雖然有些其他鹽類也可以用做沉淀劑,但是 AS 的特點突出,故而最具有應用價值。
AS 可很好地穩定蛋白質的結構、可溶性極好、相對價廉、純物質容易獲得,且 25℃ 時其飽和溶液的密度 (4.1InoVU1O=I.235 g/cm3) 低于另一種鹽析劑磷酸氫二鉀(3mol/L,(0=1.33 g/cm3)。
圖 20.1 所示為典型的蛋白質溶解度曲線,是以蛋白質溶解度的對數對應 AS 濃度函數繪制而成。該曲線的特征是,在鹽濃度較低的區域蛋白質的溶解度隨鹽濃度的升高而增大 (稱為「鹽溶」),而在鹽濃度較高的區域蛋白質的溶解度隨鹽濃度升高而減小 (稱為「鹽析」)。該曲線后半部分可以通過等式 l 〇 g1DS=|3—Ks(r/2) 來描述。其中,S 為蛋白質在溶液中的溶解度,以 mg/mL 表示; 廠/2 為離子強度;j3 和 K3 為所涉及的蛋白質的特征常量。Ks 為鹽析曲線的斜率, 而卩為鹽析曲線外延至離子強度為〇時的蛋白質溶解度的對數值。一般地, 大多數蛋白質均具有相似的民值,而 p 值卻有很大的區別。
假設圖 20.1 所示曲線適用于目標蛋白質,并且其在細胞提取物中的濃度為 Img/mL。
最上方的水平虛線與溶解曲線交叉點為 logS=0(s=lmg/mL) 時 AS 的百分飽和度為 26%。這意味著若將 AS 增加到 26% 飽和度,所用的目標蛋白質都會溶解。若將 AS 增加到 32% 飽和度 (中間的水平虛線),l 〇 gS=_1(S=0.1 mg/mL), 將有 90% 的目標蛋白質會變得不可溶而析出。對于這種提取方法,一種較好的策略就是使 AS 達到 26%?
32% 的百分飽和度: 首先,使 AS 的百分飽和度達到 26%,選擇分離出不溶性的物質,之后提高 AS 飽和度至 32%,并收集沉淀物,其中會含有 90% 的目標蛋白質。對于那些飽和度 26% 時沉淀以及在飽和度 32% 時無法沉淀的雜質蛋白質和細胞組分,可以通過沉淀去除。
建議考慮采用緩沖液將提取物稀釋 1 〇倍。此時,目標蛋白質在提取物中的初始濃度為 0.Img/mL 或 logS=—l。提高 AS 的飽和度到 32%,目標蛋白質不會發生沉淀。為了獲得 90% 目標蛋白質沉淀,應該提高 AS 的飽和度至 38%(下方的水平虛線) 或者采取 32%?38% 的 AS 飽和度區間。最終可能不得不將提取物稀釋后,使用超過之前 10 倍量的 AS 來獲取目標蛋白質。這說明限定提取物濃度是十分重要的。
目標蛋白質不一定具有如圖 20.1 所示的溶解曲線,所以必須先進行下文所述實驗確定適宜的 AS 濃度。
在 AS 的應用方面有多種不同的操作方法,最常見的是向蛋白質提取液中加人固體 AS 以達到所需的百分飽和度。參考表 20.1 加人固體 AS 很方便, 且具有可重現性和實用性。
(1) 一般在較低百分飽和度時,目標蛋白質不會發生沉淀,而在較髙百分飽和度時會有 90% 以上的蛋白質析出。
(2)
加人固體 AS 以達到較低百分飽和度。高速攪拌的同時小心緩慢地加人 AS, 這樣可以避免局部濃度超過目標值。有些人會采用研缽和研棒細心地將固體
AS 研磨成細粉狀,以使其可以快速溶解。一旦 AS 全部溶解,就可以使沉淀持續 30 min
左右。這是一種折中的方法,既可以等待數小時使沉淀緩慢達到平衡,
同時又可以與純化過程同步進行,并且不延誤進程。通常應在一個小冰桶或冷室內進行所有的操作。
(3) 在一個預冷的旋轉器中, 設置為 10000 心離心 10 min,以去除不溶性物質。