蛋白质组学

胰酶分离提取

一、原理与目的
提取制备酶的经典方法,多采用硫酸铵分级沉淀,胰酶在75%饱和度硫酸铵中沉淀,其它杂蛋白一般在10%硫酸铵饱和度下被沉淀而除去。经此多次提取,最后在PH8.0硼酸缓冲液中得到结晶。
胰酶在PH3.0时最稳定,可在低温下储存较长的时间而不失活;低与此PH酶易变性;高于PH5时,酶易自溶而失活。因此提取制备胰酶的全部操作过程应在低温和低PH下进行。胰酶以无活性的酶原形式存在于动物的胰脏中。胰蛋白酶原在正常生理条件下可被肠激酶和钙离子所激活或自我环化成为有活性的酶。猪胰蛋白酶原分子量约24000-25000,而猪胰酶分子量为23400。在酶原活化的过程中,酶原N端Lys与Ile之间的 一个肽链被断裂,丢失一个6肽,分子构象发生改变,PI变成10.8。
本实验拟通过从猪胰脏中制备胰酶结晶实验,掌握酶的制备、一般分离、提取、纯化和结晶的操作技术。同时为亲和层析、免疫学实验准备实验样品。
二、材料与试剂
1.仪器
紫外光分光光度计、恒温水浴、离心机、组织捣碎机、PH计、显微镜、秒表、剪刀、镊子、搪瓷盆、乳钵、大玻璃漏斗、抽滤瓶,塑料小桶、纱布、PH试纸,滤纸、玻璃器皿等。
2.材料:新鲜猪胰脏
3.试剂及溶液配制
pH2.5乙酸酸化水、2.5M H2SO4溶液、2M.NaOH溶液、5M NaOH溶液、01M HCL溶液、0.025M HCL溶液、0.01M HCL溶液、0.4M pH9.0硼酸缓冲液(母液为0.8M,用时稀释一倍)、Tris、硫酸铵。
0.8M pH9.0硼酸缓冲液:取20ml0.8M四硼酸钠溶液,混合后用PH计校正。
三、操作步骤
1.胰蛋白酶原的提取与分离:
(1)称取1-1.5Kg新鲜猪胰脏,在冰浴下剥除脂肪和结缔组织,在低温下用绞肉机绞碎胰脏(或用高速组织匀浆机捣碎)加1-2倍体积以预冷却的PH2.5-3.0乙酸酸化水溶液提取(按1g组织相当于1ml体积计算,以此类推)。检查提取液中PH,若高于PH3.0时应及时用10%乙酸调节,使提取液维持PH2.5-3.0之间。在冷室5℃左右搅拌提取18-24h,而后用4层纱布过滤,尽量拧挤出滤液,滤液呈乳白色,用约300mlpH2.5乙酸酸化水再提取残渣一次(时间约为1-2h),合并滤液,此时滤液PH值较高,可用5M H2PO4溶液调整PH至2.5-3.0,放置 3-5h后,浑浊滤液冷却后,用玻璃漏斗进行自然过滤,滤液呈黄色透明液体,收集滤液,量其总体积,弃去沉淀物。
(2)盐析:滤液加固体粉状硫酸铵进行盐析,使溶液至75%饱和度。盐析溶液放冷室中过夜,次日用4000r/min离心机离心,或用布氏漏斗抽滤,滤饼经压干后称重,可得约20g胰蛋白酶原粗制品。
(3)胰蛋白酶原得激活:将胰蛋白酶原粗制品用10倍体积得冷蒸馏水,分多次加入使滤饼溶解,溶液呈乳白色,量其体积,取出1ml溶液用于测定,溶液中硫酸铵得含量(约为滤饼重得1/4)。因为硫酸铵可以与活化剂钙离子结合,生成硫酸钙,如果钙离子过少会直接影响胰酶原的激活过程,按浓度量计算,将已研细的固体CaCL2慢慢加入酶原溶液中,边加边搅拌均匀。用5MNaOH溶液调PH至8.0。在酶溶液加入约5mg结晶猪胰蛋白酶,轻轻搅拌均匀,置5℃冰箱中使酶原活化。
(4)纯化:去除杂蛋白,量取胰蛋白酶溶液体积后,用5M硫酸溶液调节滤液PH至2.5-3.0,抽滤除去硫酸钙沉淀,滤液体积约1000ml,加入已经研细的硫酸铵粉末,使其溶液达40%饱和度(每升滤液加242g硫酸铵)。放置5℃冰箱中5-8h,抽滤除去沉淀。

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