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生物活性蛋白质分离纯化技术研究进展

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：王丽红

[导读] 摘要：在现代社会中，维持现代人健康方面上，生物活性蛋白质类物质发挥着作用，是生活中不能缺少的，生物活性蛋白质在食品和医疗领域，都得到了广泛的应用。

        海南赛乐敏生物科技有限公司海南海口 570311
        摘要：在现代社会中，维持现代人健康方面上，生物活性蛋白质类物质发挥着作用，是生活中不能缺少的，生物活性蛋白质在食品和医疗领域，都得到了广泛的应用。本文主要对生物活性蛋白质的分离纯化技术进行阐述，根据生物活性蛋白质的分类，总结出生物活性蛋白质分离纯化的有效方法和其研究进展，为进行生物活性蛋白质的制备，提供重要理论参考。
        关键词：生物活性蛋白质；分离纯化技术；研究；方法
        引言：生物活性蛋白质与人们的日常生活有些密切关联，也正是因为这层关系，人们对生物活性蛋白质的质量提出了更高的要求。一般情况下，生物活性蛋白质存在于复杂多变的混合体系里面，稳定性的比较差的，其对周围环境的pH、温度等，都比较敏感，非常容易发生变性现象。经过研究发现，传统的生物活性蛋白质分离方式中，主要有离子交换、萃取、沉淀等方法，这些方式经过长期实践，工艺方面十分复杂，时间过长，能源消耗的也比较高。随着技术的不断发展，许多高效率的分离纯化技术陆续出现，给生物活性蛋白质分离进展提供帮助。
        一、生物活性蛋白质带电性质分离纯技术
        （一）电泳技术
        带电粒子在电场里面，向着与其所带的电荷相反方向移动的整个过程，就是电泳技术。蛋白质的混合样品在经过电泳的“洗礼”后，被分离之后的生物活性蛋白质形成的电泳迁移率，互相之间并不相同，每一个蛋白质在组分之后，带的分子和静电荷的形状以及大小，也存在差异，进而达到分离的目的。在这项技术中，一般采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，同时，毛细管电泳也在分离技术中，得到了良好的发挥，双向凝胶电泳的技术效果较前两个更为突出[1]。
        （二）离子层析技术
        离子交换剂是基础的柱填充物状态下，受中性条件的影响，生物活性蛋白质和多肽的属性会发生变化，产生不同离子，进而使分子交换的亲和力变化，达到分析效果。离子交换层析分为阴离子交换层析柱和阳离子交换层析柱，其中，还出现了全新的树脂，比如均孔型树脂，大孔型树脂，还有离子交换的纤维素等。在实践过程中，可以利用IEXC的方式，对牛血清蛋白和牛碳酸酐酶异构体进行分离，从中提取实践性条件，得到一些具有研究意义的数据。
        二、生物活性蛋白质分子大小分离纯技术
        （一）凝胶层析
        混合物质在流动过程中，会经过装有凝胶的固定相分析层，这个时候，混合物会因为每个物质的分子大小不同，被分析分离出去。洗脱的时候，分子中，质量最大的不能进入到凝胶网中，其会顺着凝胶颗粒之间的空隙，最先被排到柱外；分子里面最小的物质，会进入到凝胶网中，受到阻碍，流速变慢，最后流出柱外。凝胶层析是一个非常简单而且快速的分离纯技术，设备的使用也非常简单，操作便捷，不需要有机溶剂，在生物工程、生物化学和医学领域的应用十分广泛[2]。
        （二）超滤技术
        运用离心力或者压力，用特备的薄膜对溶液中各个溶质分子选择性的展开过滤，就是超滤技术的基本原理。实践过程中，强制水和其他分子溶质通过半透膜，其中，生物活性蛋白质会被截留在膜上面，最终脱盐和浓缩。所以，要依据蛋白质分子大小的不同，用不同规模的滤膜进行超滤，最终达到生物活性蛋白质分离的目的。

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        三、生物活性蛋白质溶解度分离纯技术
        （一）蛋白质盐析技术
        生物活性蛋白质在低浓度盐下，溶解度会随着盐溶液浓度的升高而增加，这就是盐溶。盐的浓度不断上升，生物活性蛋白质的溶解度会不同程度的下降，在下降后析出，这就是盐析技术，一般情况下，粗抽提取物，就是用这项技术进行粗分。
        （二）溶剂沉淀技术
        溶液需要靠有机溶剂对介电常数进行压降，不断加大生物活性蛋白质分子不同电荷的引力，降低其溶解度。有机溶剂和水会形成作用，对生物活性蛋白质的水化膜展开破坏，所以，生物活性蛋白质在适当浓度的有机溶剂中，能够沉淀解析出来。
        四、生物活性蛋白质选择性吸附分离纯技术
        （一）疏水层析技术
        依据生物活性蛋白质表面产生的疏水性差别，发展出了一种全新的分离纯技术。在这其中，生物活性蛋白质表面的疏水基团和支持介质的基团有效结合。在近几年的技术研究中，常用硫酸铵进行沉淀，在亲和层析出样之后，疏水层析的样品不再需要透析，也不需要凝胶过滤，用这样的方式，进行脱盐处理，防止生物活性蛋白质产生变性的问题[3]。
        （二）羟磷灰石层析技术
        羟磷灰石这种吸附剂，能够对蛋白质以及核酸等，进行分离。蛋白质中是带有负点基团的，可以与羟磷灰石晶体表面上的钙离子展开有机结合，带电基团和磷酸基之间互相作用，这时，羟磷灰石对蛋白质吸附的容量会变大。所以，羟磷灰石层析和生物活性蛋白质分子之间的吸附能力解析性质之间的差异性，使生物活性蛋白质产生分离，达到最终目的。
        五、生物活性蛋白质配体特异性分离纯技术
        合理运用生物的大分子以及对应的专一分子进行特异识别，延续可逆结合的相关性质，不断构建分离生物大分子的实践技术。在这一过程中，只需要一个步骤，就能实现等待分离的生物活性蛋白质，从极为复杂的蛋白质混合物中分离出来，这会达到千倍以上的纯化，而且在纯化过程中，一直保持其活性。从现阶段达的发展可以看出，亲和层析技术被广泛的应用到生物活性蛋白质的研究和制备领域中，是生物活性蛋白质分离纯化研究的重要使用工具，能够利用这种方式，经过单次简单的处理，就能够从粗提液中，提取标准需求中高浓度的活性物质[4]。
        结束语
        总而言之，生物活性蛋白质的组成十分复杂，而且杂质比较多，分离起来比较困难，因此，在分离研究过程中，要不断创新技术手段，加大研究力度。随着科学技术的不断发展，截止到目前为止，除了上面提到的技术研究，移动页面电泳、不同格式的区带电泳，尤其是其中的圆盘凝胶电泳，具备非常高的分辨率，能够在生物活性蛋白质分离纯技术中，发挥出巨大效力。分离生物活性蛋白质混合物的技术种类很多，在使用过程中，要具体问题、具体分析，找到最佳技术方案。
        参考文献：
        [1]付文鹏，杨永寿，肖培云.动物源活性蛋白多肽的分离纯化方法研究进展[J].天然产物研究与开发，2019，31（5）：179-184.
        [2]张博，殷亦情.生物质中蛋白质的提取分离研究进展探讨[J].南方农机，2018，49（3）：109+111.
        [3]贾惜文，王浩，赵神彳，等.以多糖和蛋白质为基质利用静电纺丝技术构建生物活性物质递送体系的研究进展[J].食品工业科技，2019，40（7）：319-327.
        [4]梁祖青，罗群，郑伟，等.生物质谱鉴定中药活性成分靶标蛋白质的研究进展[J].中国科学：生命科学，2018，48（2）：140-150.