一、基本理論
(一)原理
在生物體內(nèi),許多大分子AKSJDHFKLSDFHKLSDJ具有與某些相對(duì)應(yīng)的專一分子可逆結(jié)合的特性。例如抗原和抗體、酶和底物及輔酶、激素和受體、RNA和其互補(bǔ)的DNA等,都具有這種特性。生物分子之間這種特異的結(jié)合能力稱為親和力,根據(jù)生物分子間親和吸附和解離的原理,建立起來(lái)的色譜法稱親色譜法。親和色譜中兩個(gè)進(jìn)行專一結(jié)合的分子互稱對(duì)方為配基。如抗原和抗體,抗原可認(rèn)為是抗體的配基,反之抗體也可認(rèn)為是抗原的配基。將一個(gè)水溶性配基在不傷害其生物學(xué)功能的情況下與水不溶性載體結(jié)合稱為配基的固相化。親和色譜法的基本過(guò)程是:
1.配基固相化。將與純化對(duì)象有專一結(jié)合作用的物質(zhì),連接在水不溶性載體上,制成親和吸附劑后裝柱(稱親和性)。
2.親和吸附。將含有純化對(duì)象的混合物通過(guò)親和柱,純化對(duì)象吸附在柱上,其他物質(zhì)流出色譜柱。
3.解吸附。用某種緩沖液或溶液通過(guò)親和柱,把吸附在親和柱上的欲純化物質(zhì)洗脫出來(lái)。
(二)應(yīng)用范圍
親和色譜可用于下列生物體系:
酶:底物、抑制劑、輔酶
抗體:抗原、病毒、細(xì)胞
外源凝集素:多糖、糖蛋白、細(xì)胞表面受體、
細(xì)胞核酸:互補(bǔ)堿基序列、組蛋白、核酸聚合酶 、結(jié)合蛋白
激素及維生素:受體、載體蛋白
細(xì)胞:細(xì)胞表面特異蛋白、外源凝集素
親和色譜的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、效率高、條件溫和,缺點(diǎn)是使用局限性大。
(三)載體的選擇原則
用于親和色譜的理想載體應(yīng)具有下列特性:⑴不溶性:不溶于水;⑵滲透性:疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),容許大分子自由通過(guò);⑶有一定硬度,最好為均一的珠狀;⑷具有大量可供反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán),能與大量配基共價(jià)連接;⑸非特異性吸附能力極低;⑹能抗微生物和酶的侵蝕;⑺有較好的化學(xué)穩(wěn)定性;⑻親水性。選擇配基根據(jù)對(duì)純化大分子的特異性的全面認(rèn)識(shí)。
選擇也的配基有兩條標(biāo)準(zhǔn):
第一是蛋白質(zhì)和配基之間必須有強(qiáng)的親和力,解離常數(shù)在5mM以上不是好配基; 相反親和力太高也是有害的,因?yàn)樵诮怆x蛋白質(zhì)──配基復(fù)合物時(shí)所需的條件就要強(qiáng)烈,這樣可能使蛋白質(zhì)變性。例如用抗生物素蛋白作配基純化含生物素的羧化酶時(shí),生物素──抗生物素蛋白復(fù)合物的解離常數(shù)達(dá)10-15M,解離時(shí)需要pH1.5,6M鹽酸胍,在這種條件中。羧化酶大多數(shù)已經(jīng)變性。
選擇配基的第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是,配基必須具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)基團(tuán),這種基團(tuán)不參與配基與蛋白質(zhì)之間特異結(jié)合,但可用于活化和載體相連接,同時(shí)又不影響配基與蛋白質(zhì)之間的親和力。
(四)常見(jiàn)載體的特性
瓊脂糖凝膠: 親水性強(qiáng),理化性質(zhì)穩(wěn)定 (商品名:Sepharose)
聚丙烯酰胺凝膠: 理化性質(zhì)穩(wěn)定,耐有機(jī)溶劑及去污劑, 抗微生物能力強(qiáng), 特別適應(yīng)用配基與提取物親和力比較弱的物質(zhì)。
葡聚糖凝膠: 有良好的化學(xué)及物理性質(zhì),孔經(jīng)小。
纖維素: 非特易吸附嚴(yán)重,廉價(jià),易得。
二、實(shí)驗(yàn)方法
親和色譜分離的方法隨每種分離物質(zhì)的不同而有不同。一般推薦使用的程序如下:
1選 擇 配 基;2選擇偶聯(lián)凝膠;3偶 聯(lián) 配 基;4裝填合適的柱;5平衡(2-3倍體積緩沖液);6應(yīng) 用 樣 品;7洗滌未結(jié)合物質(zhì);8洗脫結(jié)合物質(zhì)→除鹽;9再生