血红蛋白的提取和分离上课用.ppt
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1、课题3 血红蛋白的提取和分离,本课题学习目标,简述蛋白质提取和分离的基本原理,并了解凝胶色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。1、主要概念:凝胶色谱法 电泳法 缓冲溶液 它们在血红蛋白的提取中分别起到什么作用。2.主要原理:凝胶色谱法分离蛋白质的原理 电泳法分离样品的原理 缓冲溶液的组成和作用机理3、课题重点:凝胶色谱法的原理和方法 4、课题难点:样品的预处理 色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。,1.分离生物大分子的基本思路:,选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。,2.蛋白质分离和提取的原理:,根据蛋白质各种特性的差异,如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、
2、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等等,可以用来分离不同种类的蛋白质。,基础知识,基础知识(一)凝胶色谱法(分配色谱法),2.凝胶:,大多数凝胶是由多糖类化合物(如葡聚糖或琼脂糖)构成的多孔小球体,内部有许多贯穿的通道。,根据被分离的蛋白质相对分子质量的大小,利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用,来进行分离。,1.概念:,3.凝胶色谱法的原理,当相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;而相对分子量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。依据的特性是:
3、蛋白质分子量的大小。,4.凝胶色谱法分离蛋白质的原理和具体过程,凝胶色谱法分离蛋白质过程的动画演示,(二)缓冲溶液,1.概念:,在一定的范围内,凡是能够抵制外加少量强酸或强碱的影响使原来溶液PH值基本保持不变的混合溶液。,能够抵制外界的酸和碱对溶液PH值的影响,维持PH基本不变。,2.作用:,3.缓冲溶液的配制:,通常由12 种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同PH范围内使用的缓冲液。,4.提问:在本课题中使用的缓冲液是:_,其目的是:,利用缓冲液模拟细胞内的PH环境,保证 血红蛋白的正常结构和功能,便于观察(红色)和科 学研究(活性),磷酸缓冲液,(三)电泳:,1
4、.概念:,带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。,2.原理:,许多重要的生物大分子,如多肽、核酸等都具有可解离的基团,在一定的PH下,这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小,形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。,3.类型:,琼脂糖凝胶电泳、聚丙稀酰胺凝胶电泳。,在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动,琼脂糖凝胶电泳示意图,聚丙稀酰胺凝胶电泳,1、在测定蛋白质分子量时常用十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙稀酰胺凝胶电泳。聚丙稀酰胺凝胶是
5、由单体丙烯酰胺和交联剂N,N-甲叉双丙烯酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。,蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。为了消除净电荷对迁移率的影响,可以在凝胶中加入SDS。,2.原理:,聚丙稀酰胺凝胶电泳,SDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链,因此测定的结果只是单条肽链的分子量。SDS能与各种蛋白质形成蛋白质SDS复合物,SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。,3.SDS作用机理:,用SDS测
6、定蛋白质分子量的方法,使用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质的分子量时,可选用一组已知分子量的标准蛋白同时进行电泳,根据已知分子量的标准蛋白的电泳区带位置,用电泳迁移率和分子量的对数作标准曲线,可以测定未知蛋白质的分子量。市场上有高分子量、次高分子量及低分子量的标准蛋白试剂出售。,2.血液有哪些成分?,1.用鸡的红细胞提取DNA,用哺乳动物的红细胞提取血红蛋白的原因是什么?,鸡的红细胞具有细胞核,含有DNA,便于进行DNA的提取;人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰富,便于提取血红蛋白。,血红蛋白,每个肽链环绕一个亚铁血红素基团,此基团可携带一分子氧或一分子二氧化碳,血红蛋白因含有血红
7、素而呈红色。,血红蛋白的特点:,1.用鸡的红细胞提取DNA,用哺乳动物的红细胞提取血红蛋白的原因是什么?,鸡的红细胞具有细胞核,含有DNA,便于进行DNA的提取;人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰富,便于提取血红蛋白。,二、实验操作,实验材料的选择,1.红细胞的洗涤,2.血红蛋白的释放,3.分离血红蛋白溶液,4.透析,离心去除血浆,加蒸馏水涨破,离心处理,除去小分子杂质,凝胶色谱法进行分离和纯化,将分子量较大的杂质蛋白除去,SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量,和纯度鉴定,(一)蛋白质提取和分离步骤,二、实验操作,样品处理粗分离纯化纯度鉴定,1.样品处理:,(一)蛋白质提取和分
8、离步骤,(二)操作过程,本课题可选用猪、牛、羊或其他脊椎 动物的血液来分离血红蛋白。,(1)红细胞的洗涤:,洗涤目的:,去除杂蛋白,以利于后续血红蛋白的分离纯化,洗涤次数不可过少。,洗涤操作:,1、采集血样。2、低速短时间离心(速度越高和时间越长,会使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀,达不到分离的效果)3、吸取血浆:上层透明的黄色血浆。4、盐水洗涤:用五倍体积的质量分数为0.9的氯化钠溶液洗涤。5、低速离心(低速短时间)6、重复4、5步骤三次,直至上清液中已没有黄色,表明洗涤干净。,初次离心后的结果,3次洗涤后的结果,(2)血红蛋白的释放:,加蒸馏水到原血液体积,再加40体积的甲苯,置于磁力搅拌器上
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