蛋白纯化课件教学课件

蛋白纯化课件蛋白纯化概述蛋白纯化的方法蛋白纯化的步骤蛋白纯化实验操作蛋白纯化的应用contents目录CHAPTER01蛋白纯化概述是指从复杂的生物样品中分离、纯化出目的蛋白的过程，是蛋白质研究中的重要环节。蛋白纯化目的方法获得高纯度、高活性的目的蛋白，以便进行后续的结构和功能研究。包括离心、沉淀、萃取、层析等多种技术手段。030201蛋白纯化的定义通过纯化后的电泳结果，可以确定蛋白质的分子量大小。确定蛋白质的分子量通过等电聚焦电泳，可以确定蛋白质的等电点。确定蛋白质的等电点通过层析等方法，可以将目的蛋白从其他杂质中分离出来，获得高纯度的蛋白质。获得高纯度蛋白质高纯度的目的蛋白是进行X射线晶体学或核磁共振结构解析的必要条件。用于结晶和结构解析蛋白纯化的目的03根据蛋白质的疏水性质进行分离利用不同蛋白质分子与有机溶剂之间的亲和性差异，通过疏水层析等方法进行分离。01根据蛋白质分子量大小不同进行分离利用不同层析介质对不同分子量蛋白质的吸附和解吸能力不同，从而实现分离。02根据蛋白质的电荷性质进行分离利用不同蛋白质在一定pH值下所带电荷性质的差异，通过电泳或离子交换层析等方法进行分离。蛋白纯化的基本原理CHAPTER02蛋白纯化的方法盐析法通过加入高浓度的盐溶液，改变蛋白质的溶解度使其沉淀，常用的盐有硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等。有机溶剂沉淀法利用有机溶剂降低水的介电常数，使蛋白质发生沉淀。常用的有机溶剂有甲醇、乙醇和丙酮等。聚合物沉淀法利用聚合物如聚乙二醇、聚蔗糖等与蛋白质结合形成沉淀。沉淀法将待纯化的蛋白质溶液装入透析袋中，扎紧袋口后放入缓冲液中进行透析，使小分子物质随缓冲液渗出而去除。囊式透析将待纯化的蛋白质溶液放入由半透膜制成的平板中，然后将其放入缓冲液中，使小分子物质随缓冲液渗出而去除。平板透析透析法利用两种不相溶的溶剂，将待纯化的蛋白质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中，常用的溶剂有水、甲醇、乙醇、乙醚等。利用反胶束形成剂如十二烷基硫酸钠和氯化钠等，形成反胶束溶液，将待纯化的蛋白质萃取到反胶束中，再通过离心或超滤等方法分离。萃取法反胶束萃取法两相萃取法利用阴离子交换剂如DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖等，将待纯化的蛋白质与阴离子交换剂结合，再通过改变离子强度或pH值将其洗脱下来。阴离子交换法利用阳离子交换剂如CM-纤维素、CM-葡聚糖等，将待纯化的蛋白质与阳离子交换剂结合，再通过改变离子强度或pH值将其洗脱下来。阳离子交换法离子交换法凝胶过滤法原理利用凝胶颗粒的分子筛作用，将待纯化的蛋白质按大小进行分离。不同大小的蛋白质在通过凝胶颗粒时受到的阻力不同，从而以不同的速度移动，最终实现分离。应用凝胶过滤法常用于分离纯化蛋白质、酶、核酸等生物大分子，尤其适用于分离分子量相近的蛋白质或多肽。CHAPTER03蛋白纯化的步骤选择合适的生物样品，如细胞、组织或培养液，确保样品中目标蛋白的含量较高。样品来源采用物理或化学方法破碎细胞，释放细胞内的蛋白质。细胞破碎通过离心、过滤等方法去除细胞碎片、颗粒物等杂质。去除杂质样品准备沉淀与溶解通过调节溶液的pH值、离子强度或添加有机溶剂，使蛋白质沉淀，再通过溶解将蛋白质重新溶解在适宜的缓冲液中。凝胶电泳分离利用电泳技术将蛋白质在凝胶上进行分离，根据蛋白质的电荷和大小进行分离。离心分离根据蛋白质的密度和大小差异，采用离心法进行初步分离。粗分离利用特定的配基与蛋白质结合，通过洗脱液将目标蛋白质与配基分离。亲和色谱利用蛋白质的电荷性质进行分离，通过改变溶液的离子强度，将目标蛋白质与其他蛋白质分离开。离子交换色谱利用蛋白质的疏水性质进行分离，通过调节溶液的离子强度和有机溶剂浓度，使目标蛋白质与其他蛋白质分离开。疏水相互作用色谱精细分离质谱分析对纯化的蛋白质进行质谱分析，确定蛋白质的氨基酸序列和修饰情况。Westernblot利用特异性抗体检测目标蛋白质的存在，进一步验证蛋白质的纯度和含量。SDS电泳通过电泳分离蛋白质，并用考马斯亮蓝染色法检测蛋白质的纯度。纯度检测与鉴定CHAPTER04蛋白纯化实验操作实验器材离心机、层析柱、注射器、试管等。试剂缓冲液、洗涤剂、蛋白质样品等。实验材料准备1.准备实验器材和试剂，确保其清洁和完好。2.根据实验需求，配置适当的缓冲液和洗涤剂。3.将蛋白质样品加入离心机中进行离心分离。实验材料准备5.收集洗脱液并进行检测，确定蛋白质的纯度和浓度。6.对实验结果进行分析和总结。4.使用注射器将上清液注入层析柱中，进行层析分离。实验材料准备层析分离使用注射器将上清液注入层析柱中，根据蛋白质的性质选择合适的洗脱液进行洗脱。实验前准备确保实验器材和试剂的清洁和完好，准备好实验记录本。样品处理将蛋白质样品加入离心机中进行离心分离，收集上清液。检测收集洗脱液并进行检测，确定蛋白质的纯度和浓度。结果分析对实验结果进行分析和总结，评估蛋白质的纯度，确定后续处理方法。实验操作流程实验结果分析通过检测洗脱液中的蛋白质成分，评估蛋白质的纯度。详细记录实验数据和结果，包括洗脱液的体积、蛋白质浓度等。根据实验数据和结果，分析蛋白质的性质和纯度，确定后续处理方法。总结实验过程和结果，评估实验的优缺点，提出改进意见和建议。蛋白质纯度评估数据记录结果分析总结CHAPTER05蛋白纯化的应用蛋白纯化技术用于分离和纯化药物靶点蛋白，为药物研发提供关键的活性成分。药物研发通过纯化抗原蛋白，用于疫苗的制备，确保疫苗的安全性和有效性。疫苗制备纯化的特异性蛋白可用于诊断疾病，如肿瘤标志物、免疫疾病相关蛋白等。疾病诊断生物医药领域抗性分析纯化植物抗性蛋白，研究植物抗病、抗虫、抗逆的分子机制。营养与施肥纯化植物生长相关蛋白，研究植物营养需求和施肥管理。品种鉴定通过纯化农作物中的特异性蛋白，进行品种鉴定和纯度分析。农业领域123纯化食品中的功能蛋白，用于食品成分分析和质量控制。食品成分分析利用蛋白纯化技术，开发具有特定功能的食品添加剂和配料。功能性食品研发研究食品加工过程中蛋白质的变化和作用，优化加工工艺。食品加工技术优化食品工业领域纯化特定环