单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课题3 血红蛋白的提取和分离,专题5 DNA和蛋白质技术,课题3 血红蛋白的提取和分离专题5 DNA和蛋,1,2003年4月14日宣布人类基因组序列图完成,这标志着进入了后基因组时代。,人类基因组：指DNA分子所携带的全部,遗传信息。,蛋白质组：生物个体表达的蛋白质分子的总和。主要是对蛋白质功能的研究,2003年4月14日宣布人类基因组序列图完成人类基因组：指D,2,新华网首尔月日电（记者 干玉兰）韩国浦项工业大学科学家日宣布，他们已查明可抑制艾滋病病毒感染的“”蛋白质核心部分的结构。,浦项工业大学生物科学系教授吴秉夏等人，当天公开了“”蛋白质内核心部分“”的三维分子结构，并称已弄清楚这一结构的正确位置及它与其他结构之间的相互作用。研究成果发表在最新一期分子细胞杂志上。,2年英国自然杂志曾刊登论文说，“”蛋白质可有效抑制艾滋病病毒的感染。此后，世界各地的很多科学家开始研究“”蛋白质的结构，但到目前为止尚未有人宣称取得突破性进展。,3,我国对蛋白质的现阶段研究,我国独立主持国际“人类肝脏蛋白质组计划”，参加国际人类蛋白质组研究计划中的“大规模抗体制备”项目,我国对蛋白质的现阶段研究,4,思考1 分离生物大分子的基本思路是什么？,选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。,思考2 蛋白质的分离和提取的原理是什么？,根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来分离不同蛋白质。,思考1 分离生物大分子的基本思路是什么？选用一定的物理或化学,5,一、基础知识：,凝胶色谱法（分配色谱法）：,1、凝胶：,一些微小多孔的球体（内含许多贯穿的通道，由多糖类构成如葡聚糖、琼脂糖，具多孔的凝胶就叫分子筛）,2、概念：,根据被,分离物质的蛋白质相对分子质量的大小,，利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，来进行分离。,一、基础知识：凝胶色谱法（分配色谱法）：1、凝,6,3、原理：,当不同的蛋白质通过凝胶时，相对（）的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程（），移动速度（），而（）的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在（）移动，路程（），移动速度（），相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。,4、具体过程,相对分子质量较小,较长,较慢,相对分子质量较大,凝胶外部,较短,较快,3、原理：当不同的蛋白质通过凝胶时，相对（,7,凝胶色谱法分离蛋白质的原理,凝胶色谱法分离蛋白质的原理,8,课题3血红蛋白的提取和分离-ppt课件,9,1、概念：在一定的范围内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液PH发生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。,缓冲溶液：,2、作用：,能够抵制（）的对溶液的（）的影响，维持PH基本不变。,外界的酸或碱,PH值,1、概念：在一定的范围内，能对抗外来少量强酸、强碱,10,课题3血红蛋白的提取和分离-ppt课件,11,3、缓冲溶液的配制,通常由（）种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的（）就可以制得（）使用的缓冲液。,12,使用比例,在不同PH范围内,思考：说出人体血液中缓冲液。,NaH,2,PO,4,/Na,2,HPO,4,H,2,CO,3,/NaHCO,3,3、缓冲溶液的配制 通常由（,12,电泳：,1、概念：指带电粒子在电场作用下发,生迁移的过程。,在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是,磷酸缓冲液,，目的是利用缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（红色）和材料的科学研究（活性）,电泳：1、概念：指带电粒子在电场作用下发 在血红蛋白,13,2、原理：许多重要的生物大分子，如（）等都具有()在(),下,，这些基团会带上（）。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其（）,移动。电泳利用了待分离样品中各种分子,（）以及分子本身（）、（）的,不同使带电分子产生不同的（），从而实现样品中各种分子的分离。,多肽、核酸,可解离的基团,正电或负电,所带电荷相反的电极,带电性质的差异,大小,形状,迁移速度,一定的PH,2、原理：许多重要的生物大分子，如（,14,课题3血红蛋白的提取和分离-ppt课件,15,分类：,琼脂糖凝胶电泳,和,聚丙稀酰胺凝胶电泳。,测定（）通常用十二烷基硫酸钠（SDS）聚丙稀酰胺凝胶电泳,蛋白质相对分子质量,分类：琼脂糖凝胶电泳和聚丙稀酰胺凝胶电泳。测定（,16,为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加入(),。,SDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链，,因此测定的结果只是(),。,SDS能与各种蛋白质形成蛋白质SDS复合物，SDS所,带,负电荷,的量大大超过了蛋白质分子原有电荷量。,因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于()。,蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。,SDS,单条肽链的分子量,分子的大小,为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加入(,17,电泳检测结果,琼脂糖凝胶电泳,电泳检测结果琼脂糖凝胶电泳,18,思考 人们用鸡的红细胞提取DNA，用人,的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？,鸡的红细胞具有细胞核，含有DNA，便于进行DNA的提取，人的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白。,样品处理粗分离纯化纯度鉴定,蛋白质的提取和分离一般分为四步：,二 实验操作,思考 人们用鸡的红细胞提取DNA，用人鸡的红细胞具有细胞核,19,1.样品,血液,血浆,水分,固体物质,血浆蛋白,无机盐,磷脂,葡萄糖等,血细胞,白细胞,血小板,红细胞,（最多）,血红蛋白,（）,两个a肽链,两个,一,肽链,共四条肽链,90,每条肽链环绕一个,亚铁血红素,基团，可携带,一分子氧或一分子二氧化碳,。血红蛋白因含,血红素,而呈现红色。,1.样品血液血浆水分固体物质血浆蛋白无机盐血细胞白细胞血小板,20,（一）样品处理,1、红细胞的洗涤：,目的是去除杂蛋白。要加入柠檬酸钠防止血液凝固；离心将血液分层，用胶头吸管吸出黄色血浆；用生理盐水洗涤，重复三次直至上清液不再呈现黄色。,2、血红蛋白的释放：,3、分离血红蛋白溶液：,4、透析：,（一）样品处理1、红细胞的洗涤：,21,红细胞的洗涤,红细胞的洗涤,22,（一）样品处理,1、红细胞的洗涤：,目的是去除杂蛋白。要加入柠檬酸钠防止血液凝固；离心将血液分层，用胶头吸管吸出黄色血浆；用生理盐水洗涤。,2、血红蛋白的释放：,在蒸馏水和甲苯作用下，红细胞破裂释放,3、分离血红蛋白溶液：,离心分层；滤纸过滤去除脂溶性沉淀层；分液漏斗分出红色透明液体。,4、透析：,（一）样品处理1、红细胞的洗涤：,23,分离血红蛋白溶液,有机溶剂 无色透明的甲苯层,脂类物质 白色薄层固体（脂溶性物质沉淀层）,血红蛋白溶液 红色透明液体,红细胞破碎物沉淀 暗红色沉淀物,分离血红蛋白溶液有机溶剂 无色透明的甲苯层脂类物质,24,（一）样品处理,1、红细胞的洗涤：,目的是去除杂蛋白。要加入柠檬酸钠防止血液凝固；离心将血液分层，用胶头吸管吸出黄色血浆；用生理盐水洗涤。,2、血红蛋白的释放：,在蒸馏水和甲苯作用下，红细胞破裂释放,3、分离血红蛋白溶液：,离心分层；滤纸过滤去除脂溶性沉淀层；分液漏斗分出红色透明液体。,4、透析：,装入透析袋并置于磷酸缓冲液中（PH为7.0）透析。,（一）样品处理1、红细胞的洗涤：,25,透析过程,视频,（3.38）,透析过程视频（3.38）,26,（二）凝胶色谱操作,（1）凝胶色谱柱的制作：,取长40厘米，内径1.6厘米的玻璃管，,两端需用砂纸磨平。,底塞的制作：,打孔挖出凹穴安装移液管头部覆盖尼龙网，再用100目尼龙纱包好，插到玻璃管的,一,端,。,注意事项,：,底塞中插入的玻璃管的上部不得超出橡皮塞的凹穴底面，否则难以铺实尼龙网，还会导致液体残留，蛋白质分离不彻底。,顶塞的制作：,打孔安装玻璃管,。组装：,将上述三者按相应位置组装成一个整体,。,安装其他附属结构。,（二）凝胶色谱操作（1）凝胶色谱柱的制作：,27,（2）凝胶色谱柱的装填,凝胶的选择：,A、材料：,交联葡聚糖凝胶（G-75）。,B、代表意义：,“G”表示凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围,。,75表示凝胶的得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5克。,凝胶的前处理：,配置凝胶悬浮液：,计算并称取一定量的凝胶浸泡于蒸馏水中充分溶胀后，配成凝胶悬浮液。,凝胶色谱柱的装填方法：,A、固定：,将色谱柱装置固定在支架上。,B、装填：,将凝胶悬浮液一次性的装填入色谱柱内，装填时轻轻敲动色谱柱，使凝胶填装均匀。,注意,装填凝胶柱时不得有气泡存在：,因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果,。,视频,（2.14）,（2）凝胶色谱柱的装填凝胶的选择：A、材料：交联葡聚糖凝胶,28,洗涤平衡：,装填完毕后，立即用缓冲液洗脱瓶，在50cm高的操作压下，用300ml的20mmol/l的,磷酸缓冲液（pH为7.0）,充分洗涤平衡,12小时，使凝胶装填紧密,。,注意：,1、液面不要低于凝胶表面，否则可能有气泡混入，影响液体在柱内的流动与最终生物大分子物质的分离效果。,2、不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象,。,洗涤平衡：装填完毕后，立即用缓冲液洗脱瓶，在50cm,29,（3）样品加入与洗脱,调节缓冲液面：,打开下端出口，使柱内缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐，关闭出口。,滴加透析样品：,吸管吸1ml样品加到色谱柱的顶端，滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕移动加样，同时注意不要破坏凝胶面。,样品渗入凝胶床：,加样后打开下端出口，使样品渗入凝胶床内，等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口。,洗脱：,小心加入,pH=7.0,的20mmol/l的磷酸缓冲液到适当高度，连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口进行洗脱。,收集：,待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5ml收集一试管，连续收集。,（在分离过程中，如果红色区带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功）,注意：,正确的加样操作：1、不要触及并破坏凝胶面。2、使吸管管口沿管壁环绕移动。,视频,（6.30）,（3）样品加入与洗脱 调节缓冲液面：打开下端出口，使柱,30,（三）纯度鉴定,使用最多的是SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳。,（三）纯度鉴定使用最多的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。,31,二、实验操作,蛋白质的提取和分离一般分为四步：,（1）样品处理：包括洗涤红细胞；血红蛋白的释放；离心等操作收集血红蛋白溶液。,（2）粗分离：透析除去分子较小的杂质。,（3）纯化：通过凝胶色谱法将分子量较大的杂质蛋白质除去。,（4）纯度鉴定：通过SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。,视频,（2.14）,二、实验操作蛋白质的提取和分离一般分为四步：视频（2.14,32,练习巩固,1、随着人类跨入蛋白质组时代，对蛋白质的研究和应用越来越深入，首先要做的一步是,A 弄清各种蛋白质的空间结构,B 弄清各种蛋白质的功能,C 弄清各种蛋白质的合成过程,D 获得高纯度的蛋白质,练习巩固1、随着人类跨入蛋白质组时代，对蛋白质的研究和应用越,33,2、用凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，关于蛋白质的叙述，正确的是,A 相对分子质量较小的蛋白质行程大于相对分子质量较大的蛋白质,B 相对分子质量较小的蛋白质行程小于相对分子质量较大的蛋白质,C 相对分子质量较小的蛋白质行程等于相对分子质量较大的蛋白质,D 二者根本无法比较,2、用凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，关于蛋白质的叙述，正确的,34,3、使用SDS-聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于,A 电荷的多少 B 分子的大小,C 肽链的多少 D 分子形状的差异,4、在采血容器中加入柠檬酸钠的目的是,A 调节pH B 维持红细胞的能量供应,C 防止微生物生长 D 防止血液凝固,3、使用SDS-聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋白质的电泳迁移