蛋白質(zhì)、多肽液相色譜純化方法簡介!
1、純化的一般目標(biāo)和方法
首先,自然來源或者重組表達(dá)的蛋白質(zhì)經(jīng)過一些粗提的步驟(例如:勻漿、離心、硫酸銨沉淀等)成為穩(wěn)定的可以用于色譜分離的樣品。
然后進(jìn)行捕獲色譜(capture chromatography),主要目標(biāo)是濃縮和去除大量的容易去除的雜質(zhì),此步關(guān)心的是流速和載量,常采用高載量、快流速凝膠。
經(jīng)過濃縮的部分純化的樣品進(jìn)行中級色譜(intermediate chromatography),目的是去除較難去除的雜質(zhì),此步關(guān)心的是分辨率,常采用高分辨率的細(xì)顆粒凝膠。
后為了得到符合要求的終產(chǎn)品,去除殘存的雜質(zhì)以及目的蛋白的多聚物或者降解片斷,進(jìn)行精制色譜(polishing chromatography),常采用具有高分辨率的凝膠過濾凝膠進(jìn)行凝膠過濾色譜。
2、純化前的準(zhǔn)備工作
(1)樣品穩(wěn)定性試驗(yàn)a、測定樣品在pH 2-9的穩(wěn)定性;b、測定樣品在0-4 mol/L NaCl及0-2 mol/L 硫酸銨中的穩(wěn)定性;c、測定樣品在0-50%乙醇、甲醇中的穩(wěn)定性;d、測定樣品在4-40℃的穩(wěn)定性;e、室溫下靜置過夜,測定對蛋白水解酶的穩(wěn)定性。
(2)樣品預(yù)處理a、去除樣品中顆粒物(0.45-0.22微米膜過濾或者10000 g離心15分鐘)
b、去除樣品中脂類( 10000 g離心15分鐘或有機(jī)溶劑抽提)
c、去除樣品中核酸(加入核酸酶消化或者使核酸沉淀)
d、抑制樣品中蛋白水解酶(加入蛋白酶抑制劑、低溫下快速第1步分離或在蛋白酶缺陷宿主中表達(dá)重組蛋白)
(3)樣品的保存條件:短期儲存(小于24小時)
a、避免接近或超過樣品的穩(wěn)定極限防止蛋白質(zhì)變性或沉淀b、在密閉容器中冰箱冷藏較長期儲存(數(shù)天)
a、b、同上c、加入適當(dāng)?shù)囊志鷦╅L期儲存a、同上b、冰凍或者h(yuǎn)ao凍干(真空冷凍干燥)保存。
3、對每一純化步驟的評價相關(guān)方法的建立
a、目的蛋白含量測定酶活性測定、生物活性測定、放射免疫、酶聯(lián)免疫、免疫電泳、熒光。
b、總蛋白含量測定紫外吸收法、Lowry法、Bradford染料結(jié)合法(考馬斯亮蘭G-250)等。
c、樣品復(fù)雜度檢測HPLC(離子交換、凝膠過濾、反相)、SDS-PAGE、等電聚焦、毛細(xì)管電泳(CE)。
4、蛋白質(zhì)的來源
(1)天然蛋白: 天然產(chǎn)物中的目的蛋白一般含量很少而且組分極復(fù)雜,在分離過程中須采用多步驟才能去除各種雜質(zhì),并應(yīng)在整個過程中降低蛋白水解酶的活性。
(2)重組蛋白: 重組蛋白則目標(biāo)蛋白的豐度較高。重組蛋白主要有三種表達(dá)定位:
a、細(xì)胞質(zhì):在種情況下,必須破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能得到目的蛋白質(zhì),同時伴隨著大量核酸和其它上千種宿主蛋白質(zhì)的釋放;在表達(dá)量較高的條件下,一般形成包涵體,包涵體含有過表達(dá)目的蛋白,且容易通過高速離心分離,但是包涵體的溶解與復(fù)性是較復(fù)雜的。
b、外周質(zhì): 表達(dá)的蛋白質(zhì)存在于細(xì)菌內(nèi)膜與外膜之間,這樣目的蛋白可以較少地受到蛋白酶的作用并減少了宿主蛋白的污染。
c、分泌到培養(yǎng)基:這種表達(dá)一般蛋白質(zhì)濃度較低,主要受到培養(yǎng)基中的污染。
液相色譜填料由高壓液體泵、檢測器及液相色譜柱等三部分組成,其中液相色譜柱的正確安裝和使用,是液相色譜工作的關(guān)鍵;也是液相色譜工作者獲得正確可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的必經(jīng)之路。
液相色譜填料的使用過程中,若遇到使用不當(dāng)?shù)那闆r,會大大縮短色譜柱的使用壽命。為了延長色譜柱的使用壽命,應(yīng)對色譜柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)。
液相色譜填料是樣品組分在柱填料與流動相之間質(zhì)量交換而達(dá)到分離的目的,因此要求流動相具備以下的特點(diǎn):
a、流動相對樣品具有一定的溶解能力,保證樣品組分不會沉淀在柱中(或長時間保留在柱中)。
b、流動相具有一定惰性,與樣品不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)(特殊情況除外)。
c、流動相的黏度要盡量小,以便在使用較長的分析柱時能得到好的分離效果;同時降低柱壓降,延長液體泵的使用壽命(可運(yùn)用提高溫度的方法降低流動相的黏度)。
d、流動相的物化性質(zhì)要與使用的檢測器相適應(yīng)。如使用uv檢測器,可以使用對紫外吸收較低的溶劑配制。
e、流動相沸點(diǎn)不要太低,否則容易產(chǎn)生氣泡,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。
f、在流動相配制好后,一定要進(jìn)行脫氣。除去溶解在流動相中的微量氣體既有利于檢測,還可以防止流動相中的微量氧與樣品發(fā)生作用。
高效液相色譜儀色譜柱性能的評價包括評價內(nèi)容和評價方法等方面。
一、評價內(nèi)容:
1、分離效能。
2、對指定溶質(zhì)的選擇性。
3、在不同PH值介質(zhì)中的穩(wěn)定性。
4、不同批次但同型號填料間性能的重現(xiàn)性。
5、適宜的操作壓力等。
二、評價方法:
以指定的一組標(biāo)準(zhǔn)溶質(zhì)為樣品,測定其在色譜柱上的理論塔板數(shù),作為柱效的衡量指標(biāo)。
例:對于反相色譜填料,可以選擇一組具有不同極性的芳香族化合物,如苯、萘、菲、苯、甲苯和二甲苯等作為基本組分,再加以苯酚和苯胺等酸、堿性溶質(zhì)。