细胞组分的分离和纯化:
一、细胞裂解:
基本原则:裂解液加入渗透压维持剂、蛋白酶抑制剂
物理方法:避免损伤亚细胞结构
去垢剂:能干扰疏水作用并破坏脂双层,从而分离膜内在蛋白
- 离子型:细胞裂解充分,易使蛋白变性,影响蛋白等电点,不用于双向电泳样品制备,如阴离子去垢剂十二烷基磺酸钠(SDS)。十二烷基磺酸钠(SDS)为常用的离子型去垢剂,它是两亲性的脂质样分子,有一个带电的亲水区和一个疏水区(烃链)。当用高浓度的去垢剂与膜混合时,去垢剂分子的疏水区替代磷脂分子与穿膜蛋白的疏水区结合,也与磷脂分子的疏水尾部结合,由此把穿膜蛋白与磷脂分开。由于SDS的极性端带电荷(离子型)更易溶于水,所以形成了去垢剂一蛋白质复合物进入溶液中而将膜蛋白分离出来。蛋白质经分离、纯化后,就可以用多种手段进行分析,确定其相对分子量、氨基酸组成、氨基酸序列等。 SDS对蛋白质的作用较强烈,能使蛋白质解折叠引起变性,不利于对其进行功能研究。为获得有功能的膜蛋白,可采用非离子型去垢剂。
- 非离子型:裂解不彻底,适当浓度可以选择性抽提细胞质蛋白,如TritonX-100、NP-40
- 兼性离子型:CHAPS
离液剂:易使蛋白、膜脂变形,常用于无需保持蛋白活性、DNA和RNA的抽提,如尿素、盐酸胍、异硫氰酸胍
二、细胞器和细胞组分的分级分离:
- 差速离心法:是基础,分离大小显著不同
- 低速:沉淀含有整个细胞、细胞核和细胞骨架
- 中速:沉淀含有线粒体、溶酶体和过氧化物酶体
- 高速:沉淀含有微粒体和小泡
- 超速:沉淀含有核糖体病毒大分子
- 速度沉降:更精细分离。不同组分的沉降速率取决于它们的大小与形状,通常用沉降系数(S)值表示。
- 平衡沉降:取决于细胞成分的浮力密度,与大小形状无关。
三、蛋白质的分离与鉴定:
- 层析:纯化,不同的蛋白质因与颗粒相互作用的不同而被不同程度地滞留
- 电泳:分析和鉴定,蛋白质分子按照净电荷多少、大小及形状的不同在电场中移动
四、核酸的分离纯化与鉴定:
- 差速离心:分离纯化
- 凝胶电泳:分离鉴定