蛋白質純化與結晶的原理 - 人人焦點

蛋白質晶體與其他化合物晶體的形成類似，是在飽和溶液中慢慢產生的，每一種蛋白質養晶的條件皆有所差異，影響晶體形成的變量很多，包含化學上的變量，如酸鹼度、沈澱劑 ... 人人焦點 影視 健康 歷史 數碼 遊戲 美食 時尚 旅遊 運動 星座 情感 動漫 科學 寵物 家居 文化 教育 故事 蛋白質純化與結晶的原理 2020-12-06生物谷 蛋白質純化與結晶的原理來源：來源網絡2007-03-0722:44獲得蛋白質的晶體結構的第一個瓶頸，就是製備大量純化的蛋白質(>10mg)，其濃度通常在10mg/ml以上，並以此爲基礎進行結晶條件的篩選。

運用重組基因的技術，將特定基因以選殖(clone)的方式嵌入表現載體(expressionvector)內，此一載體通常具有易於調控的特性。

之後再將帶有特定基因的載體送入可快速生長的菌體中，如大腸桿菌(Escherichiacoli)，在菌體快速生長的同時，也大量生產表現載體上的基因所解譯出之蛋白質。

一般而言純度越高的蛋白質比較有機會形成晶體，因此純化蛋白質的步驟就成爲一個重要的決定因素。

在取得高純度的蛋白質溶液後，接下來就是晶體的培養。

蛋白質晶體與其他化合物晶體的形成類似，是在飽和溶液中慢慢產生的，每一種蛋白質養晶的條件皆有所差異，影響晶體形成的變量很多，包含化學上的變量，如酸鹼度、沈澱劑種類、離子濃度、蛋白質濃度等；物理上的變數，如溶液達成過飽和狀態的速率、溫度等；及生化上的變數，如蛋白質所需的金屬離子或抑制劑、蛋白質的聚合狀態、等電點等，皆是養晶時的測試條件。

截至目前爲止，並無一套理論可以預測結晶的條件，所以必須不斷測試各種養晶溶液的組合後，才可能得到一顆完美的單一晶體(圖一)。

蛋白質晶體的培養，通常是利用氣相擴散法(VaporDiffusionMethod)的原理來達成；也就是將含有高濃度的蛋白質(10-50mg/ml)溶液加入適當的溶劑，慢慢降低蛋白質的溶解度，使其接近自發性的沈澱狀態時，蛋白質分子將在整齊的堆棧下形成晶體。

舉例來說，我們將蛋白質溶於低濃度(~1.0M)的硫酸銨溶液中，將它放置於一密閉含有高濃度(~2.0M)硫酸銨溶液的容器中，由氣相平衡，可以緩慢提高蛋白質溶液中硫酸銨的濃度，進而達成結晶的目的(圖二)。

蛋白質晶體在外觀上與其他晶體並無明顯不同之處，但在晶體的內部，卻有很大的差異。

一般而言，蛋白質晶體除了蛋白質分子外，其他的空間則充滿約40%至60%之間的水溶液，其液態的成分不僅使晶體易碎，也容易使蛋白質分子在晶格排列上有不規則的情形出現，造成晶體處理時的困難及繞射數據上的搜集不易等缺點。

但也由於高含水量的特性，讓蛋白質分子在晶體內與水溶液中的狀態，極爲相似。

所以由晶體所解出的蛋白質結構，基本上可視爲自然狀態下的結構。

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溫馨提示：87%用戶都在生物谷APP上閱讀，掃描立刻下載!天天精彩！ 相關焦點 固液界面(SLIM)蛋白質結晶方法及新型結晶板研製 成果簡介：在結構生物學領域，晶體學是獲得蛋白質原子結構的最普遍方法。

近年來，儘管人們對蛋白質結晶原理的認識逐步深入，並且在方法研究方面不斷有新的突破，但是國際上尚沒有一個通用的可以獲得蛋白質晶體的方法，蛋白純化及晶體生長是一個勞動密集、成功率比較低的工作。

從零開始了解蛋白質的分離純化 只有了解蛋白質的分子量、溶解性、等電點等基本性質，才能達到有效分離。

本文主要闡述蛋白質分離純化的各種方法及其原理，以及每種方法的適用範圍，有助大家更全面、更徹底的了解蛋白純化技術的發展。

蛋白質的分離純化方法（1）鹽析沉澱法這是根據不同蛋白質在一定濃度的鹽溶液中溶解度降低程度不同，而達到彼此分離的方法，是蛋白質和酶提純工藝中最早採用，且至今仍廣泛應用的方法。

高效蛋白質純化方法 對於分析蛋白質個體和蛋白質複合物，鑑定蛋白質與蛋白質、核酸之間的相互作用，蛋白質的純化是這些研究的基石。

由於純化天然蛋白是一件極具挑戰性的工作，科學家開發出來利用標籤融合蛋白來捕獲純化和檢測目的蛋白的實驗體系。

微流控機器人用於超微量蛋白質結晶 由於蛋白質在結晶過程中受到蛋白質純度、添加劑、沉澱劑種類、離子強度、pH值和溫度等一系列因素的影響，結晶過程非常複雜，目前還沒有一個成熟的理論可以成功預測蛋白質的最佳結晶條件。

因此，如何獲得具有足夠衍射解析度的蛋白質晶體成爲困擾結構生物學家的主要問題。

目前，大規模的結晶條件篩選仍然是獲得高質量的蛋白質晶體的主要手段。

蛋白質純化工藝的建立 開始純化蛋白前應先製備初始樣品。

真正進行蛋白純化的操作之前，首要考慮是目的蛋白的來源。

樣品來源可爲原始樣品，例如肝臟，肌肉或腦組織。

雖然後基因組學領域的研究者很少使用原始組織純化蛋白，但當研究者想要關聯某一蛋白序列的催化活性時，會有這樣的需求。

當前，更爲常見的是從重組來源的樣品純化蛋白質。

一些重要決定需要提前考慮以便優化後續的純化。

汙水處理-蛋白質分離純化工藝 親和色譜法（親和色譜法）是分離蛋白質的一種非常有效的方法。

通常只需要一個步驟就可以從高純度的複雜蛋白質混合物中分離出某些要純化的蛋白質。

此方法基於某些蛋白質與另一種稱爲配體的分子特異性結合但不能共價結合的能力。

天津工生所開發出蛋白質結晶多步驟實驗過程成功傾向性分析 然而，在目標蛋白質成功結晶之前，多個實驗步驟過程均存在失敗的可能性，包括蛋白質克隆失敗、蛋白質重組表達失敗、純化失敗、以及最終獲得高精度的、可供衍射的結晶失敗等。

因此，從蛋白質一級序列信息出發，準確預測目標蛋白質成功通過多個實驗步驟的傾向性，將有助於篩選容易成功結晶的目標蛋白，從而幫助降低實驗費用和試錯成本，加速蛋白質晶體結構解析的過程。

如何建立蛋白質純化工藝? 開始純化蛋白前應先製備初始樣品。

真正進行蛋白純化的操作之前，首要考慮是目的蛋白的來源。

樣品來源可爲原始樣品，例如肝臟，肌肉或腦組織。

雖然後基因組學領域的研究者很少使用原始組織純化蛋白，但當研究者想要關聯某一蛋白序列的催化活性時，會有這樣的需求。

當前，更爲常見的是從重組來源的樣品純化蛋白質。

一些重要決定需要提前考慮以便優化後續的純化。

蛋白質的表達、分離、純化實驗 蛋白質的表達 蛋白質分離純化的一般程序 蛋白質提純的總目標是設法增加製品純度或比活性，對純化的要求是以合理的效率、速度、收率和純度，將需要蛋白質從細胞的全部其他成分特別是不想要的雜蛋白中分離出來，同時仍保留有這種多肽的生物學活性和化學完整性。

蛋白質純化武器-設備篇 推薦品牌：Beckman，島津（13）核酸蛋白檢測儀純化時在線監測。

如果不是用AKTA、Bio-Rad之類的高級儀器，就必須要了。

（14）蠕動泵簡單純化系統用、包涵體稀釋復性。

推薦品牌：蘭格、GE公司P50。

（15）純化系統高級的純化系統了。

各種蛋白質純化方法,快速掌握! 能從成千上萬種蛋白質混合物中純化出一種蛋白質的原因，是不同的蛋白質在它們的許多物理、化學和生物學性質有著極大的不同，這些性質是由於蛋白質的胺基酸的序列和數目不同造成的，連接在多肽主鏈上胺基酸殘基可是荷正電的、荷負電的、極性的或非極性的、親水的或疏水的，此外多肽可摺疊成非常確定的二級結構（α螺旋、β摺疊和各種轉角）、三級結構和四級結構，形成獨特的大小、形狀和殘基在蛋白質表面的分布狀況 體外診斷中的核酸提取純化的方法及原理介紹 雖然依據樣品類型，細胞裂解方式不同，但整體的核酸提取核心原則不變：細胞或組織樣品裂解，去除非核酸汙染物（例如，蛋白質等）。

（三）核酸提取純化原則和要求1、保證核酸一級結構的完整性2、排除其它分子的汙染（如提取DNA時排除RNA的干擾）3、核酸樣品中不存在對酶有抑制作用的有機溶劑和過高濃度的金屬離子；4、其它生物大分子如蛋白質、多糖和脂類分子的汙染應降到最低程度；5、排除其它核酸分子的汙染，如提取DNA分子時應去除RNA，反之亦然。

體外診斷中的核酸提取純化的方法及原理介紹 雖然依據樣品類型，細胞裂解方式不同，但整體的核酸提取核心原則不變：細胞或組織樣品裂解，去除非核酸汙染物（例如，蛋白質等）。

（三）核酸提取純化原則和要求1、保證核酸一級結構的完整性2、排除其它分子的汙染（如提取DNA時排除RNA的干擾）3、核酸樣品中不存在對酶有抑制的有機溶劑和過高濃度的金屬離子；4、其它生物大分子如蛋白質、多糖和脂類分子的汙染應降到最低程度；5、排除其它核酸分子的汙染 BIOTECHCHINA2009蛋白質分離純化講座 蛋白質分離純化是當代生物產業中的核心技術，生物藥品成本的75%都消耗在下游蛋白質分離純化中。

同時，蛋白質分離純化也是抗體製備過程非常重要的一個環節。

　　BIOTECHCHINA2009特別邀請了著名的專家、教授，前來講解蛋白質分離純化的最新技術和成果，原子吸收光譜等其他分析測試技術。

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結晶蒸發器原理詳解 一、結晶蒸發器原理蒸髮結晶器是利用蒸發部分溶劑來達到溶液的過飽和度的，這使得其與普通料液濃縮所用的蒸發器在原理和結構上非常相似。

溶劑在減壓下加熱蒸發，溶液達到過飽和而析出結晶。

結晶蒸發器，即指在蒸發器中使溶液濃縮，然後將其傾注於另一結晶器中，以完成結晶過程。

關於舉辦第15期蛋白質分離純化技術專題研討班的通知 關於舉辦第15期蛋白質分離純化技術專題研討班的通知　　隨著功能基因組研究及其應用的廣泛深入，蛋白質製備和純化已成爲生物技術產品研發中的關鍵環節；抗體藥物發展迅速，蛋白或抗體藥物的工藝開發和優化也更顯現出其重要性 你不知道的蒸髮結晶和降溫結晶的區別在哪裡 浙江貝諾機械蒸髮結晶35年告訴您蒸髮結晶和冷卻結晶有什麼區別？蒸髮結晶是指溶液通過溶劑的損失（即蒸發），使溶液達到飽和狀態，然後達到過飽和狀態。

因爲在一定溫度下，一定量的水（或溶劑）可以溶解一定量的溶質，那麼過量的溶質就會隨著溶劑的減少而沉澱，即結晶。

（高溫結晶）冷卻結晶是指飽和溶液通過降低溶液溫度沉澱溶質的方法。

一般來說，溶液溫度越高，一定質量的溶劑所能溶解的溶質質量就越大。

如果溶液溫度降低，溶質就會被分離。

（低溫結晶）蒸髮結晶的典型例子：鹽水乾燥。

蛋白質PEG化修飾與純化 蛋白質PEG化修飾與純化來源：來源網絡2007-04-2020:25聚乙二醇具有較廣的分子量分布 日本分析蛋白質結晶研製新藥 新華網東京１１月２２日電（記者何德功）日本宇宙航空研究開發機構和日本理化研究所近日通過實驗證實，從國際空間站回收的數十種蛋白質中已有１１種形成了優質蛋白質結晶。

日本科學家將研究這些蛋白質結晶的結構與功能，以支持新藥的研發。

　　據《日經產業新聞》２１日報導，要研究蛋白質的結構和功能，首先要使蛋白質形成結晶。