什么是蛋白質(zhì)的鹽析和鹽溶
鹽溶
在蛋白質(zhì)水溶液中,加入少量的中性鹽[即稀濃度],如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等,會增加蛋白質(zhì)分子表面的電荷,增強蛋白質(zhì)分子與水分子的作用,從而使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度增大。這種現(xiàn)象稱為鹽溶。
稀濃度可促進蛋白質(zhì)的溶,稱為鹽溶作用。同時稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質(zhì)部分結(jié)合,具有保護蛋白質(zhì)不易變性的優(yōu)點,因此在提取液中加入少量NaCl等中性鹽,一般以0.15摩爾/升濃度為宜。緩沖液常采用0.02-0.05M磷酸鹽和碳酸鹽等滲鹽溶液。
鹽析
向蛋白質(zhì)溶液中假如高濃度的中性鹽,以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì),使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的現(xiàn)象,叫做鹽析.
原理:破壞了蛋白質(zhì)在水中存在的兩個因素(水化層和電荷),從而使蛋白質(zhì)沉淀.
中性鹽對蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響,一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高,蛋白質(zhì)的溶解度增加,此稱鹽溶;
當鹽濃度繼續(xù)升高時,蛋白質(zhì)的溶解度不同程度下降并先后析出,這種現(xiàn)象稱鹽析.
將大量鹽加到蛋白質(zhì)溶液中,高濃度的鹽離子(如硫酸銨的SO4和NH4)有很強的水化力,可奪取蛋白質(zhì)分子的水化層,使之“失水”,于是蛋白質(zhì)膠粒凝結(jié)并沉淀析出。鹽析時若溶液pH在蛋白質(zhì)等電點則效果更好。由于各種蛋白質(zhì)分子顆粒大小、親水程度不同,故鹽析所需的鹽濃度也不一樣,因此調(diào)節(jié)混合蛋白質(zhì)溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質(zhì)分段沉淀。
影響鹽析的因素有:
(1)溫度:除對溫度敏感的蛋白質(zhì)在低溫(4度)操作外,一般可在室溫中進行。一般溫度低蛋白質(zhì)溶解度降低。但有的蛋白質(zhì)(如血紅蛋白、肌紅蛋白、清蛋白)在較高的溫度(25度)比0度時溶解度低,更容易鹽析。
(2)pH值:大多數(shù)蛋白質(zhì)在等電點時在濃鹽溶液中的溶介度最低。
(3)蛋白質(zhì)濃度:蛋白質(zhì)濃度高時,欲分離的蛋白質(zhì)常常夾雜著其他蛋白質(zhì)地一起沉淀出來(共沉現(xiàn)象)。因此在鹽析前血清要加等量生理鹽水稀釋,使蛋白質(zhì)含量在2.5-3.0%。
蛋白質(zhì)鹽析常用的中性鹽,主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。 其中應用最多的硫酸銨,它的優(yōu)點是溫度系數(shù)小而溶解度大(25度時飽和溶液為4.1M,即767克/升;0度時飽和溶解度為3.9M,即676克/升),在這一溶解度范圍內(nèi),許多蛋白質(zhì)和酶都可以鹽析出來;另外硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好,不易引起蛋白質(zhì)變性。硫酸銨溶液的pH常在4.5-5.5之間,當用其他pH值進行鹽析時,需用硫酸或氨水調(diào)節(jié)。
蛋白質(zhì)在用鹽析沉淀分離后,需要將蛋白質(zhì)中的鹽除去,常用的辦法是透析,即把蛋白質(zhì)溶液裝入透析袋內(nèi)(常用的是玻璃紙),用緩沖液進行透析,并不斷的更換緩沖液,因透析所需時間較長,所以最好在低溫中進行。此外也可用葡萄糖凝膠G-25或G-50過柱的辦法除鹽,所用的時間就比較短。
變性
能使蛋白質(zhì)變性的化學方法有加強酸,強堿,重金屬鹽,尿素,乙醇,丙酮等;能使蛋白質(zhì)變性的物理方法有加熱,紫外線照射,劇烈振蕩等。 重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性,是因為重金屬陽離子可以和蛋白質(zhì)中游離的羧基形成不溶性的鹽,在變性過程中有化學鍵的斷裂和生成,因此是一個化學變化。
強酸、強堿使蛋白質(zhì)變性,是因為強酸、強堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽,在變化過程中也有化學鍵的斷裂和生成,因此,可以看作是一個化學變化。
尿素、乙醇、丙酮等,它們可以提供自己的羥基或羰基上的氫或氧去形成氫鍵,從而破壞了蛋白質(zhì)中原有的氫鍵,使蛋白質(zhì)變性。但氫鍵不是化學鍵,因此在變化過程中沒有化學鍵的斷裂和生成,所以是一個物理變化。 加熱、紫外線照射,劇烈振蕩等物理方法使蛋白質(zhì)變性,主要是破壞了蛋白質(zhì)分子中的氫鍵,在變化過程中也沒有化學鍵的斷裂和生成,沒有新物質(zhì)生成,因此是物理變化。否則,雞蛋煮熟后就不是蛋白質(zhì)了。