但相對地隨著層析時間的增加,蛋白質色帶隨擴散作用也會持續加寬,此現象則會降低解析度。 以圖中為例,蛋白質 A 可完全與 B 和 C 分離,但 B 與 C 之間則因擴散現象而無法達到完全分離的效果
顯示利用蛋白質之等電點差異進行分離。 先添加適當兩性電解質以製備 pH 值穩定均勻之膠體,精氨酸待測蛋白質混合樣品則置入膠體中之樣品槽,通以電流後各種蛋白質則進入膠體並開始緩慢移動;當移動到與其 pI 值相同之 pH 值才停止。 圖 3-21 等電焦集法。 表 3-6 一些蛋白質之等電點 將等電焦集法與 SDS 電泳組合而成之實驗流程稱為二維電泳(two-dimensional electrophoresis)。 此方法用於分析複雜蛋白質混合物時可大幅提高其解析度(圖3-22)。
為比較芳香族胺基酸色胺酸與酪胺酸在 pH 6.0 時之吸收光譜,發現兩者在相等莫耳濃度之下(10-3 M),色胺酸之吸光值為酪胺酸的4倍;兩者之最大吸收波長則均接近 280 nm。另一種圖中未標示的芳香族胺基酸苯丙胺酸吸光值甚低,通常對蛋白質的光譜性質無貢獻。 圖 3-6 芳香族胺基酸可吸收紫外光。極性、不帶電 R 基團此類胺基酸遠較非極性胺基酸易溶於水,即其親水性較強;因為其 R 基團可以與水形成氫鍵。 此類胺基酸包含絲胺酸(serine)、酥胺酸(threonine)、半胱胺酸(cysteine)、天冬醯胺(asparagine)與麩胺醯胺(glutamine)五種 絲胺酸與酥胺酸之極性由其羥基提供
增加管柱長度將提高分離效果(即解析度增加);但相對地隨著層析時間的增加,蛋白質色帶隨擴散作用也會持續加寬,此現象則會降低解析度。 以圖中為例,蛋白質 A 可完全與 B 和 C 分離,但 B 與 C 之間則因擴散現象而無法達到完全分離的效果。 圖 3-17 管柱層析法。 個別蛋白質由於其性質之差異會以不同之速度通過層析管柱。精氨酸例如在陽離子交換層析法(cation exchange chromatography)中(圖3-18a),固相基質帶有負電荷基團。 此時樣品溶液中帶有淨正電荷之蛋白質通過基質之速度會遠較帶有淨負電荷之蛋白質慢,因為前者與基質間產生之交互作用延滯其通過速度。 兩種性質的蛋白質會分成兩個明顯的色帶,而蛋白質色帶在移動相中延展的情形會受到兩種因素影響:一是管柱造成性質差異的蛋白質分離的自然現象;二是擴散作用造成的色帶分散現象。 圖3-18(a) 顯示離子交換層析法利用蛋白質在特定 pH 值時之靜電荷差異進行分離。
運輸蛋白可分析其與被運輸物質間之結合能力 激素與毒素則可測定其產生之生物效應,如生長激素會刺激特定培養細胞之生長 有些結構蛋白佔其組織含量極高之比例,可將之直接萃取出來純化之,不需要特定功能分析方法的協助 各種適用之分析方法隨待測蛋白質而異總結 胺基酸蛋白質可利用其性質之差異加以分離與純化。蛋白質可藉由添加特定鹽類作選擇性的沉澱;各種層析方法是利用蛋白質的大小、親和力、帶電性與其他性質加以純化,包含離子交換層析法、大小-排除層析法、親和性層析法與高效能液相層析法等。 電泳是利用蛋白質之質量與帶電荷大小將之分離, SDS 膠體電泳與等電焦集法可分別使用,或組合使用(二維電泳)以達到更高之解析度。 所有純化步驟都需要一個蛋白質分析與定量方法來偵測蛋白質混合物中特定蛋白質之存在。酵素純化的過程可以測其比活性之變化。
管柱的固定相是由經過特殊處理而具有特定大小孔洞或孔隙之膠體顆粒組成,大分子蛋白質因為無法進入膠體之孔隙中,會以較直接而快速的方式繞過膠體流經管柱。小分子蛋白質則因為會進入膠體孔隙中,因此需要花較長的時間才能通過管柱(圖3-18b)。 圖3-18(b) 顯示大小-排除層析法利用蛋白質大小之差異進行分離。精氨酸管柱之固相基質為具有特定孔隙大小之交聯聚合物,大分子蛋白質在其中移動的速度較小分子快。因為大分子無法進入膠體之孔隙中,會以較直接的方式穿過膠體流經管柱;小分子則因為會進 入膠體孔隙中,因此需要花較長的時間才能通過管柱。 圖3-18(b) 蛋白質純化常用的三種管柱層析方法。
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