生物分离工程（三版）（孙彦）.ppt

《生物分离工程（三版）（孙彦）.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、生物分离工程亲和纯化技术总体学习目的和要求理解生物亲和作用的本质，影响因素和作用体系。亲和纯化的原理与操作。了解几种常用亲和纯化方法。目录生物亲和作用亲和色谱原理亲和色谱介质亲和吸附平衡亲和色谱的应用亲和膜色谱其它亲和分离技术生物亲和作用-学习要点识记：生物亲和作用的概念理解：生物亲和作用的本质，影响亲和作用的因素应用：了解常用的亲和作用体系亲和作用的由来Affinity一词源于拉丁语的affinitus，意为结婚或亲缘关系生物亲和作用-定义生物分子能够区分结构和性质非常接近的其他分子，选择性地与其中某一种分子相结合。生物分子间的这种特异性

2、相互作用称为亲和作用生物亲和作用-本质亲和作用机理，特别是蛋白质亲和作用机理尚不清楚蛋白质表面存在一些凹陷或凸起结构上述结构恰好能使某些小分子进入到其中，形成构象上的钥匙-锁关系亲和作用不仅依靠结构上相似性，还需要多种力的相互作用亲和作用中的静电作用中性pH值下，蛋白质分子上的天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸等酸性氨基酸残基带负电荷，精氨酸、赖氨酸和组氨酸等碱性氨基酸带正电荷N末端氨基酸α-氨基带正电荷，C末端氨基酸的羧基带负电荷近距离上产生强烈的静电引力亲和作用中的氢键作用亲和作用的分子对的一个分子中含有氧原子或氮原子，结合部位之间形成O-H-

3、O或O-H-N的氢键作用氧和氧或氮和氧原子需与氢原子基本排列在一条直线上，且原子之间的距离达到一定程度氢键的产生与否受结合部位之间的位置关系的严格制约亲和作用中的疏水性相互作用如果亲和作用的分子对的一个分子中含有芳香环或羟基链等疏水基，另一方的结合部位上也含有疏水区，则两者之间可发生疏水性相互作用苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸生物亲和作用-亲和作用中的相互作用力静电作用氢键疏水性相互作用配位键弱共价键亲和作用静电作用氢键疏水性相互作用配位键弱共价键除具备“钥匙”和“锁孔”的关系外，生物亲和作用还需存在特殊的相互

4、作用力，这也是亲和作用特异性高的主要原因生物亲和作用-影响亲和作用的因素离子强度pH抑制氢键形成的物质温度离液离子螯合剂离子强度对亲和作用的影响亲和作用主要源于静电引力，提高离子强度会减弱或完全破坏亲和作用；提高离子强度也会降低或消除氢键作用；当亲和结合作用主要源于疏水性相互作用，增大离子强度则可提高亲和结合作用；pH值对亲和作用的影响作为两性电解质的蛋白质含有多个解离基团，不同解离基团具有不同的解离常数；如果静电引力对亲和结合作用贡献较大，pH值会严重影响亲和作用，即适当的pH值下亲和结合作用较高，而在其他pH值下亲和结合作用减弱直至消失

5、；其它因素对亲和作用的影响抑制氢键形成的物质如果亲和结合作用中存在氢键，则加入脲或盐酸胍可减弱亲和作用。温度温度升高使分子和原子间热运动加剧，减弱静电作用、氢键和配位键；增强疏水性相互作用离液离子螯合剂如果亲和作用源于亲和分子与金属离子形成的配位键，加入乙二胺四乙酸等螯合剂除去金属离子会使亲和作用消失常见的亲和作用体系特异性亲和体系高特异性抗原-单克隆抗体荷尔蒙－受体蛋白核酸－互补碱基链段、核酸结合蛋白酶－底物、产物、抑制剂群特异性免疫球蛋白－A蛋白、G蛋白酶－辅酶凝集素－糖、糖蛋白、细胞、细胞表面受体酶、蛋白质-肝素酶、蛋白质-活性色素（

6、染料）酶、蛋白质-过渡金属离子（铜、锌等）酶、蛋白质－氨基酸（组氨酸等）亲和纯化定义将具有亲和作用的两种分子中的一种分子与固体粒子或可溶性物质共价偶联，可特异性吸附或结合另一种分子，使另一种分子从混合物中得到选择性分离纯化的方法称为亲和纯化。在亲和纯化中，一般将亲和作用分子对中被固定的分子称为亲和结合对象的配基。亲和分配平衡在亲和作用体系中，如果用L表示配基，E表示蛋白质，则配基和蛋白质之间的结合反应可表示为结合常数结合常数越大（或解离常数越小），表示亲和结合作用越强。一般亲和体系的结合常数为104～108L/mol，最高可达到1015L/

7、mol，此时的亲和结合基本上不可逆的。亲和色谱原理-学习要点理解：亲和色谱的原理与操作亲和色谱定义亲和色谱是利用亲和吸附作用分离纯化生物物质的液相色谱法。亲和色谱所用的固定相为键合亲和配基的亲和吸附介质（亲和吸附剂）亲和色谱原理亲和色谱操作与一般的固定床吸附操作方式相似，多采用断通式前端分析法，分为进料、杂质清洗、目标产物洗脱合层析柱再生四步。亲和色谱原理料液进料（feedstockloading）含有目标产物的料液连续通入色谱柱，直至目标产物在色谱柱出口穿透杂质清洗(contaminantwashing)利用与溶解原料的溶液组成相同的缓冲

8、液为清洗液，清洗色谱柱除去不被吸附的杂质；产物洗脱(targetproductelution)利用可使目标产物与配基解离的溶液洗脱目标产物柱再生（columnregenerati