不管黑貓白貓,抓到老鼠就是好貓,對純化來講亦如此,能拿到純度好的蛋白,符合純化要求就是硬道理。不同蛋白純化工藝不同,即使相同的原料也有不同的純化方案。蛋白質純化方法的選擇主要是利用不同蛋白質之間的相似性與差異,依據蛋白之間的相似性可以去除非蛋白物質,在根據蛋白的差異性將目的蛋白分離出來,所以要取得好的純化結果所可以采用的策略及原則卻是共通的。
1. 針對不同的產物表達形式采用不同的策略:
a) 融合型表達重組蛋白,一般胞內可溶性的,擬優選用親和層析進行純化;
b) 分泌型表達的重組蛋白,通常體積大、濃度低,因此應在純化之前采用沉淀或超濾等方法先進行濃縮處理;
c) 包涵體型表達的重組蛋白,應先離心回收包涵體;
d) 表達在細胞膜和細胞壁之間的間隙中的蛋白質,應用低濃度的溶菌酶,然后再用滲透壓休克法釋放重組蛋白。
2. 針對不同性質的重組蛋白選擇不同的層析類型:
a) 離子交換法(IEX):等電點處于極端區域(PI≤5 或 PI≥8)的重組蛋白應優選 IEX 進行分離,這樣很容易除去幾乎所有的雜蛋白。
b) 親和層析(AC):重組蛋白特異性的配體、底物、抗體、糖鏈等都是優選親和層析純化的重要條件,原則是它們與目的蛋白之間的解離常熟應在合適的范圍內(10-8—10-4mol/L)
c) 疏水(HIC)和反相層析:根據蛋白質的疏水性差異進行分離的。
d) 凝膠過濾層析(GF): 根據蛋白的分子量進行分離。
3. 每一種方法都有分辨率、處理量、速度和回收率之間的平衡:
a) 分辨率:由選擇的方法和層析介質生成窄峰的能力來完成。當雜質和目的蛋白性質相似是,在純化的*后階段分辨率是選擇層析方法的重要考量標準。
b) 處理量:指在純化過程中目標蛋白的上樣體積和濃度等。
c) 速度:在初純化中是重要因素,此時雜質如蛋白酶必須盡快去除。
d) 回收率:隨著純化的進行漸趨重要,因為純化產物的價值在增加。
4. 多種分離純化技術聯合運用:
a) 優選能除去含量*多雜質的方法;
b) 盡量選擇高效的分離方法;
c) 將*費時、成本*高的分離純化方法安排在*后階段。
d) 通過組合各種方法使純化步驟之間的樣品處理減至*少,以避免需要調節樣品。**個步驟的產物的洗脫條件應適宜下一個步驟的起始條件。
e) 如果對目的蛋白的性質了解甚少的情況下,可采用 IEX-HIC-GF 的聯合運用作為標準方案。 常用層析方法的分離特點:
5. 重組蛋白分離純化的共同參考階段:
a) 捕獲階段:目的蛋白的澄清、濃縮和穩定。選擇對目的蛋白具有*高選擇性或/和處理量的方法。
b) 中度純化階段:目標是除去大多數大量雜質,如其它蛋白、核酸、內**和病毒等。
c) 精純階段:除去殘余的痕量雜質和必須去除的雜質。
三階段純化策略中每一種方法的適用性:
層析方法
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主要特點
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捕獲
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中度純化
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精純
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樣品起始狀態
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樣品*終狀態
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IEX
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高分辨率 高容量 高速度
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★★★
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★★★
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★★★
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低離子強度 樣品體積不限
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高離子強度或pH改變 樣品濃縮
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HIC
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分辨率好 容量好 高速度
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★★
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★★★
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★
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高離子強度 樣品體積不限
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低離子強度 樣品濃縮
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AC
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高分辨率 高容量 高速度
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★★★
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★★★
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★★
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結合條件特殊 樣品體積不限
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洗脫條件特殊 樣品濃縮
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GF
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高分辨率 (使用Supedex)
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★
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★★★
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樣品體積(<總柱體積的5%)和流速范圍有限制
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緩沖液更換 樣品稀釋
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RPC
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高分辨率
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★
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★★★
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需要有機溶劑
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在有機溶劑中,有損失生物活性的風險
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