3.結果分析:
實驗測得的藻藍蛋白純度只有0.509,比較我們班其他組的結果相差不算太大,但其他班有的組測得藻藍蛋白得純度可達到 1.7左右,相對于這個純度,我們所提取得藻藍蛋白純度時偏低的,影響藻藍蛋白純度的原因主要有以下幾個:
1)凍融次數:本實驗時采用凍融法破碎細胞,凍融法破碎細胞主要是因為藻體在凍結過程中,細胞內外的液態水形成冰晶體,造成體積膨大,對藻體細胞壁和細胞膜產生破壞作用,使其通透性加大,內容物流出。藻體凍結過程中首先是從最容易生成細小冰晶體的地方開始,然后冰晶體逐漸變大,向四周擴展,將距這些地方比較近的細胞壁和細胞膜脹破,壓破。每次凍融最容易生成細小冰晶體的地方是不一樣的,即在細胞內外形成冰晶的部位是不同的,這樣就能對細胞不同部位的細胞壁和細胞膜產生破壞,因而多次凍融能使破碎效果提高。凍融時間增加隨能使冰晶體變大,但由于受細胞內外水分含量的限制,冰晶的長大使有限度的,因而對細胞壁和細胞膜破壞只是在原有基礎上的破壞,破壞區域較少,效果較差,所以凍融時間對凍融效果影響不大。可見,在凍融法中次數對藻藍蛋白得率得影響比時間對它得影響大,多次反復凍融的細胞破碎效果比較好。我們自己只凍融了一次,其余是老師整體凍融的,所以我們凍融方面應與其他組沒有多大區別。
2)不同飽和度硫酸銨的鹽析效果:實驗過程中,飽和度在20%時,沒有明顯的沉淀,查資料得知,當飽和度在25%以下時,沒有明顯的沉淀,在25%以上后,隨著硫酸銨飽和度的增加,提取率逐步升高。從純度看,隨著飽和度的升高,純度先降后升。實驗測得的結果偏低,可能是加入硫酸銨過程中,隨著飽和度的增大,雜蛋白,藻紅蛋白和別藻藍蛋白沉淀出的量都在增大,藻藍蛋白所占的比例減小,所以純度減小。由于我們過柱時取的樣不是我們組的,所以無法考證是這兩種原因引起我們結果偏低,只能說這兩種原因對我們所得的藻藍蛋白純度會有影響。至于影響的大小,取決于各組的操作。
3)裝柱:裝柱的好壞直接影響到實驗結果,將DEAE-纖維素溶液倒入層析柱后,并保持水面高于柱面1~2cm,若液面水不足,則可能使柱間出現斷層,影響下一步的過柱。
4)過柱:用膠頭滴管吸取透析后的藻藍蛋白粗提液,伸入柱液面內,沿管壁以很慢的速度將粗提液滴到液面中部,待液面升高后可以加快滴加速度。待粗提液液面比填料高出大約只有1cm時,用少量的
0.02M,pH6.5磷酸緩沖液沖洗管壁,待填料上面的溶液澄清,無明顯藍色時,再分次加入50ml,0.02M,pH6.5磷酸緩沖液沖。
由各管光吸收值曲線圖可看出,我們接樣時間較晚,第一管光吸收值已達1.290,應該再藍色離柱底1cm左右時開始接樣,而我們是等到差不多見到樣液顯藍色時才接樣,所以曲線不是兩邊對稱的。在測各管光吸收值時,由連續5管在2.590左右,而我們只是拿最高即第四管,光吸收值為2.600那管測其藻藍蛋白純度,也許在其他管中,藻藍蛋白純度較高,因為這幾管的光吸收值偏差很小。
七、實驗總結及分析
1.螺旋藻是一種多細胞絲狀藍藻,螺旋藻是藍藻門顫藻科的單細胞藻類,內含一種特殊的色素蛋白——藻藍蛋白,約占藻體干重的10%——24.8%。據報道,藻藍蛋白可提高人體免疫機能、增強造血功能,可用作腫瘤、貧血等疾病的輔助治療藥劑;螺旋藻藍蛋白的水溶液呈澤藍色。藻膽蛋白主要有藻藍蛋白(簡稱CPC)、藻紅蛋白、異藻藍蛋白(簡稱APC)和藻紅藍蛋白四大類。螺旋藻中是以
CPC和APC為主。從藻藍蛋白三維結構而言,是由a—和p—亞基構成,每個亞單位有1——2個被稱為“藻膽素”發色基組成。螺旋藻為藍藻的一個屬,含有多種營養成分,具有營養及醫療保健功能,它被世界糧農組織(FAO)譽為21世紀人類最理想、最完美的食品。螺旋藻中尤以蛋白質含量最為豐富,是大豆蛋白質的兩倍,是目前已知植物中蛋白質含量最高的一種。它由18種氨基酸組成,氨基酸組成合理并含有人體所必需的8種氨基酸。但是,目前,螺旋藻主要以干粉形式直接應用食品行業,由于受其溶解性質的局限性,使其應用受到一定的限制螺旋藻是絲狀的多細胞藍藻,因含有多種對人體有益的營養物質而受到廣泛的關注,其突出特點是氨基酸種類齊全且蛋白質含量高,其中含量最高的藻藍蛋白(PC)和別藻藍蛋白(APC)一直是基礎研究的熱點,因為它們不僅在光合作用的原初反應機理的探索方面有重要意義,而且可以作為生物體內的熒光示蹤物質,作為天然的色素蛋白也具有十分廣闊的應用前景。但由于分離純化的困難,現有的藻膽蛋白商品價格昂貴,使它的應用受到了一定的限制。
2.實驗可以分為三大步驟:細胞破碎、粗提取、過柱純化。細胞破碎方法有:反復凍融法、
化學試劑處理法、溶脹法、超聲波法、組織搗碎法等;粗提取方法有:鹽析法、結晶法、等電點沉淀法、超濾法等;純化方法有:DEAE—纖維素離子交換柱法、羥基磷灰石柱層析法、
葡萄糖凝膠柱層析法等。我們的實驗是采用凍融法破碎細胞,鹽析法進行粗提,DEAE—纖維素離子交換柱法進行純化。
3.我們實驗得到的A620/A280=0.
509。參考各方面的文獻資料,若基本按照我們的實驗操作方法,得到的A620/A280<2,其他組最高也有1.8
左右,表明我組的實驗過程存在一定的不足,我覺得關鍵是純化過程做得不好,如柱子裝得不直,填料上下密度不均,上樣時沒有關閉開關,滴加速度太快等。
4.根據我查找的論文,在純化這一步驟采用多種類型的層析柱進行純化后,A620/A280最高值可以達到14。因此我建議03級再做這個實驗時,到純化時,可以加多一條羥基磷灰石柱、葡萄糖凝膠柱與DEAE—纖維素離子交換柱結合使用,實驗結果得到的純化結果會大大提高。