蛋白質(zhì)是生物體的基本組成成分,是生命功能的執(zhí)行者。深入研究某種蛋白的功能及作用機制,對蛋白在醫(yī)藥、工業(yè)、科研等方面的應(yīng)用具有重要價值。而要研究某一個特殊的蛋白,就要先將這個蛋白從生物體中分離純化出來。蛋白純化在蛋白工程中是必不可少的一步,從研究蛋白的結(jié)構(gòu)與功能,到對蛋白進行修飾改造,以及最后批量開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品,首先都需要獲得單一的蛋白。
蛋白分離純化是用生物工程下游技術(shù)從混合物之當(dāng)中分離純化出所需要得目的蛋白的方法,在蛋白質(zhì)研究中起到橋梁作用,成為當(dāng)代生物技術(shù)行業(yè)的核心。蛋白純化工作復(fù)雜,耗時長,但又十分重要。
蛋白純化總原則:
以合理的效率、速度、收率和純度,將目標(biāo)蛋白分離出來,同時保留其生物學(xué)活性和化學(xué)結(jié)構(gòu)完整性。
純化依據(jù)——蛋白不同的理化性質(zhì)(如分子大小、分子形狀、帶電特性、溶解特性、吸附性質(zhì)、與配體的特異性結(jié)合、變性和復(fù)性等)。
常用的蛋白質(zhì)分離純化技術(shù)有膜分離技術(shù)、沉淀分離技術(shù)、電泳分離技術(shù)以及層析分離技術(shù)等。目前層析技術(shù)是蛋白純化領(lǐng)域的核心技術(shù),也是應(yīng)用最多最為廣泛的技術(shù)。
層析分離技術(shù)是根據(jù)被分離物與層析固定相之間的物理化學(xué)性質(zhì)以及生物學(xué)性質(zhì)的相互作用來進行分離。層析法的種類繁多,應(yīng)用較為廣泛的有凝膠過濾層析、離子交換層析、疏水層析以及親和層析。
不同的蛋白特性對應(yīng)不同的純化方法:
分子大小——凝膠過濾層析
帶電性——離子交換層析
疏水性——疏水層析
配體特異性——親和層析
蛋白純化標(biāo)簽
在蛋白純化過程中,經(jīng)常通過添加合適的標(biāo)簽輔助蛋白純化,促進蛋白可溶性。
常用的幾種蛋白純化標(biāo)簽比較:
6His,蛋白純化首選標(biāo)簽,分子量小,對蛋白無影響,能純化可溶性/包涵體蛋白。
GST,增強蛋白可溶性,僅能純化可溶性蛋白,屏蔽毒性蛋白,標(biāo)簽較大。
MBP,增強蛋白可溶性,屏蔽毒性蛋白,標(biāo)簽較大,對蛋白結(jié)構(gòu)/功能會有一定影響。
Myc,高特異性,在天然洗脫條件下,使用Myc標(biāo)簽多肽來與重組蛋白進行競爭,可溫和洗脫Myc標(biāo)簽蛋白質(zhì)。
SUMO,增強蛋白可溶性,切割特異性極高,不殘留任何氨基酸,適合重組蛋白表達。
Strep,不會影響標(biāo)簽蛋白的功能結(jié)構(gòu),更簡便,適合高純度蛋白產(chǎn)出。
Flag,通常不與目的蛋白相互作用,純化效率高,應(yīng)用廣泛。
當(dāng)然,有時我們需要根據(jù)下游實驗的需求將添加的蛋白標(biāo)簽去除,這時就要靠工具酶了?
標(biāo)簽切除蛋白酶:
Thrombin(Leu-Val-Pro-Arg▼Gly-Ser),
Enterokinase(Asp-Asp-Asp-Asp-Lys▼),
rTEV(Glu-Asn-Leu-Tyr-Phe-Gln▼Gly)。
普健生物蛋白純化技術(shù)服務(wù)內(nèi)容:
標(biāo)簽特異親和純化:His、GST、MBP、Strep、Flag
離子交換純化
肝素柱純化
疏水層析
凝膠過濾層析
蛋白鑒定:SDS-PAGE,HPLC,WB,蛋白濃度檢測,吸收光譜