亲和层析技术在生物科学中的应用

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1、亲和层析技术在生物科学中的应用摘要Abstract最近几十年来．亲和层析技术发展十分迅速，广泛应用于生物分子(如结合蛋白、酶、抑制荆、抗原、抗体、激素、激素受体、糖蛋白、核酸及多糖类等)及组织(如细胞、细胞器、病毒等)的分离和纯化，是蛋白质组学研究中重要的技术之一．介绍了亲和层析的基本类型及配体舍成的研究进展，概述了亲和层析技术在蛋白质组学以及在其他方面的应用和发展动态。Thedevelopmentofaffinitychromatographytechniqueisveryfastinrecentyea

2、rs，remarkableaccomplishmentshavebeenachievedintheseparationandpurificationofbiomoleculesandorganismsaswellasinstudyingtheinteractionsbetweenbiomolecules．Thecommonlyuseddifferentligandtypesandrecentprogressinsearchingforligandsaredemonstrated.Theapplicatio

3、nofaffinitychromatographyinproteomicsandinotherareasareoutlined.关键字：亲和层析；蛋白质；纯化；鉴定Keywords：Affinitychromatography;protein;cellulose;purification;identify引言亲和层析(affinitychromatography)是利用偶联亲和配体的亲和吸附介质为固定相亲和吸附目标产物。它具有很高的选择和分离性能以及较大的载量，只需要一步处理即可使某待分离的生物大分子从复

4、杂的混合物中分离出来，达到千倍以上的纯化，并保持较高的活性，是分离纯化以及分析生物大分子尤其是蛋白质的有力工具。近几十年来，亲和层析技术发展十分迅速，并在生物技术产品、生物分子及组织的分离和纯化领域取得令人瞩目的成就．现已广泛用于分离纯化蛋白质、肽、酶及其底物和抑制剂、抗体及抗原、核酸及其特异性作用物、激素及受体、细胞及细胞表面物等等基于此，本文针对亲和层析的基本类型，配体的选择和亲和层析在生物学特别是蛋白质组学中的应用等方面作一介绍。1常规材亲和层析的类型1.1材生物亲和层析(BAFC)生物亲和层析是利

5、用自然界中存在的生物特异性相互作用物质对的亲和层析．通常具有高的选择性，典型的物质对有酶．底物、酶．抑制剂、激素．受体等．1.2免疫亲和层析(IAFC)许多典型的亲和层析纯化蛋白质的过利用抗原抗体中的一方为配体，亲和吸附另一方的分离系统，称免疫亲和层析．免疫亲和层析应用相当广泛．许多亲和层析纯化蛋白质过程已经使用了单克隆抗体作为亲和配体．1.3金属螯合亲和层析(IMAC)金属离子亲和层析是利用金属离子的络合物或形成螯合物的能力吸附蛋白质的分离系统．目的蛋白质表面暴露的供电子氨基酸残基。1.4拟生物亲和层析

6、(BiomimeticAFC)拟生物亲和层析是利用部分分子相互作用，模拟生物分子结构或某特定部位．以人工合成的配基为固定相吸附目的蛋白质的亲和层析。亲和层析是一种非常有效的大规模纯化生物技术产品的分级分离技术并已广泛应用于蛋白质组学和其他领域的研究．尽管其具有很大潜力，但针对每个目标是否能得到适当的配体，亲和层析方法的利用是受到限制的．近年来发展的利用分子模型对配体进行设计和组合化学相结合以经成为一种为特定生物技术需求产生新颖而特异性强的配体的创新方法。2结亲和层析配体的设计及应用组合方法筛选配体2.1亲

7、和层析配体的设计依据蛋白结构设计配体要考虑两个重要因素：第一正确地预计被设计的配体构像的能力；第二，正确预计配体的亲和力的能力．1)符合一定要求的分子的形状．例如，线形带负电荷的分子肝磷脂对于纯化DNA—结合酶是一种常规方法¨，另外纯化核苷酸结合酶的配体三嗪染料CibacronBlue3GAt具备能与一些酶的核苷酸结合位点形成合适的相互作用所需的几何结构以及离子和疏水性的基团．2)配体具特异功能团．例如苯甲脒作为胰蛋白酶类蛋白酶的配体，羟氨基酸作为与金属结合的蛋白的配体．3)两个或数个已知的底物、抑制剂、

8、效应体或辅助因子这样的结构模体的结合体衍生的结构模型。例如酮—羧基仿生物嵌合染料—配体被设计作为纯化识别(酮)羧基的酶的配体.2.2组合方法筛选配体应用组合化学的方法建立多肽文库，然后利用多肽文库来筛选与目的蛋白特异性结合的多肽配基．这一观点的提出大大促进了亲和层析筛选及合成配基技术的发展．过去的十几年中已出现了允许产生多达1O种不同的蛋白，肽链或核酸文库的方法．这样的大文库使选择高亲和性和特异性的分子成为可能．2.3出头设计