蛋白质的发现、分类、分离和提纯( 三 )


⒌按需求情况分
食物中的蛋白质必须经过肠胃道消化 , 分解成氨基酸才能被人体吸收利用 , 人体对蛋白质的需要实际就是对氨基酸的需要 。 吸收后的氨基酸只有在数量和种类上都能满足人体需要身体才能利用它们合成自身的蛋白质 。
⑴ 必需氨基酸
必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要 , 必须从食物中摄取的氨基酸 。 对成人来说 , 这类氨基酸有8种 , 包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸 。 对婴儿来说 , 有9种 , 多一种组氨酸 。 若是体内有一种必需氨基酸存量不足 , 就无法合成充分的蛋白质供给身体各组织使用 , 其他过剩的蛋白质也会被身体代谢而浪费掉 , 所以确保足够的必需氨基酸摄取是很重要的 。
⑵ 非必需氨基酸
非必需氨基酸并不是说人体不需要这些氨基酸 , 而是说人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到 , 不一定非从食物直接摄取不可 。 这类氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、谷氨酸(及其胺)、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、酪氨酸、胱氨酸 。 有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量 。
五、蛋白质的分离纯化
许多蛋白质在结构、性质上有许多相似之处 , 所以蛋白质的分离提是一项复杂的工作 。 蛋白质提纯的目的是增加产品的纯度和产量 , 同时又要保持和提高产品的生物活性 。 因此 , 要分离纯化某一种蛋白质 , 首先应选择一种含目的蛋白质较丰富的材料 。 其次 , 应设法避免蛋白质变性 , 以制备有活性的蛋白质 。 对于大多数蛋白质来说 , 纯化操作都是在0~4℃的低温下进行的 。 同时也应避免过酸、过碱的条件以及剧烈的搅拌和振荡 。 另外 , 还要设法除去变性的蛋白质和其它杂蛋白 , 从而达到增加纯度和提高产量的目的 。
1、原料的选择
选取适当的含该种蛋白质量丰富的食品或其它材料
2、预处理及细胞破碎
分离提纯某一种蛋白质时 , 首先要把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持原来的天然状态 , 不丧失活性 。 常用的破碎组织细胞的方法有:
⑴ 机械破碎法这种方法是利用机械力的剪切作用 , 使细胞破碎 。 常用设备有 , 高速组织捣碎机、匀浆器、研钵等 。
⑵ 渗透破碎法这种方法是在低渗条件使细胞溶胀而破碎 。
⑶ 反复冻融法生物组织经冻结后 , 细胞内液结冰膨胀而使细胞胀破 。 这种方法简单方便 , 但要注意那些对温度变化敏感的蛋白质不宜采用此法 。
⑷ 超声波法使用超声波震荡器使细胞膜上所受张力不均而使细胞破碎 。
⑸ 酶法如用溶菌酶破坏微生物细胞等 。
3、 蛋白质的抽提
通常选择适当的缓冲液溶剂把蛋白质提取出来 。  抽提所用缓冲液的pH、 离子强度、 组成成分等条件的选择应根据欲制备的蛋白质的性质而定 。 清蛋白可用水来提取;球蛋白可以用中性盐溶液提取;谷蛋白可用稀酸或稀碱提取;醇溶液谷蛋白则用适当浓度的乙醇来提取等 。 如膜蛋白的抽提 , 抽提缓冲液中一般要加入表面活性剂(十二烷基磺酸钠等) , 使膜结构破坏 , 利于蛋白质与膜分离 。 在提取过程中 , 必须保持低温 , 降低降解酶的作用 。 一般接近0℃时提取 。 避免剧烈搅拌等 , 以防止蛋白质的变性 。
4、 蛋白质粗制品的获得
选用适当的方法将所要的蛋白质与其它杂蛋白分离开来 。 比较方便的有效方法是根据蛋白质溶解度的差异进行的分离 。 常用的有下列几种方法:
⑴等电点沉淀法不同蛋白质的等电点不同 , 可用等电点沉淀法使它们相互分离 。
⑵盐析法不同蛋白质盐析所需要的盐饱和度不同 , 所以可通过调节盐浓度将目的蛋白沉淀析出 。 被盐析沉淀下来的蛋白质仍保持其天然性质 , 并能再度溶解而不变性 。
⑶有机溶剂沉淀法中性有机溶剂如乙醇、丙酮 , 它们的介电常数比水低 。 能使大多数球状蛋白质在水溶液中的溶解度降低 , 进而从溶液中沉淀出来 , 因此可用来沉淀蛋白质 。 此外 , 有机溶剂会破坏蛋白质表面的水化层 , 促使蛋白质分子变得不稳定而析出 。 由于有机溶剂会使蛋白质变性 , 使用该法时 , 要注意在低温下操作 , 选择合适的有机溶剂浓度 。

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