2、離子交換色譜(ion exchange chromatography)
蛋白質、多肽均屬于兩性電解質,在緩沖液pH小于其等電點時,帶凈正電荷,而在緩沖液pH大于其等電點時,帶凈負電荷。陰離子交換凝膠本身帶有正電荷基團,陽離子交換凝膠本身帶負電荷基團。由于靜電相互作用而使樣品結合到凝膠上,再采用鹽濃度梯度或者更換緩沖液的pH值進行洗脫
對于等電點小于5.0的酸性蛋白質,推薦使用陰離子交換,對于等電點大于7.0的堿性蛋白質,推薦使用陽離子交換。
兩種模式:一種使目的蛋白結合凝膠,通過梯度洗脫;一種使目的蛋白不結合凝膠,而大部分雜質結合凝膠,則穿過液中含有目的蛋白。
column chromatography(柱色譜)
batch chromatography(批色譜)
c、疏水作用色譜
利用蛋白質、多肽在高鹽存在下,可以結合疏水凝膠,而在鹽濃度降低時又可以解脫的原理實現分離。
d、親和色譜
利用蛋白質、多肽與某些配基的特異性相互作用而進行分離。例如:酶-底物,酶-抑制劑,糖蛋白-凝集素,抗原-抗體等。近來發展了金屬螯合親和色譜,用于純化表面含色氨酸、酪氨酸、組氨酸等的蛋白質以及(His)6-tagged重組蛋白。
親和色譜分為特異性親和色譜和組別親和色譜兩類。肝素、凝集素、染料、金屬螯合親和色譜均為組別親和色譜(同一配基可以結合許多種蛋白質)。
e、反相色譜
常用于蛋白質、多肽的HPLC分析,以及多肽的精細制備分離,分辨率極高,可以分離兩種僅相差一個氨基酸的多肽。如血管緊張素(angiotensin)的幾個亞型通過反相色譜可以很好地分離。
同一個樣品在同一Source 30 RPC柱上進行分離,由于色譜條件進行了改變,色譜圖截然不同,說明反相色譜具有高度的選擇性。
四、應用舉例
例一、一種抗HIV gp120單克隆抗體的Fab片斷(E.coli中表達)
分子量:50 kD
等電點:11
表達定位:周質(periplasmic)
純化策略:滲透壓休克提取周質,陽離子交換去除大部分雜質,疏水作用色譜進一步去除雜質,最后用凝膠過濾分離。
例二、重組表達的α-淀粉酶
分子量:49.2 kD;等電點:~6
先采用陰離子交換,再進行疏水作用色譜,最后進行凝膠過濾。
例三、重組表達的乙型肝炎表面抗原的分離
1、史克公司:(酵母細胞表達)
破碎細胞,表面活性劑抽提,離心沉淀、超濾,再經凝膠過濾、陰離子交換,超速離心純化,脫鹽,除菌過濾,吸附,分裝。
2、Merck公司:(酵母細胞表達)
破碎細胞,去碎片,抗原用多孔硅玻璃吸附,洗脫,凝膠過濾,甲醛處理,明礬吸附,疫苗。
3、巴斯德研究所:(CHO細胞表達)
培養上清液,離心去碎片,50%硫酸銨沉淀,離心,50%KBr處理,脫鹽、超濾濃縮、Sepharose CL-4B凝膠柱分離。
4、Below,M.Bioseparation.1(1991).397工藝
破細胞,去碎片,加硫酸銨至一定濃度后,直接上Butyl-Sepharose 4 FF疏水柱,脫鹽后上DEAE-Sepharose FF,超濾濃縮后上Sepharose 4 FF凝膠過濾柱.
例四、尖吻蝮蛇毒凝血酶樣酶的分離
(注射用降纖酶)
分子量:38 kD;等電點:~5.4
原工藝:陰離子交換,凝膠過濾,第二次陰離子交換,凝膠過濾
達到95%以上純度,產量6000-10000單位/克蛇毒。(兩周)
新工藝:親和色譜,陰離子交換,凝膠過濾,親和色譜(一周)
純度達到98.5%以上,產量達20000-25000單位/克蛇毒。
尖吻蝮蛇毒經過五個步驟的分離純化后,獲得了單成分降纖酶組分,電泳為一條帶,HPLC為單峰。
如上所示,由于每一個步驟均會帶來一定的損失,故在可能的情況下應盡量減少下游純化的步驟(在保證達到所需純度的前提下)。