由于
蛋白质表面离子化侧链的存在,蛋白质带
净电荷。由于这些
侧链都是可以滴定的(titratable),对于每个蛋白都存在一个pH使它的表面净电荷为零即
等电点。 英文缩写:pI。
特性
蛋白质在溶液中有
两性电离现象。假设某一溶液中含有一种蛋白质。当pI=pH时该蛋白质
极性基团解离的
正负离子数相等,净电荷为0,此时的该溶液的是pH值是该蛋白质的
pI值。某一蛋白质的pI大小是特定的,与该
蛋白质结构有关,而与环境pH无关。
在某一pH溶液中当pH>pI时该蛋白质带
负电荷,反之pH<pI时该蛋白质带
正电荷,pH=pI时该蛋白质不带电荷。人体内pH=7.4;而体内大部分蛋白质的 pI<6; 所以人体内大部分蛋白质带负电荷。
主要应用
在等电点时,蛋白质分子以
两性离子形式存在,其分子
净电荷为零(即正负电荷相等),此时蛋白质分子颗粒在溶液中因没有相同电荷的相互排斥,分子相互之间的
作用力减弱,其颗粒极易碰撞、凝聚而产生沉淀,所以蛋白质在等电点时,其
溶解度最小,最易形成
沉淀物。等电点时的许多
物理性质如黏度、
膨胀性、
渗透压等都变小,从而有利于
悬浮液的过滤。在等电点外的所有其他pH值,依据蛋白质所带净电荷采用电泳和
离子交换层析来分离和
分离纯化该蛋白质。
等电点沉淀主要应用于蛋白质等
两性电解质的
分离提纯,还可应用于
大豆异黄酮的分离:用
等电点沉淀法脱去蛋白质,可提高
异黄酮制品的纯度,异黄酮
截留率为7.2%,蛋白质截留率为91.1%。
大豆蛋白质在pH4.5左右达到等电点,此时其溶解度最低形成沉淀,利用这个性质来提取
大豆分离蛋白,使大豆分离蛋白从
提取液中聚沉下来,与其他可溶性
物质分离。大豆分离蛋白不是在所有酸性条件下都沉淀,只有在等电点附近才沉淀,当pH调太低时溶解度反而升高,到pH2.5时,已沉淀的蛋白质就会几乎全部重新溶解,因此必须严格掌握酸沉所需的pH,才能有满意的效果。在分离中,大量的含磷化合物的存在是影响蛋白质提取的较大因素,最好除去
植酸,可用
透析法,也可根据蛋白质和植酸的溶解度的差异性将其除去。
大豆分离蛋白的一般工艺是用50℃温水萃取并离心,把
豆渣用50℃温水和
NaOH调整pH9进行二次萃取,并
离心分离把分离出的
豆浆进行酸沉,同时搅拌(60r/min),加入2%
消泡剂和温水,加入适量
亚硫酸钠调pH7左右,进行高速搅拌(120r/min)并加入3.5%
HCL调至pH4.5,此时蛋白质在等电点开始沉淀,并经过一系列的工艺凝乳分离、均质、中和、杀菌干燥得成品。
测定方法
●原理:蛋白质分子在含有载体两性
电介质形成的连续而稳定的线性pH梯度中进行电泳。按照等电点不同被分离,形成一个很窄的区带
●仪器:Bio-Rad Model 111Mini IEF Cell
●样品要求:
●液体:浓度>3mg/ml;体积>200ul;固体:质量>200ug
●样品纯度>90%;含盐量<3 0mM;分子量:一般要求大于1000Da
●常见影响测试情况:
1、蛋白质纯度不足
2、含盐量过高
3、蛋白质分子量太小,导致无法固定染色
计算方法
找出所有可解离基团,并注明它们各自的
pKa→假定它们在极低的pH下都处于非解离状态→逐步提高溶液的pH→可解离基团按照pKa从低到高的顺序依次释放出质子,即pKa越低的就越先释放出质子→写出所以可能的解离形式→找出
净电荷为0的形式→将净电荷为0形式两侧的pKa相加除于2。
参考值
蛋白质 等电点
鲱精蛋白[clupeine] 12.1
鲟精蛋白[sturline] 11.71
珠蛋白(人)[
globin(human)] 7.5
卵白蛋白[ovalbuin] 4.71; 4.59
伴清蛋白[conal bumin] 6.8;7.1
血清白蛋白[serum albumin] 4.7-4.9
γ1—
球蛋白(人)[γ1-globulin(human)] 5.8;6.6
γ2—球蛋白(人)[γ2-globulin(human)] 7.3;8.2
α-眼
晶体蛋白[α-crystallin] 4.8
β-眼晶体蛋白[β-crystallin] 6
花生球蛋白[arachin] 5.1
伴花生球蛋白[conarrachin] 3.9
γ-酪蛋白[γ-casein] 5.8-6.0
α-卵清
粘蛋白[α-ovo
mucoid] 3.
83-4.41
α1-粘蛋白[α1-
mucoprotein] 1.8-2.7
卵黄类粘蛋白[vitellomucoid] 5.5
尿促丄
性腺激素[urinary
gonadotropin] 3.2-3.3
血红蛋白(人)[hemoglobin(human)] 7.07
血红蛋白(鸡)[hemoglobin(hen)] 7.23
血红蛋白(马)[hemoglobin(
horse)] 6.92
蚯蚓血红蛋白[chlorocruorin] 5.6
血绿蛋白[chlorocruorin] 4.3-4.5
无脊椎血红蛋白[erythrocruorins] 4.6-6.2
细胞色素C[cytochrome C] 9.8
-10.1
β1-脂蛋白[β1-lipoprotein] 5.4
β-
卵黄脂磷蛋白[β-lipovitellin] 5.9
芜菁黄花
病毒[turnip yellow vvirus] 3.75
糜蛋白酶胰凝乳蛋白酶[chymotrypsin] 8.1
牛血清白蛋白[bovine serum albumin] 4.9
核糖核酸酶(牛胰)[ribonuclease或Rnase(bovine pancreas)] 7.8
胸腺核组蛋白[thymonucleohistone] 4左右