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蛋白質純化 |
其他連結 |
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離子交換法 |
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蛋白質純化 |
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離子交換法 |
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■ 蛋白質表面的帶電基團 |
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圖 例 |
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蛋白質表面有許多具有電荷的基團,可供離子交換之用。 |
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這張圖在 鹽溶及鹽析 出現過,當時是用來說明蛋白質表面的非極性區域,是做為鹽析的基本機制。但是蛋白質表面也有許多帶有正電或負電的離子基團,可以使蛋白質吸附到相對的離子交換膠體上去。 |
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P3A1 |
■ 環境影響分子的帶電性質 |
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圖 例 |
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環境 pH 的變化會造成分子所帶淨電荷的改變。 |
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與這張類似的圖也在 鹽溶及鹽析 出現過,但所要強調的重點還是不變,就是蛋白質分子所帶的淨電荷,會隨著環境的 pH 改變而跟著變化。 因此,若把緩衝液的 pH (如上圖右例 7.0) 調到某蛋白質的 pI (如 6.0) 以上,則此蛋白質的淨電荷將為負,就要使用陰離子交換法,讓蛋白質吸附上去。反之,若把緩衝液調到 pH 5,低於目標蛋白質的 pI,則使用陽離子交換介質可以吸附此蛋白質。 當然,也可以『反向操作』,使用與蛋白質淨電荷相同的交換介質 (或者把緩衝液的 pH 調至蛋白質的 pI),則蛋白質不會被吸附,直接流出,而把大部分的雜質吸附住,也有相當的純化效果,要自行測試。 另外,所使用緩衝液的 pH 不要離目標蛋白質的 pI 太遠,否則目標蛋白質帶了太強的淨電荷,會很強地吸附在離子交換介質上,就必須使用較為劇烈的溶離條件,可能對蛋白質有所傷害。 |
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P3A2 |
■ 陰離子交換法的基本原理 |
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圖 例 |
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樣本分子競相與交換介質上面的帶電基團結合。 |
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離子交換法的固定相是擔體上的電荷基團,可為正或負電荷;若擔體帶有正電荷,可吸附著負電荷分子,則為陰離子交換法;不帶淨電荷的分子,以及陽離子則直接流出,不會被吸附上去。這些被固相單體所吸附的離子,統稱為 counter ion,因為其電荷與擔體上的電荷相反 (counter 是 "相反" 的意思)。 蛋白質通常以離子鍵吸附,因此要流洗出蛋白質時,必須提高鹽濃度以破壞之,大多使用 NaCl;也可以改變流洗緩衝液的 pH,使得蛋白質的電荷改變而溶離出來,一般多使用前者。蛋白質吸附在擔體上的強弱程度,會影響溶離所需使用的鹽濃度,結合越緊的分子,要使用越高的鹽濃度。而帶有較高電荷的 counter ion,與擔體的結合就愈緊密。 |
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P3A3 |
■ 離子取代優先順序 |
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圖 例 |
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離子競相結合到擔體上的優先次序,有一定規則。 |
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通常帶電荷數目高者,比帶電荷低者,優先吸附到帶有相反電荷的擔體上。若都帶有相同的電荷數目,則離子體積較大者,比體積小者容易吸附。但是,雖然所帶電荷數目少,離子體積也不大 (例如 H+),但若濃度夠大,也可以取代比它電荷多、體積大的離子。因此,若把緩衝液的 pH 調低 (pH 2),可以把大部分吸附在交換介質上的蛋白質溶離下來。 |
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P3A4 |
■ 鹽梯度的兩種方式 |
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圖 例 |
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離子交換法多以鹽梯度進行溶離,有兩種梯度做法。 |
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連續梯度需要梯度製造器 (左圖),分別裝有高限及低限溶液,則可拉出由低到高的連續梯度 (中左圖)。階段梯度則依序換各種濃度的緩衝液,成為樓梯般的段落 (中右圖),不須梯度製造器。不管用哪一種,管柱內膠面上方不可以有液體存在 (右圖);這個多餘的體積,稱為 無效空間 (dead volume),會破壞做好的梯度。 |
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P3A5 |
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Protein/Purification/P3 |
本網頁最近修訂日期: 2001/06/30 |