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第三节

蛋白质鉴定

一、蛋白质分子质量鉴定

1 SDS-PAGE的原理与实验技术应用特点

SDS-PAGE为聚变稀酰胺凝胶电泳的一种形式。在电泳体系中加入了十二烷基硫酸钠(SDS)和强还原剂(如巯基乙醇等),其中SDS作为阴离子去污剂会破坏蛋白质的氢键和疏水相互作用,导致蛋白质构象改变,而巯基乙醇等可以打开蛋白质分子内的二硫键,使其分解为亚基,因此电泳过程中蛋白质的生物活性丧失或减弱,但电泳后可恢复或部分恢复其活性。

在离子强度低时,主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合,生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷,复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷,这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形,棒的长度与蛋白质亚基分子量有关,所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别,利用这一点可将不同的蛋白质分开(分子筛效应),因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。

与常规PAGE类似,不连续SDS-PAGE对蛋白质的分离除了基于分子筛效应外,还基于其对样品的浓缩效应。

2 SDS-PAGE中蛋白质分子质量与迁移率的关系式

MW:为蛋白质分子量

b:为斜率

mR:为相对迁移率

K:为截距

3 凝胶过滤法中蛋白质分子质量与洗脱剂体积的关系式

V e :洗脱体积

K 1 、K 2 :常数

M r :蛋白质相对分子质量

4 沉降速度法中蛋白质分子质量与沉降系数的关系式

R:为气体常数(8.314JK ﹣1 ·mol ﹣1

T:为绝对温度(k)

s:蛋白质沉降系数

D:蛋白质的扩散系数(cm 2 /s)

v :偏微比容(cm 3 /g)

p:为溶剂的密度(g/cm 3

二、蛋白质免疫印迹分析

1 免疫印迹分析的概念

蛋白质免疫印迹即Western Blot,是通过特异性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品进行着色,通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中表达情况的信息。

2 实验原理和应用特点

Western Blot法采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳,被检测物是蛋白质,“探针”是抗体,“显色”用标记的二抗。经过PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳)分离的蛋白质样品,转移到固相载体(例如硝酸纤维素薄膜)上,固相载体以非共价键形式吸附蛋白质,且能保持电泳分离的多肽类型及其生物学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原,与对应的抗体起免疫反应,再与酶或同位素标记的第二抗体起反应,经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分。该技术也广泛应用于检测蛋白水平的表达。

三、蛋白质定量分析、蛋白质纯度测定

1 双缩脲反应

双缩脲反应是肽和蛋白质所特有的一种颜色反应。蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,因此能与铜离子在碱性溶液中发生双缩脲反应,且颜色深浅与蛋白质的含量的关系在一定范围内符合比尔定律,而与蛋白质的氨基酸组成及分子量无关,故可用双缩脲法测定蛋白质的含量。

2 Folin-酚反应

Folin-酚法(Lowry法)是最灵敏的蛋白质测定方法之一。在碱性条件下,蛋白质中的肽键与铜离子结合生成复合物。Folin-酚试剂中的磷钼酸盐-磷钨酸盐被蛋白质中的酪氨酸和色氨酸残基还原,产生深蓝色(钼兰和钨兰的混合物)。在一定的条件下,蓝色深度与蛋白的量成正相关。

3 考马斯亮蓝结合反应的反应原理

考马斯亮兰G-250染料在酸性溶液中与蛋白质结合,使染料的最大吸收峰的位置由465nm变为595nm,溶液的颜色也由棕黑色变为蓝色。在595nm下测定的吸光度值与蛋白质浓度成正比。经研究认为,染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸(特别是精氨酸)和芳香族氨基酸残基相结合。

4 蛋白质纯度鉴定的主要方法

常用的物理化学的方法:电泳、沉降、HPLC、溶解度分析等。

电泳分析包括:等电聚集、聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS-PAGE、毛细管电泳以及沉降分析等。 /XtuNh3YAN7nP9GH8y2A6Popd3aezuM1lO/ddLnpInpOmlI7xRuTqkg55ZHtwPDn

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