4、蛋白質的來源
(1)天然蛋白: 天然產物中的目的蛋白一般含量很少而且組分極復雜,在分離過程中須采用多個步驟才能去除各種雜質,并應在整個過程中降低蛋白水解酶的活性。
(2)重組蛋白: 重組蛋白則目標蛋白的豐度較高。重組蛋白主要有三種表達定位:
a、細胞質:在這種情況下,必須破壞細胞結構才能得到目的蛋白質,同時伴隨著大量核酸和其它上千種宿主蛋白質的釋放;在表達量較高的條件下,一般形成包涵體,包涵體含有過表達目的蛋白,且容易通過高速離心分離,但是包涵體的溶解與復性是較復雜的。
b、外周質: 表達的蛋白質存在于細菌內膜與外膜之間,這樣目的蛋白可以較少地受到蛋白酶的作用并減少了宿主蛋白的污染。
c、分泌到培養基:這種表達一般蛋白質濃度較低,主要受到培養基中的污染。
表4 不同來源的蛋白質樣品概述
| 來源 | 目的蛋白含量 | 復雜度 | 雜質類型 | 色譜前預處理 |
| 天然 | 低 | 復雜 | 固體顆粒,雜蛋白,核酸,蛋白酶 | 去除固體顆粒與核酸,抑制蛋白酶 |
| 重組 | 較高 | 復雜 | 細胞碎片,宿主蛋白,核酸,蛋白酶 | 去除固體顆粒與核酸,抑制蛋白酶 |
| 包涵體 | 很高 | 低 | 主要為目的蛋白 | 高速離心分離,溶解、復性 |
| 外周質 | 高 | 中等 | 宿主蛋白,蛋白酶 | 去除固體顆粒 |
| 分泌 | 低 | 低 | 主要含培養基蛋白 培養基,蛋白酶,宿主蛋白 | 去除固體顆粒,抑制蛋白酶 |
三、常用液相色譜純化方法
1、凝膠過濾(gel filtration,molecular sieve chromatography 分子篩、size exclusion chromatography 大小排阻色譜,gel permeation chromatography 凝膠滲入色譜)。
根據分子大小和形狀進行分離的一種方法,分子量(Stroke半徑)較大的先出峰,分子量小的后出峰。最常用的經典凝膠為Sephadex G系列,此外還有Sephacryl、Sepharose、Superose、Superdex等凝膠系列。凝膠過濾法方法簡單、重現性強,目前廣泛應用。
凝膠過濾具有很多不同分離范圍的凝膠系列供選擇。
要點: 采用細長(L/D~20)的柱、選擇合適的凝膠、上樣體積較小、流速較慢。
以下為常用凝膠過濾用凝膠及其基本參數
系列 名稱 分離范圍 顆粒大小 應用
Superdex prep grade系列 Superdex 30PG 小于10000 24~44微米 小肽
Superdex 75PG 3000~70000 24~44微米 一般蛋白
Superdex 200PG 10000~600000 24~44微米 單抗、大分子蛋白Superose系列 Superose 6 PG 5000~5000000 20-40微米 蛋白、多糖、核酸、病毒
Superose 12 PG 1000~300000 20-40微米 蛋白、多糖、核酸
Sephacryl HR系列 Sephacryl S-100 1000~10000 25-75微米 肽類、小蛋白
Sephacryl S-200 5000~250000 25-75微米 一般蛋白
Sephacryl S-300 10000~1500000 25-75微米 抗體等較大蛋白
Sephacryl S-400 ~28000000 25-75微米 多糖、蛋白多糖、脂質體
Sephacryl S-500 ~60000000 25-75微米 <1078bp的DNA片斷
Sephacryl S-1000 ~100000000 40-105微米 <20000bp的質粒、巨大多糖、病毒
Sepharose FF系列 Sepharose 6 FF 10000~4000000 45~165微米 質粒、病毒
Sepharose 4 FF 60000~20000000 45~165微米 病毒,rHBsAg等巨大分子
Sepharose xB(CL-xB)系列 Sepharose 2B 70000~40000000 60-200微米 大分子復合物
Sepharose 4B 60000~20000000 45-165微米 病毒等大分子
Sepharose 6B 10000~4000000 45-165微米 大分子
Sephadex LH系列 Sephadex LH20 100-4000 30-100微米 天然產物
Sephadex LH60 400-20000 40-120微米 天然產物
Sephadex系列 Sephadex G-10 小于700 40-120
Sephadex G-15 小于1500 40-120
Sephadex G-25 coarse 1000-5000 100-300 脫鹽及更換緩沖液用
Sephadex G-25 medium 1000-5000 50-150
Sephadex G-25 fine 1000-5000 20-80
Sephadex G-25 superfine 1000-5000 10-40
Sephadex G-50 coarse 1500-30000 100-300 小蛋白、多肽的分離
Sephadex G-50 medium 1500-30000 50-150
Sephadex G-50 fine 1500-30000 20-80
Sephadex G-50 superfine 1500-30000 10-40
Sephadex G-75 3000-80000 40-120 一般蛋白的分離
Sephadex G-75 superfine 3000-70000 10-40
Sephadex G-100 4000-150000 40-120 較大蛋白的分離
Sephadex G-100 superfine 4000-100000 10-40
Sephadex G-150 5000-300000 40-120 大蛋白的分離
Sephadex G-150 superfine 5000-150000 10-40
Sephadex G-200 5000-600000 40-120 大蛋白的分離
Sephadex G-200 superfine 5000-250000 10-40