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  蛋白質純化

  

 

  純化策略

純化遊戲

 

各種純化與分析方法

各種純化方法的應用次序

組合純化步驟

      

純化遊戲

 

像玩具總動員一樣來玩純化的遊戲。

要純化或分離出某種蛋白質,就要利用蛋白質之間某些 性質上的差異,例如它們的形狀、大小、比重等不同。 

如上圖的假想例中有 12 個物件,其大小、形狀與比重都不完全相同。若我們要分離出其中的 5 號木球,首先用一大一小兩種篩子,就可去掉 1, 2, 3 號三個較大者,以及 9, 10, 11, 12 號四個較小者。剩下的 4 - 8 號都有相同的大小,但因比重不同,在一個裝有密度梯度溶液 (如甘油梯度) 的量筒中,7 號石頭塊很塊下沈,六號棉球又無法下沈,我們因此可以在中央部份收到木質的4, 5, 8 號物件。然後把這最後的三個物件放在一斜坡上滾下來,5 號木球會因為形狀的關係滾得最快,而 4 號因為是方塊而幾乎不動,8 號則介於兩者之間慢慢滾下來。我們因此可以分離得到 5 號木球,同時也可分得 4 號及 8 號。

在實際生活裡,我們當然不會用如此笨拙的方法來分離這些東西,但其基本原理與蛋白質的分離與純化非常類似;我們的確利用蛋白質間分子量、分子形狀及密度的不同,或者分子所帶電荷不同,來作酵素的純化分離工作。

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各種純化與分析方法

各種純化及分析方法及所根據的蛋白質性質

酵素研究大多要先把該酵素純化出來,才能夠做進一步的分析與鑑定。酵素來源通常由細胞取得,在打破細胞後離心,可除去與細胞碎片。所得到的巨分子中,有核酸、蛋白質、多糖類與脂質的聚合物 (脂質不是巨分子),我們可以用硫酸銨把所有蛋白質沈澱下來,酵素即在其中。接著,我們可以利用各種酵素間不同的性質,來做進一步的純化;例如,分子量不同的酵素,可以利用膠體過濾 (gel filtration) 來分離之。以上所列的各種性質差異,都可以選擇利用來分離純化蛋白質,一直到接近純質為止。

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各種純化方法的應用次序

統計各種純化方法被採用的次數,與其在純化過程的先後次序。

均質當然都放在第一步,然後通常是蛋白質沈澱,可用硫酸銨或者有機溶劑。接著多用層析法,離子交換法大多用在較早的步驟,其分離能力相當強大;而親和層析法則先後均可,可視情況而定。出乎意料的,膠體過濾法多用在中後期的步驟,可能這時候樣本較純,以分子量分離效果較好,且可順便脫鹽之故 (因為離子交換或親和層析多用高濃度鹽溶離)。

資料來源: Bonnerjera et al. (1986) Bio/Technology, 4: 954-958.

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組合純化步驟

先以基本的純化流程骨幹試試純化步驟。 

蛋白質的純化多以上面的流程為起步骨幹,然後再加入各種其他的純化方法。

通常第一步都建議使用硫酸銨分劃,但也有使用有機溶液沉澱法;然後可以在膠體過濾與離子交換法中擇一,離子交換法可以提前進行。一般不會連續使用兩種相同的純化步驟,但有時也有例外;尤其,離子交換法可以連續使用陰離子、陽離子兩種方式,也可以設計使目標蛋白質吸附或直接流出,應用方式很多。

在此骨幹之後,可以考慮使用親和層析法、疏水性層析法、製備式電泳或者 hydroxylapatite,尤其後者更是相當有用的吸附劑,使用不同的溶離緩衝液,會有不同的溶離效果,值得一試。

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下一節︰ 蛋白質分析 蛋白質定量法

 構  造     .     純  化     .     分  析

  

  Protein/Purification/P5

本網頁最近修訂日期: 2001/06/30