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蛋白質組學/蛋白質分離 - 色譜法/陽離子交換劑

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陽離子交換劑

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陽離子交換劑 - Proteinchemist.com

   陽離子交換劑因其吸引陽離子或帶正電荷的粒子的能力而得名。在這種情況下,色譜系統的樹脂帶負電荷,如果緩衝液的 pH 值小於蛋白質的獨特等電點,蛋白質就會結合。

   與陰離子交換劑一樣,陽離子交換劑也可以分為弱型和強型。弱陽離子交換劑由弱酸組成,隨著 pH 值的降低,其電荷逐漸消失,而強陰離子交換劑由強酸組成,能夠在較寬的 pH 值範圍內保持其電荷。羧甲基常用於弱陽離子交換劑,而磺丙基則廣泛用作強陽離子交換劑(Res1)


設計陽離子交換分離

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   選擇正確的樹脂和緩衝液至關重要,因為它決定了蛋白質與樹脂的結合特性。在陽離子交換中,目標蛋白質需要帶正電荷才能與帶負電荷的固定相結合。假設我們有一組以下蛋白質 

蛋白質 pI pH 4.8 釐米 pH 7.2 釐米 pH 8 釐米
碳酸酐酶 7.0 +16.5 -0.4 -2.7
羧肽酶 B 6.2 +12.0 -3.3 -6.3
胰凝乳蛋白酶 8.0 +9.0 +2.7 0.0
溶菌酶 9.8 +14.1 +7.9 +6.9


  • 在 pH 4.8 釐米時,所有蛋白質都將與陽離子交換劑結合,其中碳酸酐酶與固定相結合最牢固。如果在此 pH 值下進行洗脫,蛋白質將按胰凝乳蛋白酶、羧肽酶 B、溶菌酶和碳酸酐酶的順序洗脫。
  • 在 pH 7.2 釐米時,碳酸酐酶和羧肽酶 B 將在洗滌中洗脫(在梯度開始之前),然後是胰凝乳蛋白酶,然後是溶菌酶在鹽梯度中洗脫。
  • 在 pH 8 釐米時,只有溶菌酶會與固定相結合,其他三種蛋白質將在洗滌中洗脫。

   還可以改變溶劑 A 和 B 中的鹽濃度,以便即使帶正電荷,結合較弱的蛋白質也會在洗滌中從柱子上洗脫。例如,如果您將 pH 4.8 釐米修改為在溶劑 A 中含有 0.1 M NaCl,在溶劑 B 中含有 0.2 M NaCl,您會發現結合最弱的蛋白質(胰凝乳蛋白酶)在洗滌中洗脫,而其他三種蛋白質在梯度中洗脫。

  1. Craig. P,羅切斯特理工學院,設計陽離子交換分離
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