问答题 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。接下来你要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,即位于线粒体基质的柠檬酸合成酶。根据上述要求请设计这个实验(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】
【答案解析】(1)选择一定重量的富含线粒体的材料(如动物心脏),加入预冷适量pH7.0,0.1mol/L的磷酸缓冲液,放入组织捣碎机内匀浆。破坏细胞膜释放细胞器。
(2)利用细胞器的密度不同,将匀浆分步差速离心获得线粒体。
(3)将线粒体重悬于缓冲液中,用超声波破碎仪破坏线粒体膜。
(4)离心取上清,弃沉淀,分离酶与线粒体膜碎片。
(5)根据柠檬酸合酶的理化性质(分子质量、等电点等)进行纯化:
a.选择合适的硫酸铵溶液进行分步盐析,利用溶解度不同,获取粗分级酶;
b.将盐析后的酶溶解于含1moI/L硫酸铵的pH7.0磷酸缓冲液,上疏水层析柱,以含有1mol/L和0mol/L硫酸铵浓度的缓冲液进行梯度洗脱,利用不同蛋白质的疏水性质不同,脱盐并分离酶;
C.收集上步含有酶活性的洗脱峰,上离子交换层析柱,以含有0mol/L和1mol/L NaCl浓度的缓冲液进行梯度洗脱,利用电荷性质不同分离酶;
d.收集含有酶活性峰的洗脱液,冷冻干燥浓缩,提高样品浓度和减少体积;
e.将浓缩后的酶液上凝胶过滤层析柱,并洗脱,利用分子质量不同分离酶;
f.将上述各处理过程所保留的样品测蛋白含量和酶活性,计算得率、比活力及纯化倍数;
g.用电泳仪将各样品进行SDS-PAGE,检查样品纯度;
h.分析数据,根据得率、比活力、纯度,判断结果,若不能获得纯品,则进一步改进纯化方法,如选择其他分离方法(吸附层析、亲和层析、有机溶剂沉淀等),以获得纯品。