胃蛋白酶提取的分离纯化
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胃蛋白酶提取的分离纯化Last revised by LE LE in 2021胃蛋白酶提取法中分离纯化技术的研究进展摘要:本文就胃蛋白酶的生物提取法,对其在生产过程中的分离、纯化技术展开综述。
其中,分离技术主要介绍了:盐析法、有机溶剂沉淀法、底物亲和法、透析法。
纯化技术主要介绍了:凝胶过滤法、透析离子交换法。
综合比较各分离纯化方法的特点,得到最优的分离纯化方法有机溶剂与盐析共沉淀法、膜分离技术、等电点沉淀法与底物亲和法。
关键词:胃蛋白酶分离纯化应用.生物提取法生产胃蛋白酶1.1 工艺路线(自溶、过滤)(脱脂、去杂质)猪胃黏膜→自溶液→上清液(浓缩、干燥)→胃蛋白酶成品工艺过程(1)原材料的选择和预处理:胃蛋白酶原主要存在于胃粘膜基底部,采集原料时剥取的粘膜直径大小与收率有关。
一般取直径10cm、深2-3mm的胃基底部粘膜最适宜,每头猪胃平均剥取粘膜100g左右。
(2)自溶、过滤:在夹套锅内预先加水100升及盐酸升,加热至50度时,在搅拌下加入200千克猪胃黏膜,快速搅拌使酸度均匀,保持45—48度,消化3-4小时,得自溶液。
用纱布过滤除去未消化的组织尿蛋白,收集滤液。
(3)脱脂、去杂质:将滤液降温至30℃以下,加入15-20%氯仿或乙醚,搅匀后转入沉淀脱脂器内,静置24-48小时,使杂质沉淀,分出弃去,得脱脂酶液。
(4)浓缩、干燥:取清酶液,在40℃以下减压浓缩至原体积的1/4左右,再将浓缩液真空干燥。
球磨过80-100目筛,即得胃蛋白酶粉。
2胃蛋白酶的分离技术有机溶剂法可用于胃蛋白酶的初步提取浓缩。
通常使用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、异丙酮,其沉淀蛋白质的能力为:丙酮>异丙酮>乙醇>甲醇。
当然此顺序也不是一成不变的,因为还要受温度、pH、离子强度等因素的影响。
丙酮沉淀能力最好,但挥发损失多,价格较昂贵,所以工业上常采用乙醇作为沉淀剂。
2.2盐析法盐析法是酶制剂工业中常用方法之一,硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠是常用的盐析剂,其中用的最多的是硫酸铵。
一、实验目的1. 了解胃蛋白酶的化学性质和生理功能。
2. 掌握从胃黏膜中提取胃蛋白酶的方法。
3. 学习实验操作技巧,提高实验技能。
二、实验原理胃蛋白酶是一种消化酶,主要存在于胃液中,能将蛋白质分解成肽和氨基酸。
本实验通过从新鲜猪胃黏膜中提取胃蛋白酶,探讨其提取方法及活性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:新鲜猪胃黏膜、生理盐水、蒸馏水、氢氧化钠、硫酸铵、乙酸、酚酞指示剂、标准蛋白质溶液、考马斯亮蓝G-250染料、酶标仪、离心机、冰箱、烧杯、玻璃棒、移液管、滴定管、电子天平等。
2. 实验试剂:胃蛋白酶提取液、胃蛋白酶活性测定液、胃蛋白酶标准曲线、缓冲液等。
四、实验步骤1. 胃蛋白酶提取液的制备(1)将新鲜猪胃黏膜洗净,去除脂肪和杂质。
(2)将胃黏膜剪成小块,放入烧杯中,加入适量的生理盐水,用玻璃棒搅拌。
(3)将搅拌后的胃黏膜液过滤,收集滤液。
(4)向滤液中加入氢氧化钠溶液,调节pH至7.0。
(5)将溶液在室温下静置30分钟。
(6)加入硫酸铵溶液,使蛋白质盐析,沉淀蛋白质。
(7)将沉淀物用蒸馏水洗涤,直至无色。
(8)将洗涤后的沉淀物溶于适量的乙酸溶液中,制成胃蛋白酶提取液。
2. 胃蛋白酶活性测定(1)配制标准蛋白质溶液,用考马斯亮蓝G-250染料进行比色,绘制标准曲线。
(2)取一定量的胃蛋白酶提取液,加入适量的缓冲液,使pH值调至7.0。
(3)取标准蛋白质溶液和胃蛋白酶提取液,分别加入适量的胃蛋白酶活性测定液。
(4)将混合液置于37℃水浴中保温15分钟。
(5)取出混合液,加入适量的酚酞指示剂,用NaOH溶液滴定至终点。
(6)根据滴定结果,计算胃蛋白酶活性。
五、实验结果与分析1. 胃蛋白酶提取液的制备通过实验,成功从新鲜猪胃黏膜中提取出胃蛋白酶,提取液呈淡黄色。
2. 胃蛋白酶活性测定根据实验结果,绘制出胃蛋白酶标准曲线。
在实验条件下,胃蛋白酶活性为(XX±XX)U/mg。
六、实验结论1. 本实验成功从新鲜猪胃黏膜中提取出胃蛋白酶,提取方法简单可行。
综述评论 各类型胶原的分离方法郭 云北京奥弛坦登新技术公司,北京,100084张景锡北京科技大学材料学院,北京,100084彭必先中国科学院理化技术研究所,北京,1001011 Ⅰ型胶原1.1 从成年家兔提取[1]由耳静脉注入空气致死,迅速剥下兔皮,去毛及皮下脂肪,称重,然后将皮肤放入冰中(下述各步骤除特殊说明外,均在4℃下进行)切碎,用绞肉机将其绞成肉泥状,置入烧杯中,加入2.5倍量的中性盐提取液(0.1M T ris ,0.2M NaCl ,0.1m M E DT A ,pH 7.6)。
搅拌2~3h 后,以12,000g (g -重力加速度)离心30min ,弃上清液,沉淀部分加入2.5倍量的3%冰醋酸(H Ac )溶液,抽取搅拌过夜;以20,000g 离心90min 。
所得胶原经盐析沉淀、低离子强度沉淀、加热致凝胶化、超速离心、三氯醋酸-乙醇沉淀5个步骤进行胶原纯化。
Ⅰ型胶原的纯化:由于各型胶原可被不同浓度NaCl 所沉淀,将胶原溶液对pH 7.3,0.1M T ris 缓冲液透析,更换透析液直至平衡,液体的pH 仍维持中性;加入5.1M NaCl 至终浓度为1.7M ,搅拌过夜;以18,000g 离心30min ,弃沉淀(此部分为Ⅲ型胶原)。
上清液加入4.0M NaCl 至最终浓度为2.5M ,搅拌过夜。
以22,000g 离心30min ,沉淀溶解于1%H Ac 溶液中,对1%H Ac 透析,然后反复此过程。
最后所得胶原溶解于1%H Ac 溶液中。
对1%H Ac 反复透析,真空冷冻干燥,称重,保存于-20℃冰箱中。
1.2 从人胎盘提取[2]取新鲜正常人胎盘2只,胎盘去脐带和羊膜、捣碎、匀浆;4℃下胃蛋白酶消化20h (每20g 湿重组织加入0.05%胃蛋白酶、0.5m ol/L 醋酸100m L );清化上清液(酸性)中加入NaCl 至1.0m ol/L ,沉淀为胶原混合物;随后在中性条件下分别以1.5m ol/L 、2.5m ol/L NaCl 盐析,反复数次分别得Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的初纯品;用DE -52柱层析去除酸性大分子,得到纯化的Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原。
胃蛋白酶生产工艺胃蛋白酶是一种重要的消化酶,能够在胃部分解蛋白质,帮助人体消化吸收。
胃蛋白酶的生产工艺主要包括菌种培养、发酵、提取和纯化等步骤。
以下是一个简要的胃蛋白酶生产工艺的介绍。
首先,选择合适的菌种进行培养。
常用的菌种是产胃蛋白酶的细菌,如枯草杆菌属的嗜热枯草杆菌(Bacillus thermoproteolyticus),也可以使用其他蛋白酶产生菌株。
菌种的选取要考虑其产量、生长速度和酶活性等因素。
然后,进行菌种的发酵过程。
将菌种接种到培养基中,控制好发酵条件,使菌株充分生长和繁殖。
发酵过程中要注意控制温度、pH值、氧气和营养物质等条件,以促进胃蛋白酶的产生。
接着,进行胃蛋白酶的提取。
发酵液经过离心分离,得到含有胃蛋白酶的上清液。
胃蛋白酶的提取过程中可能需要进行蛋白酶的激活或去除杂质等步骤,以提高酶的纯度和活性。
最后,进行胃蛋白酶的纯化和精制。
采用适当的分离技术,如层析、电泳等方法,将胃蛋白酶从提取液中分离出来,并去除其他成分和杂质。
纯化过程中要控制好条件,确保胃蛋白酶的纯度和活性。
在胃蛋白酶生产工艺中,需要重点考虑的因素有以下几点:1.菌种的选取和培养条件:选择产胃蛋白酶能力强、生长快速的菌株,并控制好培养基成分和发酵条件,以提高胃蛋白酶的产量和活性。
2.发酵条件的控制:控制好温度、pH值、氧气和营养物质等条件,以促进菌株的生长和胃蛋白酶的产生。
3.提取和纯化工艺的选择:根据实际情况选择合适的提取和纯化方法,以最大限度地提高胃蛋白酶的纯度和活性。
4.产品的质量控制:对生产的胃蛋白酶进行质量检测和控制,确保产品的活性和纯度达到要求。
综上所述,胃蛋白酶的生产工艺包括菌种培养、发酵、提取和纯化等过程。
通过合理选择菌种和优化发酵条件,以及采用适当的分离和纯化技术,可以获得高纯度、高活性的胃蛋白酶产品。
酶的分离纯化方法摘要酶的分离纯化一般包括三个基本步骤:即抽提、纯化、结晶或制剂。
首先将所需的酶从原料中引入溶液,此时不可避免地夹带着一些杂质,然后再将此酶从溶液中选择性地分离出来,或者从此溶液中选择性地除去杂质,然后制成纯化的酶。
关键词:酶抽提纯化结晶制剂细胞破碎cell disruption盐析亲和沉淀有机溶剂沉淀生物细胞产生的酶有两类:一类由细胞内产生后分泌到细胞外进行作用的酶,称为细胞外酶。
这类酶大都是水解酶,如酶法生产葡萄糖所用的两种淀粉酶,就是由枯草杆菌和根酶发酵过程中分泌的。
这类酶一般含量较高,容易得到;另一类酶在细胞内产生后并不分泌到细胞外,而在细胞内起催化作用,称为细胞内酶,如柠檬酸、肌苷酸、味精的发酵生产所进行的一系列化学反应,就是在多种酶催化下在细胞内进行的,在类酶在细胞内往往与细胞结构结合,有一定的分布区域,催化的反应具有一定的顺序性,使许多反应能有条不紊地进行。
酶的来源多为生物细胞。
生物细胞内产生的总的酶量虽然是很高的,但每一种酶的含量却很低,如胰脏中期消化作用的水解酶种类很多,但各种酶的含量却差别很大。
因此,在提取某一种酶时,首先应当根据需要,选择含此酶最丰富的材料,如胰脏是提取胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、淀粉酶和脂酶的好材料。
由于从动物内脏或植物果实中提取酶制剂受到原料的限制,如不能综合利用,成本又很大。
目前工业上大多采用培养微生物的方法来获得大量的酶制剂。
从微生物中来生产酶制剂的优点有很多,既不受气候地理条件限制,而且动植物体内酶大都可以在微生物中找到,微生物繁殖快,产酶量又丰富,还可以通过选育菌种来提高产量,用廉价原料可以大量生产。
由于在生物组织中,除了我们所需要的某一种酶之外,往往还有许多其它酶和一般蛋白质以及其他杂质,因此为制取某酶制剂时,必须经过分纯化的手续。
酶是具有催化活性的蛋白质,蛋白质很容易变性,所以在酶的提纯过程中应避免用强酸强碱,保持在较低的温度下操作。
胃蛋白酶酶解提取鸡骨胶原蛋白工艺的研究王晨1,吴晖1,李晓凤1,刘冬梅1,赖富饶1,仇宏伟2(1.华南理工大学轻工与食品学院,广东 广州 510640)(2.青岛农业大学食品科学与工程学院,山东 青岛 266109) 摘要:以干鸡骨粉为原料,研究了骨胶原的酶法提取工艺。
实验结果表明:原料需用1.0 mol/L HCl脱钙处理2 d,用正己烷脱脂后,再利用胃蛋白酶进行酶解。
最佳酶解工艺为:加酶量150 U/g、pH值1.7、37 ℃条件下处理120 min,然后在液固比6:1的情况下用水抽提5 h。
在上述条件下,骨胶原提取率可达18.4%,其蛋白质含量为54%。
关键词:骨胶原;提取;酶解中图分类号:TS201.2;文献标识码:A;文章篇号:1673-9078(2008)12-1300-04Enzymatic Extraction of Collagen from Poultry Bone by PepsinWANG Chen1, WU Hui1,LI Xiao-feng1,LIU Dong-mei1, LAI Fu-rao1,QIU Hong-wei2(1.College of Light Industry & Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)(2.College of Food Science & Engineering, Qingdao Agriculture University, Qingdao 266109, China)Abstract: Enzymatic treatment to improve the extraction of collagen from chicken bone powder was explored in this paper. The rawmaterials was decalcified by 1.0 mol/L HCl for 2 days, defatted by hexane and then hydrolyzed by pepsin under the following optimalconditions: enzyme dosage of 150 U/g, reaction time of 120 min, pH value of 1.7, and reaction temperature of 37.℃ For the extraction ofcollagen from the enzymatic hydrolyzate, the best liquid/solid ratio and extraction time were 6:1 and 5h respectively. Under these conditions, theextraction rate and protein content of the collagen from poultry bone were of 18.4% and 54%, respectively.Key words: bone collagen; extraction; enzymatic hydrolysis骨胶原是存在于人体和动物体内的一种胶原蛋白,是人体关节软骨、骺软骨和骨小梁的主要成份,占骨骼有机物的80%以上[1~2]。
胃蛋白酶原I,Ⅱ的分离纯化及初步临床应用
蒋孟军;肖志坚
【期刊名称】《中国实验临床免疫学杂志》
【年(卷),期】1999(011)002
【摘要】用DEAE-52阴离子交换层析,凝胶过滤高压液相层析(HPLC),Q-2阴离子交换中压层析从人胃粘膜中提取了胃蛋白酶原I,Ⅱ,比活分别为12.5U/mg和19.1U/mg得率分别为31.35和10.0%,提取的胃蛋白酶原I,Ⅱ经SDS-PAGE分别呈单一区带,分子量分别为24kD和37kD。
潜在的蛋白水解活性的最适pH都为1.8PGI经碱性缓冲液处理后,其水解活性明显变化。
而PGⅡ对碱性缓冲液不短
【总页数】4页(P32-35)
【作者】蒋孟军;肖志坚
【作者单位】江苏省原子医学研究所;江苏省原子医学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】R446.62
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1.胃蛋白酶原Ⅰ、Ⅱ RIA的初步临床应用 [J], 殷政芳
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4.青石斑鱼胃蛋白酶原的分离纯化及酶学性质 [J], 刘西之;邱晓燕;蔡秋凤;刘光明;
苏文金;曹敏杰
5.江门地区健康人群胃蛋白酶原参考值建立的初步研究 [J], 陈振翅;甄宝珠;骆连妹因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
酶的分离纯化方法小结摘要:随着酶工程研究的进一步深化,酶的分离和纯化技术也有了日新月异的进步。
本文简单介绍了酶分离纯化过程中的常用的一些方法,以纤维素酶为例,从最古老的沉淀法,离心法到色谱技术等都做了简略介绍。
1.沉淀法目前,常用的酶大多数是蛋白质,因而其分离方法一般采用蛋白质的分离方法。
下文中的蛋白类催化酶均以酶简称。
酶在溶液中的稳定性与分子大小、带电荷量和水化作用有一定的相关性,改变这些因素会对酶的稳定性有所影响。
当酶的稳定性遭到破坏时就会沉淀析出。
常见的沉淀法有盐析法、有机溶剂沉淀法、重金属沉淀法及加热变性沉淀法,其中盐析法多用于酶的分离纯化。
1.1盐析沉淀盐析沉淀法是根据不同酶在一定浓度盐溶液中溶解度降低程度不同达到彼此分离的方法。
酶易溶于水,因为其分子的-COOH、-NH2和-OH都是亲水基团,这些基团与极性水分子相互作用形成水化层,包围于酶分子周围形成1~100nm大小的亲水胶体,从而削弱了酶分子之间的作用力。
酶分子表面亲水基团越多,水化层越厚,酶分子与溶剂分子之间的亲和力就越大,因而溶解度也越大。
亲水胶体在水中的稳定因素有两个,即电荷和水膜。
因为中性盐的亲水性大于酶分子的亲水性,当水中加入少量盐时,盐离子与水分子对酶分子的极性基团的影响,使酶在水中溶解度增大。
但盐浓度增加一定程度时,水的活度降低,酶表面的电荷大量被中和,水化膜被破坏,于是酶相互聚集而沉淀析出。
1.2等电点沉淀利用酶在等电点时溶解度最低,而各种酶又具有不同的等电点来分离酶的方法,称为等电点沉淀法。
酶的等电点(pI)即酶的净电荷为零时的pH值,由于等电点时的酶净电荷为零,因而失去了水化膜和分子间的相斥作用,疏水性氨基酸残基暴露,酶分子相互靠拢、聚集,最后形成沉淀析出。
1.3有机溶剂沉淀有机溶剂沉淀法是指有机溶剂能使酶分子间极性基团的静电引力增加,与水作用能破坏酶的水化膜,而水化作用降低,促使酶聚集沉淀。
常用的有机溶剂是乙醇和丙酮,由于有机溶剂的加入易引起变性失活,尤其乙醇和水混合释放热量,操作一般宜在低温下进行,且在加入有机溶剂时注意搅拌均匀以免局部浓度过大。
实验二、蛋白酶的提取及分离
1.实验目的
通过本实验,了解硫酸铵分级沉淀蛋白质的原理,掌握分级沉淀蛋白酶的基本操作和方法。
2.实验原理
在蛋白酶溶液中加入一定量的中性盐(如硫酸铵,硫酸钠等)使蛋白质沉淀析出称为盐析,不同盐浓度下蛋白质的溶解度是不同的,因此先后调节溶液不同的盐浓度,可使各种不同蛋白质先后沉淀出来,或使需要的酶蛋白与其他杂蛋白分开,从而达到提纯的目的。
这就是分级沉淀。
盐析法中溶液的盐浓度通常以盐溶液的饱和度表示,饱和溶液称为100%饱和度。
3.试剂和仪器设备
材料:章鱼内脏
试剂:0.1mol/LTris-HCl缓冲液(pH7.5),浓盐酸,固体(NH4)2SO4
仪器设备:磁力搅拌机,pH计,冷冻离心机,研钵,分光光度计,分析天平,移液枪,剪刀。
4.实验步骤
取粗酶液100mL,根据体积和硫酸铵饱和度用量表,算出达到80%硫酸铵饱和度实际应加入到酶液中的硫酸铵的量,即51.6g,并称取该量硫酸铵。
将酶液倒入烧杯中,缓慢搅拌下缓缓加入称好的固体硫酸铵,边加入边搅拌,待硫酸铵全部加入后,再缓慢搅拌5min,4℃下放置20min。
将上述溶液倒入离心管,在2000r/min,,4℃下离心10min。
离心后取沉淀。
沉淀重量按湿重的50%计算。
将冻干粉配置成一定浓度的酶液,测定其酶活力。
人胎盘来源Ⅳ型胶原蛋白的提取与纯化目的从人胎盘中分离纯化Ⅳ型胶原蛋白,为制备其抗体提供抗原。
方法选择人胎盘为提取原料,用胃蛋白酶消化、氯化钠盐析、凝胶化、超速离心、离子交换层析等方法,提取纯化Ⅳ型胶原蛋白。
采用SDS-PAGE对提取的Ⅳ型胶原蛋白进行鉴定。
结果胃蛋白酶消化法,使获得胶原蛋白的胶原链部分断裂,凝胶化方法可预先分离出组织中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原蛋白,保留了Ⅳ、Ⅴ胶原蛋白,DEAE-Sephrose 层析图表明,层析柱吸附的蛋白经洗脱得一主峰,经SDS-PAGE 证实提取的Ⅳ型胶原蛋白的分子量80Kd和40Kd两条带。
结论从人胎盘中提取的Ⅳ型胶原蛋白纯度高,符合Ⅳ型胶原的特征。
提取材料广泛、实验条件简便,结果可靠。
标签:Ⅳ型胶原蛋白;凝胶化;提取;纯化Ⅳ型胶原(collagen type Ⅳ,Col Ⅳ)主要存在于各器官的基底膜中,是基底膜的微量成分[1];是维持组织结构和调节细胞和细胞间相互作用的重要成分。
近年来研究表明,许多增生性的疾病其Col Ⅳ含量与病变程度呈正相关;特别是在肝硬化诊断和分型方面,Col Ⅳ含量的检测更为重要[2-4]。
目前,国内由于缺乏Col Ⅳ纯品,使其抗体制备受到限制,对其研究和检测技术发展受到影响。
本研究旨在探讨整合几种Col Ⅳ的纯化方法,建立以酶消化、超速离心、离子交换层析等技术联合应用,从人胎盘中分离提纯Col Ⅳ程序的可行性,为其抗体制备提供高品质抗原。
1 材料与方法1.1 主要仪器LP型低压层析系统(BIO-RAD)、AKTA prime plus蛋白分析仪(GE)、CP100WX超速离心机(HITACHI)、tff超滤浓缩仪(MILLIPORE)、DYY-8C电泳仪(北京六一仪器厂)。
1.2 主要试剂胃蛋白酶(1∶80000,生工)、EDTA、胃蛋白酶抑制素、磺酰苯甲烷、N-马来乙酰胺(优级纯,生工)及相关转印试剂等。
1.3 提纯选取新鲜正常分娩胎盘一个,置于-20℃冰箱内冷冻12h,粉碎机粉碎组织,采用含4mM EDTA,2mM氟化磺酰苯甲烷,10mM N-马来乙酰亚胺,1μg/mL 胃蛋白酶酶抑制素的蒸馏水制备匀浆,3000pm,5min离心,反复3次。
胃蛋白酶提取的分离纯化IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】胃蛋白酶提取法中分离纯化技术的研究进展摘要:本文就胃蛋白酶的生物提取法,对其在生产过程中的分离、纯化技术展开综述。
其中,分离技术主要介绍了:盐析法、有机溶剂沉淀法、底物亲和法、透析法。
纯化技术主要介绍了:凝胶过滤法、透析离子交换法。
综合比较各分离纯化方法的特点,得到最优的分离纯化方法有机溶剂与盐析共沉淀法、膜分离技术、等电点沉淀法与底物亲和法。
关键词:胃蛋白酶分离纯化应用.生物提取法生产胃蛋白酶1.1 工艺路线(自溶、过滤)(脱脂、去杂质)猪胃黏膜→自溶液→上清液(浓缩、干燥)→胃蛋白酶成品工艺过程(1)原材料的选择和预处理:胃蛋白酶原主要存在于胃粘膜基底部,采集原料时剥取的粘膜直径大小与收率有关。
一般取直径10cm、深2-3mm的胃基底部粘膜最适宜,每头猪胃平均剥取粘膜100g左右。
(2)自溶、过滤:在夹套锅内预先加水100升及盐酸升,加热至50度时,在搅拌下加入200千克猪胃黏膜,快速搅拌使酸度均匀,保持45—48度,消化3-4小时,得自溶液。
用纱布过滤除去未消化的组织尿蛋白,收集滤液。
(3)脱脂、去杂质:将滤液降温至30℃以下,加入15-20%氯仿或乙醚,搅匀后转入沉淀脱脂器内,静置24-48小时,使杂质沉淀,分出弃去,得脱脂酶液。
(4)浓缩、干燥:取清酶液,在40℃以下减压浓缩至原体积的1/4左右,再将浓缩液真空干燥。
球磨过80-100目筛,即得胃蛋白酶粉。
2胃蛋白酶的分离技术有机溶剂法可用于胃蛋白酶的初步提取浓缩。
通常使用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、异丙酮,其沉淀蛋白质的能力为:丙酮>异丙酮>乙醇>甲醇。
当然此顺序也不是一成不变的,因为还要受温度、pH、离子强度等因素的影响。
丙酮沉淀能力最好,但挥发损失多,价格较昂贵,所以工业上常采用乙醇作为沉淀剂。
2.2盐析法盐析法是酶制剂工业中常用方法之一,硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠是常用的盐析剂,其中用的最多的是硫酸铵。
实训结晶法提纯胃蛋白酶[任务描述]药用胃蛋白酶是胃液中多种蛋白水解酶的混合物,含有胃蛋白酶、组织蛋白酶、胶原蛋白酶等,为粗制的酶制剂。
临床上主要用于因食蛋白性食物过多所致的消化不良及病后恢复期消化机能减退等。
胃蛋白酶广泛存在于哺乳类动物的胃液中,药用胃蛋白酶系从猪、牛、羊等家畜的胃黏膜中提取。
药用胃蛋白酶制剂,外观为淡黄色粉末,具有肉类特殊的气味及微酸味,吸湿性强,易溶于水,水溶液呈酸性,可溶于70%乙醇和pH4的20%乙醇中。
难溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。
干燥的胃蛋白酶稳定,100℃加热10min不破坏。
在水中,于70℃以上或pH6.2以上开始失活,pH8.0以上呈不可逆失活,在酸性溶液中较稳定,但在2mol/L 以上的盐酸中也会慢慢失活。
最适pH1.0~2.0。
结晶胃蛋白酶呈针状或板状,经电泳可分出4个组分。
其组成元素除N、C、H、O、S外,还有P、C1。
相对分子质量为34500,pI为1.0。
胃蛋白酶能水解大多数天然蛋白质底物,如鱼蛋白、黏蛋白、精蛋白等,尤其对两个相邻芳香族氨基酸构成的肽键最为敏感。
它对蛋白质水解不彻底,产物为胨、肽和氨基酸的混合物。
胃蛋白酶是具有生物活性的大分子物质,其活性很容易受到有机溶剂的破坏,所以本次实训任务采用结晶法提纯胃蛋白酶,可以大大提高胃蛋白酶的活性。
[任务实施]一、准备工作1.建立工作小组,制定工作计划,确定具体任务,任务分工到个人,并记录到工作表。
2.收集结晶法提纯胃蛋白酶工作中必须信息,掌握相关知识及操作要点,与指导教师共同确定出一种最佳的工作方案。
3.完成任务单中实际操作前的各项准备工作。
(1)材料准备猪胃黏膜。
(2)试剂6mol/L盐酸、盐酸试液(取1mol/L,盐酸溶液65mL,加水至1000mL)、6mol/L硫酸、纯化水、氯仿、5%三氯醋酸、1%血红蛋白试液、硫酸镁、无水乙醇、L-酪氨酸标准品。
(3)仪器烧杯、玻璃棒、试管、水浴锅、旋转蒸发仪、真空干燥箱、可见分光光度计、研钵、移液管等。
胃蛋白酶提取的分离纯
化
IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
胃蛋白酶提取法中分离纯化技术的研究进展
摘要:本文就胃蛋白酶的生物提取法,对其在生产过程中的分离、纯化技术展开综述。
其中,分离技术主要介绍了:盐析法、有机溶剂沉淀法、底物亲和法、透析法。
纯化技术主要介绍了:凝胶过滤法、透析离子交换法。
综合比较各分离纯化方法的特点,得到最优的分离纯化方法有机溶剂与盐析共沉淀法、膜分离技术、等电点沉淀法与底物亲和法。
关键词:胃蛋白酶分离纯化应用
.生物提取法生产胃蛋白酶
1.1 工艺路线
(自溶、过滤)(脱脂、去杂质)
猪胃黏膜→自溶液→上清液
(浓缩、干燥)
→胃蛋白酶成品
工艺过程
(1)原材料的选择和预处理:胃蛋白酶原主要存在于胃粘膜基底部,采集原料时剥取的粘膜直径大小与收率有关。
一般取直径10cm、深2-3mm的胃基底部粘膜最适宜,每头猪胃平均剥取粘膜100g左右。
(2)自溶、过滤:在夹套锅内预先加水100升及盐酸升,加热至50度时,在搅拌下加入200千克猪胃黏膜,快速搅拌使酸度均匀,保持45—48度,消化3-4小时,得自溶液。
用纱布过滤除去未消化的组织尿蛋白,收集滤液。
(3)脱脂、去杂质:将滤液降温至30℃以下,加入15-20%氯仿或乙醚,搅匀后转入沉淀脱脂器内,静置24-48小时,使杂质沉淀,分出弃去,得脱脂酶液。
(4)浓缩、
干燥:取清酶液,在40℃以下减压浓缩至原体积的1/4左右,再将浓缩液真空干燥。
球磨过80-100目筛,即得胃蛋白酶粉。
2胃蛋白酶的分离技术
有机溶剂法
可用于胃蛋白酶的初步提取浓缩。
通常使用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、异丙酮,其沉淀蛋白质的能力为:丙酮>异丙酮>乙醇>甲醇。
当然此顺序也不是一成不变的,因为还要受温度、pH、离子强度等因素的影响。
丙酮沉淀能力最好,但挥发损失多,价格较昂贵,所以工业上常采用乙醇作为沉淀剂。
2.2盐析法
盐析法是酶制剂工业中常用方法之一,硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠是常用的盐析剂,其中用的最多的是硫酸铵。
美国专利(2,701,228)改进后,用锌盐沉淀胃酶。
当母液含醇(或酮)在50%--55%、pH在—时几乎全部胃酶可以用醋酸锌沉淀,沉淀物为胃酶的锌盐,然后用金属螯合剂除去锌盐,得15000—16000倍活力的酶,收集率为%%。
此法较上述有机溶剂沉淀所得的胃酶活力和得率都高。
底物亲和法
底物亲和法是利用酶(胃蛋白酶)与其底物(酪蛋白)的亲和性,从胃粘膜中提取得到胃蛋白酶。
使底物和酶在的乳酸缓冲液中充分结合,然后调pH至4(底物的等电点)沉淀底物和酶的结合物,随后让沉淀物再溶解于乳酸缓冲液中,添加低浓度的SDS将底物和酶分离,得到酶—SDS复合物,再进一步分离纯化。
陈躬瑞(2001)成功的应用此法对蛇胃蛋白酶进行了实验室分离,得率大约为30%。
与传统的分离方法比较,此法具有简单高效的优点,为后续的纯化工艺避免了昂贵的活化试剂和配基的使用,同时具有较高的特异性。
【2】
透析法
胃蛋白酶的分离过程中还经常用到透析法。
该法是利用蛋白质大分子对半透膜的不可透过性而与小分子物质及盐分开的。
由于透析主要是扩散过程,如果袋内外的盐浓度相等,扩散就会停止,因此要经常换溶剂,一般一天换2—3次。
如在冷处透析,则溶剂也要预先冷却,避免样品变性。
透析时的盐是否除净,可用化学试剂或电导仪来检测。
【1】
3胃蛋白酶的纯化技术
凝胶过滤法
美国在20世纪60年代研究结晶为蛋白酶的生产工艺时,是将75mg的胃蛋白酶原样本溶解在8mL的蒸馏水中(pH5.0~6.0),在14℃±1。
,pH2.0下,保持20min激活。
然后用磺乙基Spandex G-25层析,最后用羟基磷灰石进行色谱层析。
结果表明用层析法得到的胃蛋白酶为单一物质纯品。
离子交换层析法
陈躬瑞等人在纯化蕲蛇胃蛋白酶时将SDS沉淀后的上清液上样到预先用0.05mol/L 乙酸缓冲液(pH5.0)平衡的DEAE—TOYOPEARL离子交换色谱柱(4.6mm X 100mm)上,用0~O.25mo1/L氯化钠梯度洗脱,流速为1ml/min。
得到的酶在5O℃30min 有较高的活性,有望应用于高温食品加工中。
【2】
基于以上对胃蛋白酶的分离纯化技术的比较分析可以看出,长期以来分离提取技术一直没有取得较大的突破,用有机溶剂、盐析等技术得到的天然胃蛋白酶产品,纯度、生物活性愈将不能满足医药品和工业日益增长的需要。
随着分离科学技术的不断发展,采用新型分离技术分离胃蛋白酶已势在必行。
因此,大多数学者认为以下几种技术是胃蛋白酶分离纯化的方向。
.1有机溶剂与盐析共沉淀
有机溶剂和盐析法都是分离纯化胃蛋白酶的传统方法,有其各自的特点。
如果将有机溶剂和盐析配合使用,不仅可以降低盐的用量,而且可以不同程度的消除各自分离纯化所带来的问题,得到的胃蛋白酶纯度和活性也会有所增加。
分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质,能利用分子大小实现分离,从而起到浓缩和分离纯化的作用。
由于其可在维持原生物体系环境的条件下实现分离,并可高效地浓缩、富集产物,有效地去除杂质,加之操作简单,结构紧凑、能耗低,过程简化,无一次污染,也将成为胃蛋白酶分离纯化工艺的研究方向。
胃蛋白酶具有极低的等电点(如猪胃蛋白pH1.0),但胃蛋白酶的分离纯化技术中等电点沉淀法未见报道,如果此方法可实现,那将大大缩短分离纯化的时间。
底物亲和法是分离纯化胃蛋白酶的新亮点,但其工艺条件还不成熟,尤其是在分离底物和酶的复合物时,SDS的添加量有待研究。
4 结论
有人预言,21世纪将是生物技术的世纪,尤其是生物制药技术的世纪。
生物制药被誉为21世纪的“朝阳产业”。
得益于生物制药技术的酶类药物也日趋成熟。
高效的胃蛋白酶分离纯化工艺、技术和设备的出现,人们必将开发出高效的胃蛋白酶提取工艺。
这对于提高功能性胃蛋白酶产品、提高生产率、降低生产成本和改善人民生活水平起着举足轻重的作用。
而胃蛋白酶单一组分的制备分离,可为胃蛋白酶的研究开发提供标准品,同时能为后期胃蛋白酶单一组分生理活性的研究提供必要的物质保障。
参考文献
[1]张继平,郭照良,唐东生等.暗纹东方纯胃蛋白酶的分离纯化及部分性质研究[J],湖南农业大学学报,2004(30):526-529
[2]陈躬瑞、柯李晶、赵恒裕等.底物亲和法分离纯化薪蛇胃蛋白酶[J],中国食品学报,2001(1):5O-55
[3]黄纯,生物化学,科学出版社,北京,,18-49。