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重组蛋白分离纯化的基本原则

来源:上海希言科学仪器有限公司   2018年05月21日 15:29  

不管黑猫白猫,抓到老鼠就是好猫,对纯化来讲亦如此,能拿到纯度好的蛋白,符合纯化要求就是硬道理。不同蛋白纯化工艺不同,即使相同的原料也有不同的纯化方案。蛋白质纯化方法的选择主要是利用不同蛋白质之间的相似性与差异,依据蛋白之间的相似性可以去除非蛋白物质,在根据蛋白的差异性将目的蛋白分离出来,所以要取得好的纯化结果所可以采用的策略及原则却是共通的。

1. 针对不同的产物表达形式采用不同的策略:

a) 融合型表达重组蛋白,一般胞内可溶性的,拟选用亲和层析进行纯化;

b) 分泌型表达的重组蛋白,通常体积大、浓度低,因此应在纯化之前采用沉淀或超滤等方法*行浓缩处理;

c) 包涵体型表达的重组蛋白,应先离心回收包涵体;

d) 表达在细胞膜和细胞壁之间的间隙中的蛋白质,应用低浓度的溶菌酶,然后再用渗透压休克法释放重组蛋白。

2. 针对不同性质的重组蛋白选择不同的层析类型:

a) 离子交换法(IEX):等电点处于区域(PI≤5 或 PI≥8)的重组蛋白应选 IEX 进行分离,这样很容易除去几乎所有的杂蛋白。

b) 亲和层析(AC):重组蛋白特异性的配体、底物、抗体、糖链等都是亲和层析纯化的重要条件,原则是它们与目的蛋白之间的解离常熟应在合适的范围内(10-8—10-4mol/L)

c) 疏水(HIC)和反相层析:根据蛋白质的疏水性差异进行分离的。

d) 凝胶过滤层析(GF): 根据蛋白的分子量进行分离。

3. 每一种方法都有分辨率、处理量、速度和回收率之间的平衡:

a) 分辨率:由选择的方法和层析介质生成窄峰的能力来完成。当杂质和目的蛋白性质相似是,在纯化的zui后阶段分辨率是选择层析方法的重要考量标准。

b) 处理量:指在纯化过程中目标蛋白的上样体积和浓度等。

c) 速度:在初纯化中是重要因素,此时杂质如蛋白酶必须尽快去除。

d) 回收率:随着纯化的进行渐趋重要,因为纯化产物的价值在增加。

4. 多种分离纯化技术联合运用:

a) 选能除去含量zui多杂质的方法;

b) 尽量选择的分离方法;

c) 将zui费时、成本zui高的分离纯化方法安排在zui后阶段。

d) 通过组合各种方法使纯化步骤之间的样品处理减至zui少,以避免需要调节样品。*个步骤的产物的洗脱条件应适宜下一个步骤的起始条件。

e) 如果对目的蛋白的性质了解甚少的情况下,可采用 IEX-HIC-GF 的联合运用作为标准方案。 常用层析方法的分离特点:

5. 重组蛋白分离纯化的共同参考阶段:

a) 捕获阶段:目的蛋白的澄清、浓缩和稳定。选择对目的蛋白具有zui高选择性或/和处理量的方法。

b) 中度纯化阶段:目标是除去大多数大量杂质,如其它蛋白、核酸、内毒素和病毒等。

c) 精纯阶段:除去残余的痕量杂质和必须去除的杂质。

三阶段纯化策略中每一种方法的适用性:      
 

层析方法
主要特点捕获中度纯化精纯样品起始状态样品zui终状态
IEX高分辨率 高容量 高速度★★★★★★★★★ 低离子强度 样品体积不限 高离子强度或pH改变 样品浓缩
HIC 分辨率好 容量好 高速度★★★★★高离子强度 样品体积不限低离子强度 样品浓缩
AC高分辨率 高容量 高速度★★★★★★★★结合条件特殊 样品体积不限洗脱条件特殊 样品浓缩
GF高分辨率 (使用Supedex) ★★★样品体积(<总柱体积的5%)和流速范围有限制缓冲液更换 样品稀释
RPC高分辨率 ★★★需要有机溶剂在有机溶剂中,有损失生物活性的风险
 
 

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