复性方法,复性活性回收率低,而且难于与杂蛋白分离。透析法耗时长,易形成无活性蛋白质聚集体;超滤法在膜上聚集变性,易造成膜污染;稀释法处理量太大,不利于工业放大[16]。
2、 高蛋白浓度下的复性方法:一个成功的复性过程在于能够在高蛋白浓度下仍能得到较高的复性率。一个方法是把变性蛋白缓慢连续或不连续地加入到复性液中[17]。在两次蛋白加入之间,应有足够的时间间隔使蛋白质折叠通过了易聚集的中间体阶段。这是由于完全折叠的蛋白通常不会与正在折叠的蛋白一起聚集。第二种方法是用温度跳跃策略[4]。变性蛋白在低温下复性折叠以减少聚集,直到易聚集的中间体大都转化为不易聚集的后期中间体后,温度快速升高来促进后期中间体快速折叠为蛋白的天然构象。第三种方法是复性在中等的变性剂浓度下进行[18],变性剂浓度应高到足以有效防止聚集,同时又必须低到能够引发正确复性。
3、 添加促进剂的复性方法:包涵体蛋白质折叠复性促进剂的促进作用可以分为:稳定正确折叠蛋白质的天然结构、改变错误折叠蛋白质的稳定性、增加折叠复性中间体的溶解性、增加非折叠蛋白质的溶解性。通常使用的添加剂有:a、共溶剂:如PEG6000~20000,通过与中间体特异的形成非聚集的复合物,可以阻止蛋白质分子间的相互碰撞机会,减少蛋白质的聚集;b、去污剂及表面活性剂:如Trition X-100、CHAPs、磷脂、磺基甜菜碱等对蛋白质复性有促进作用,但它们能与蛋白质结合,很难去除;c、氧化-还原剂:对于含有二硫键的蛋白,复性过程中应加入氧化还原体系,如GSH/GSSG、DTT/GSSG、DTE/GSSG等,氧化还原系统通过促进不正确形成的二硫键快速交换反应,提高了正确配对的二硫键的产率[19];d、小分子的添加剂:如盐酸胍或尿素、烷基脲、碳酸酰胺类等,都可阻止蛋白聚集,它们的作用可能为:稳定蛋白的活性状态、降低非正确折叠的稳定性、增加折叠中间体的稳定性、增加解折叠状态的稳定性。e、0.4~0.6M L-Arg:L-Arg能使得不正确折叠的蛋白质结构以及不正确连接的二硫键变得不稳定,使折叠向正确方向进行,可大幅度地提高包涵体蛋白质的折叠效率。f、添加分子伴侣和折叠酶:分子伴侣是指能够结合和稳定
Ⅷ 蛋白透析复性后,调pH变浑浊,蛋白会有影响吗
问错地方了。这么专业的生物知识,最好去搜索文献。关于包涵体的文献太多了。基本上做蛋白的都有涉及。 不要在这问,自己多一些文献,比这里的回答强的多。
简单找了点。
对于尿素和盐酸胍该怎么选择?
尿素和盐酸胍属中强度变性剂,易经透析和超滤除去。它们对包涵体氢键有较强的可逆性变性作用,所需浓度尿素8-10M,盐酸胍6-8M。尿素溶解包涵体较盐酸胍慢而弱,溶解度为70-90%,尿素在作用时间较长或温度较高时会裂解形成氰酸盐,对重组蛋白质的氨基进行共价修饰,但用尿素溶解具有不电离,呈中性,成本低,蛋白质复性后除去不会造成大量蛋白质沉淀以及溶解的包涵体可选用多种色谱法纯化等优点,故目前已被广泛采用。
盐酸胍溶解能力达95%以上,且溶解作用快而不造成重组蛋白质的共价修饰。但它也有成本高、在酸性条件下易产生沉淀、复性后除去可能造成大量蛋白质沉淀和对蛋白质离子交换色谱有干扰等缺点。
2. 怎样洗涤包涵体?
通常的洗涤方法一般是洗不干净的,可以先把包涵体用6M盐酸胍溶解充分,过滤除去未溶解的物质,注意留样跑电泳,然后用水稀释到4M,离心把沉淀和上清分别跑电泳,如此类推可以一直稀释到合适的浓度,可以找到一个合适去除杂质的办法,其实这就是梯度沉淀的方法,比通常的直接洗脱效果好。
3. 8M尿素溶解的包涵体溶液应如何保存?
在4度放置半个月,都没什么问题 。在室温放置超过48小时,可能会对目的蛋白有影响,因为尿素在碱性条件下可使一些氨基酸酰基化,所以早些处理BI溶液比较好。
4. 包涵体复性有什么原则?
低浓度,平缓梯度,低温。
5. 复性时的蛋白浓度是?
一般使用浓度为0.1-1mg/ml,太高的浓度容易形成聚体沉淀,太低的浓度不经济,而且很多蛋白在低浓度时不稳定,很容易变性。
6. 复性中蛋白析出是怎么回事?该怎么处理?
出现蛋白析出,肯定是条件变化太剧烈了。复性应该采取复性液浓度和PH值逐渐变化的方法,例如根据包涵体的溶液成分,每隔1个PH或浓度值配置一种溶液,逐步透析到正常。此外透析时必须浓度极低,条件温和,使蛋白质能够正确折叠。但是复性的比率应该很低。
若加变性剂尿素可加到2M,盐酸胍可加到1-1.5M;
另外可将甘油浓度增加,范围可在≤30%,且在复性样品中也可加适量甘油。
Ⅸ 有四种蛋白质溶液,其大小和等电点分别是54kD和4,48kD和7,100kD和4,75kD和10 ,请设计实验
(1)100kD蛋白的纯化可以分为两步:离子交换和分子筛。因为48kD和75kD的蛋白等电点与目的蛋白相差很大,所以在相同的buffer条件下,前两者带点性质与目的蛋白相差很大,通过离子交换的方法可以将三者分开。具体来说可以选用pH5.5左右的buffer,用Q柱纯化。54kD的蛋白和100kD的蛋白电荷性质类似,通过离子交换层析可能分不开,但二者分子量有近两倍的差距,适用于分子筛,所以第二步选用合适的分子筛利用二者分子量的大小分开即可。
(2)6M盐酸胍处理之后除了肽键和二硫键无法打开之外,蛋白完全变性。这种条件下测得的分子量是25kD,加入beta-ME之后二硫键被还原打开,测得分子量为10kD和15kD,说明这二者是通过二硫键相连的,所以结构为一个10kD和一个15kD的亚基通过分子间二硫键的作用连成二聚体。也有可能是异源四聚体,异源六聚体,异源八聚体等等。因为第一步测定的分子量是在盐酸胍条件下,多聚体之间如果没有二硫键连接也会被解聚。如下图: