新型金属亲和反胶团系统及其蛋白质萃取特性研究

论文摘要

在利用金属螯合亲和色谱分离蛋白质的过程中,过渡金属离子(Cu2+、Ni2+、Zn2+)和蛋白质之间的相互作用有着广泛的应用。金属离子可以特异性的结合蛋白质表面的组氨酸残基,从而使分离过程具有很高的选择性,并可用于具有聚组氨酸标签的重组蛋白质的分离。通过开发螯合金属离子的表面活性剂将过渡金属离子和蛋白质之间的亲和作用引入到反胶团中,有望提高反胶团萃取蛋白质的选择性。为此,本文选用两种非离子表面活性剂Span 80和Triton X-45构建反胶团,并以磷酸二异辛酯（HDEHP）为螯合剂向反胶团中引入金属离子,从而构建了非离子金属亲和反胶团。该反胶团具有较高的含水率和良好的相分离能力,满足液液萃取分离蛋白质的相关要求。金属离子的引入保证了反胶团与蛋白质间的亲和作用,而非离子表面活性剂作为反胶团“母体”则显著降低了静电作用对金属亲和作用的干扰。对构建的金属亲和反胶团进一步进行了含水率在不同条件下的变化情况的研究,结果表明,该体系的含水率受盐浓度及表面活性剂比例的影响较大,但表面活性剂浓度、铜离子浓度及pH值对含水率的影响并不显著。采用动态光散射技术测定金属亲和反胶团的粒径发现,亲和配基—铜离子对反胶团粒径的影响并不显著;金属亲和反胶团的聚集数与AOT反胶团类似,是由较多的表面活性剂聚集而成（即聚集数较大）。构建的反胶团在未引入金属离子时与肌红蛋白间没有强烈的相互作用;随着金属离子浓度的升高,肌红蛋白的萃取率也逐渐上升,说明金属离子与肌红蛋白间的亲和作用是萃取的主要驱动力。同时在反萃实验中发现,含有能够破坏金属离子与蛋白间的亲和作用的EDTA或咪唑的反萃液才能够实现对肌红蛋白的反萃,再次表明了蛋白质与反胶团间的主要作用力是金属亲和作用。金属亲和反胶团对肌红蛋白的萃取率在pH5～8的范围内最高,接近100%,而在此范围之外,受静电作用的干扰,萃取率都有不同程度的下降;提高盐浓度对萃取率的影响并不显著,预示着该体系可以在较高盐浓度下进行蛋白质的萃取分离,这一点明显优于已有的各种反胶团体系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 常见的蛋白质分离技术
• 1.1.1 膜分离技术
• 1.1.2 萃取技术
• 1.1.3 色谱分离技术
• 1.1.4 电泳技术
• 1.2 反胶团
• 1.2.1 反胶团的定义及特点
• 1.2.2 表征参数及相关测量
• 1.3 反胶团萃取技术
• 1.3.1 反胶团萃取蛋白质的产生及发展
• 1.3.2 反胶团萃取蛋白质的驱动力
• 1.3.3 反胶团萃取蛋白质的影响因素
• 1.4 亲和纯化技术
• 1.4.1 常用的亲和纯化技术
• 1.4.2 金属亲和纯化
• 1.5 本文工作的内容及意义
• 1.5.1 研究背景
• 1.5.2 研究内容及意义
• 第二章 金属亲和反胶团的构建与表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验试剂与设备
• 2.3 实验方法与理论
• 2.3.1 亲和反胶团的构建
• 2.3.2 反胶团中含水量的测定
• 2.3.3 反胶团的粒径与聚集数
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 金属亲和反胶团的构建及其含水率
• 2.4.2 金属亲和反胶团的粒径和聚集数
• 2.5 本章小结
• 第三章 金属亲和反胶团萃取蛋白质的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验试剂与设备
• 3.3 实验方法及理论
• 3.3.1 萃取及反萃实验
• 3.3.2 萃取收率计算
• 3.3.3 蛋白浓度测定
• 3.3.4 反胶团含水率的测定及光散射实验
• 3.3.5 萃取平衡方程
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 对不同蛋白的萃取情况
• 3.4.2 pH 值与盐浓度对萃取率的影响
• 3.4.3 相间聚集情况
• 3.4.4 萃取平衡
• 3.4.5 反萃情况
• 3.4.6 蛋白溶解对反胶团的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢