蛋白質(zhì)沉淀鹽析影響因素分析

       蛋白質(zhì)通過鹽析的辦法沉淀的原理是降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出。蛋白質(zhì)的沉淀（protein precipitation），沉淀是溶液中的溶質(zhì)由液相變成固相析出的過程。蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)的沉淀。蛋白質(zhì)沉淀常用的方法有鹽析、等電點沉淀、有機溶劑沉淀、生物堿試劑與某些酸沉淀等。

    在生化制備中，沉淀主要用于濃縮目的，或用于除去留在液相或沉淀在固相中的非必要成分。在生化制備中常用的鹽析法多用于各種蛋白質(zhì)和酶的分離純化。
    一般來說，所有固體溶質(zhì)都可以在溶液中加入中性鹽而沉淀析出，這一過程叫鹽析。在生化制備中,許多物質(zhì)都可以用鹽析法進行沉淀分離，如蛋白質(zhì)、多肽、多糖、核酸等，其中以蛋白質(zhì)沉淀最為常見，特別是在粗提階段。
    鹽析法分為兩類，第一類叫Ks分段鹽析法，在一定PH和溫度下通過改變離子強度實現(xiàn)，用于早期的粗提液；第二種叫b分段鹽析法，在一定離子強度下通過改變PH和溫度來實現(xiàn)，用于后期進一步分離純化和結(jié)晶。

一．影響鹽析的若干因素
      1．蛋白質(zhì)濃度
高濃度蛋白溶液可以節(jié)約鹽的用量，但許多蛋白質(zhì)的b 和Ks常數(shù)十分接近，若蛋白濃度過高，會發(fā)生嚴重的共沉淀作用；在低濃度蛋白質(zhì)溶液中鹽析，所用的鹽量較多，而共沉淀作用比較少，因此需要在兩者之間進行適當選擇。用于分步分離提純時，寧可選擇稀一些的蛋白質(zhì)溶液，多加一點中性鹽，使共沉淀作用減至最低限度。一般認為2.5%-3.0%的蛋白質(zhì)濃度比較適中。
     2．離子強度和類型
一般說來，離子強度越大，蛋白質(zhì)的溶解度越低。在進行分離的時候，一般從低離子強度到高離子強度順次進行。每一組分被鹽析出來后，經(jīng)過過濾或冷凍離心收集，再在溶液中逐漸提高中性鹽的飽和度，使另一種蛋白質(zhì)組分鹽析出來。
    離子種類對蛋白質(zhì)溶解度也有一定影響，離子半徑小而很高電荷的離子在鹽析方面影響較強，離子半徑大而低電荷的離子的影響較弱，下面為幾種鹽的鹽析能力的排列次序：磷酸鉀>硫酸鈉>磷酸銨>檸檬酸鈉>硫酸鎂。
    3．PH值
一般來說，蛋白質(zhì)所帶凈電荷越多溶解度越大，凈電荷越少溶解度越小，在等電點時蛋白質(zhì)溶解度最小。為提高鹽析效率，多將溶液PH值調(diào)到目的蛋白的等電點處。 但必須注意在水中或稀鹽液中的蛋白質(zhì)等電點與高鹽濃度下所測的結(jié)果是不同的，需根據(jù)實際情況調(diào)整溶液PH值，以達到好的鹽析效果。
    4．溫度
在低離子強度或純水中，蛋白質(zhì)溶解度在一定范圍內(nèi)隨溫度增加而增加。但在高濃度下，蛋白質(zhì)、酶和多肽類物質(zhì)的溶解度隨溫度上升而下降。在一般情況下，蛋白質(zhì)對鹽析溫度無特殊要求，可在室溫下進行，只有某些對溫度比較敏感的酶要求在0-4℃進行。

二．硫酸銨的使用
硫酸銨中常含有少量的重金屬離子，對蛋白質(zhì)巰基有敏感作用，使用前必須用H2S處理：將硫酸銨配成濃溶液，通入H2S飽和，放置過夜，用濾紙除去重金屬離子，濃縮結(jié)晶，100℃烘干后使用。另外，高濃度的硫酸銨溶液一般呈酸性（PH=5.0左右），使用前也需要用硫酸調(diào)節(jié)至所需PH。
 

硫酸銨的加入有以下幾種方法：
1）、加入固體鹽法 用于要求飽和度較高而不增大溶液體積的情況；
2）、加入飽和溶液法用于要求飽和度不高而原來溶液體積不大的情況；
3）、透析平衡法先將鹽析的樣品裝于透析袋中，然后浸入飽和硫酸銨中進行透析，透析袋內(nèi)硫酸銨飽和度逐漸提高，達到設(shè)定濃度后，目的蛋白析出，停止透析。該法優(yōu)點在于硫酸銨濃度變化有連續(xù)性，鹽析效果好，但手續(xù)煩瑣，需不斷測量飽和度，故多用于結(jié)晶，其它情況少見。
 

使用固體硫酸銨時：
1）、必須注意飽和度表中規(guī)定的溫度，一般有0℃或室溫兩種，加入固體鹽后體積的變化已考慮在表中；
2）、分段鹽析中，應(yīng)考慮每次分段后蛋白質(zhì)濃度的變化。一種蛋白質(zhì)如經(jīng)二次透析，一般來說，第一次鹽析分離范圍（飽和度范圍）比較寬，第二次分離范圍較窄。
3）、鹽析后一般放置半小時至一小時，待沉淀完全后才過濾或離心。過濾多用于高濃度硫酸銨溶液，因為此種情況下，硫酸銨密度較大，若用離心法需要較高離心速度和長時間的離心操作，耗時耗能。離心多用于低濃度硫酸銨溶液。