蛋白質水力學直徑和滲透第二維里系數(shù)測定及應用.pdf

1、隨著生物技術產業(yè)的快速發(fā)展,對下游分離純化過程提出了越來越高的要求.采用有效的表征手段,準確、快速、實時地測定蛋白質分子的相關性質,如分子量、分子大小、表面電荷特性、分子間相互作用等參數(shù),可以為下游過程的優(yōu)化和設計提供有益的指導.水力學直徑是溶液中膠體顆粒大小的表征參數(shù),滲透第二維里系數(shù)是稀溶液中大分子間相互作用強度的關鍵參數(shù),現(xiàn)代測量技術的發(fā)展已經使納米尺度的水力學直徑和滲透第二維里系數(shù)的快速分析成為可能.本論文使用新型的Zetasi

2、zer Nano ZS儀器,實現(xiàn)蛋白質的水力學直徑和滲透第二維里系數(shù)的測定,考察pH、離子濃度、離子種類、表面活性劑等影響.在此基礎上,研究蛋白變性過程中水力學直徑變化,了解蛋白變性機理;并把滲透第二維里系數(shù)引入到蛋白沉淀分離中,考察蛋白溶解度與滲透第二維里系數(shù)的相關性,關聯(lián)宏觀的溶解行為與微觀的分子相互作用. 論文主要分為五個部分. 第一部分綜述了水力學直徑和滲透第二維里系數(shù),以及在蛋白質研究中的應用,提出了本文的研究

3、思路:針對目前蛋白質物性數(shù)據缺乏以及常規(guī)測量方法的局限性,選擇光散射法考察蛋白分子的水力學直徑和滲透第二維里系數(shù),研究溶液條件的影響,并分別應用于蛋白變性過程和沉淀分離的研究. 第二部分--蛋白質水力學直徑.以牛血清白蛋白(BSA)為模型蛋白質,考察了pH、離子強度及表面活性劑等對蛋白質水力學直徑的影響,證實了水力學直徑作為蛋白分子大小表征參數(shù)的可行性. 第三部分--蛋白質變性過程的水力學直徑變化.考察熱變性和脲變性過程

4、,實時跟蹤蛋白變性過程中水力學直徑的變化,考察了溫度、pH、鹽、表面活性劑、脲、二硫蘇糖醇(DTT)等對蛋白質變性的影響,證實了變性過程是一個構象漸變的過程. 第四部分--蛋白質滲透第二維里系數(shù).以BSA為模型蛋白質,考察了pH、離子強度及溫度等對蛋白質滲透第二維里系數(shù)的影響,證實了滲透第二維里系數(shù)作為溶液中蛋白分子相互作用強度表征參數(shù)的可行性. 第五部分--蛋白溶解度與滲透第二維里系數(shù)的關聯(lián).考察了聚乙二醇沉淀BSA過

5、程,發(fā)現(xiàn)溶解度與滲透第二維里系數(shù)間呈現(xiàn)良好的線性關系,把宏觀的蛋白質沉淀現(xiàn)象與表征微觀分子相互作用的滲透第二維里系數(shù)關聯(lián)起來. 本論文采用合適的粒度分析儀器--Zetasizer Nano ZS,成功測定了蛋白質的水力學直徑和滲透第二維里系數(shù),考察了系列因素的影響,證實了方法的可靠性和實用性,并分別應用于蛋白質變性和沉淀分離過程研究.結果表明,蛋白質相關物性數(shù)據的準確測定,有助于深入了解蛋白質過程.本論文僅以BSA為模型蛋白,更