结构推理
作为生物化学实验室的新手,进入实验室后,首先你需要几周的时间刷瓶子和试管等,然后逐渐开始学习配制各种缓冲液和试剂。接下来你开始一个蛋白质的纯化实验。实验目的是分离一种参与柠檬酸循环的酶——即位于线粒体间质的柠檬酸合成酶。根据上述要求请设计这个试验(包括实验的材料,主要的实验设备仪器和药品,蛋白质分离纯化的技术原理,描述具体的实验步骤,最后对实验可能获得的结果进行分析)。
【正确答案】步骤1:取20 kg新鲜牛的心脏,置于冰上,使用含有0.2mol/L蔗糖,pH为7.2的缓冲液,匀浆。因为心脏的心肌细胞相对于其他组织线粒体含量较高,而柠檬酸合成酶在组织中的相对含量很低。低温是为了防止酶变性。维持7.2左右的pH有利于溶液偏离酶的等电点,增强酶自身的缓冲能力,保持酶溶液的稳定性。
步骤2:通过超速离心、膜分离或者超滤等方法获得较纯的组织细胞中的线粒体组分。
步骤3:沉淀经溶解和透析后,进行凝胶过滤层析分离。通过280nm紫外吸收检测收集各个分离的组分。
步骤4:将上一步收集的组分进行离子交换层析分离。根据蛋白质分子所带电荷的差异和分子极性的不同进行离子交换层析。
步骤5:为了获得能够测序的高纯度的蛋白质并且进一步特征分析,需要使用双向电泳进行纯化。双向电泳结合了等电聚焦及SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,其原理是第一向进行等电聚焦,利用两性电解质在聚丙烯酰胺凝胶上形成pH梯度,根据蛋白质的等电点不同对蛋白质进行分离。将所得的凝胶条取出,用含有SDS的缓冲液进行处理,然后放在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳浓缩胶上,使其固定并与浓缩胶连接。进行第二向SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,根据蛋白质分子大小进行分离。这样各个蛋白质根据等电点和分子大小的不同而被分离,分布在二维图谱上。双向电泳具有很高的分辨率。
【答案解析】