蛋白质分离和纯化的原理

蛋白质分离和纯化的原理基于蛋白质分子间的化学性质和物理性质的差异。以下是几种常见的蛋白质分离和纯化原理：

大小分离：根据蛋白质的分子大小不同进行分离。常用的方法包括凝胶过滤、核糖体沉降、超速离心等。

电泳分离：基于蛋白质在电场中的迁移率不同进行分离，常见的方法有聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、等电聚焦电泳（IEF）和二维凝胶电泳。

亲和纯化：利用靶蛋白与特定配体之间的亲和力进行选择性纯化。例如，利用亲和树脂中的抗体结合蛋白质、金属离子亲和层析、亲和标签（例如His-tag、GST-tag）等方法。

离子交换层析：根据蛋白质与离子交换树脂之间的静电相互作用进行分离。蛋白质的电荷性质和缓冲液的pH值可以调节蛋白质的吸附和洗脱。

凝胶过滤层析：利用凝胶颗粒的孔隙大小进行分离和纯化。蛋白质根据大小选择性地进入或排出孔隙中，实现分离。

一、沉淀法

1、 盐析

实验原理：中和蛋白质表面电荷并破坏水化膜。

蛋白质易溶于水，因为其分子的-cooh -nh2和-oh都是亲水基团，这些基团与极性水分子相互作用形成水化层，包围于蛋白质分子周围形成1~100 nm大小的亲水胶体，从而削弱了蛋白质分子之间的作用力。当大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子（如硫酸铵的 so42- 和nh4+）有很强的水化力，可夺取蛋白质分子的水化层，使之"失水"，于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。

2、等电点沉淀法：

实验原理：利用蛋白质在等电点时溶解度最低而各种蛋白质又具有不同等电点的特点进行分离的方法。

在等电点时，蛋白质分子以两性离子形式存在，其分子净电荷为零(即正负电荷相等)，此时蛋白质分子颗粒在溶液中因没有相同电荷的相互排斥，分子相互之间的作用力减弱，其颗粒极易碰撞、凝聚而产生沉淀，所以蛋白质在等电点时，其溶解度最小，最易形成沉淀物。

这些方法可以单独使用或组合使用，根据需要选择最适合的分离和纯化方法。在纯化过程中，需要考虑到蛋白质的稳定性和活性，以及分离效果和纯化程度之间的平衡。