理论教育 蛋白质浓度测定方法-分子生物学技术

蛋白质浓度测定方法-分子生物学技术

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:蛋白质浓度的测定是生物化学研究中最常用、最基本的分析方法。在一定范围内,其颜色的深浅与蛋白质浓度成正比,而与蛋白质分子量及氨基酸成分无关,故可用比色法来测定蛋白质含量。双缩脲法是测定蛋白质浓度的常用方法之一,操作简便、迅速、受蛋白质种类性质的影响较小,但灵敏度较差,而且特异性不高。在一定范围内,考马斯亮蓝蛋白质复合物呈青色,在595nm下,光密度与蛋白质含量成线性关系,可以用于蛋白质含量的测定。

蛋白质浓度测定方法-分子生物学技术

蛋白质浓度的测定是生物化学研究中最常用、最基本的分析方法。常用的经典方法包括凯氏定氮法(Kjeldah)、双缩脲法、Folin-酚试剂法(Lowry法)、紫外吸收法等,还有最近新兴的考马斯亮蓝(Bradford)法和二喹啉甲酸法(BCA法)。

这些方法各有千秋,凯氏定氮法操作相对复杂,但结果准确,往往以定氮法测定的蛋白质作为其他方法的标准蛋白质,但仅以氮含量标定蛋白质的含量也有可能受三聚氰胺等的干扰。双缩脲法虽然灵敏度差,但可用于无需十分精确的蛋白质快速测定。近年来,Bradford法和二喹啉甲酸法(BCA法)由于具有快捷、灵敏度高、干扰因素少等优点,应用越来越广泛。下面对各个方法的原理做简单介绍。

(一)凯氏定氮法

凯氏定氮法的原理为:每100g蛋白质含氮量16g。样品与浓硫酸共热,含氮有机物经消化分解产生氨,氨又与硫酸作用,形成硫酸铵。经强碱碱化使之分解放出氨,通过蒸气将氨蒸至酸液中,根据此酸液被中和的程度可计算样品的氮含量。

为了加速消化,可加入硫酸铜作催化剂,加入硫酸钾以提高溶液的沸点。收集氨可用硼酸溶液,滴定则用强酸。

计算所得结果为样品总氮量,如需求得样品中的蛋白含量,应将总氮量减去非蛋白氮。如需进一步求得样品中蛋白质的含量,用样品中的蛋白氮乘以6.25即可。

(二)双缩脲法

双缩脲(NH2CONHCONH2)在碱性溶液中与硫酸铜反应生成紫红色化合物,称为双缩脲反应,蛋白质分子中含有许多肽键(—CONH—),在碱性溶液中也能与Cu2+反应生成紫红色化合物。还具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键,或通过一个中间碳原子相连的肽键,这类化合物都有双缩脲反应。在一定范围内,其颜色的深浅与蛋白质浓度成正比,而与蛋白质分子量及氨基酸成分无关,故可用比色法来测定蛋白质含量。

双缩脲法是测定蛋白质浓度的常用方法之一,操作简便、迅速、受蛋白质种类性质的影响较小,但灵敏度较差,而且特异性不高。除了—CONH—有此反应外,—CONH2、—CH2NH2、—CS—NH2等基团也有此反应。

(三)紫外分光光度法

蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸及环状的结构可以产生π→π*跃迁,它们具有吸收紫外光的性质,其吸收高峰在280nm波长处,且在此波长内吸收峰的光密度值与其浓度成正比关系,因而不可作为蛋白质定量测定的依据,但由于各种蛋白质的酪氨酸和色氨酸的含量不同,故要准确定量必须要有待测蛋白质的纯品作为标准来比较,或者已经知道其消光系数作为参考。

三种氨基酸的近紫外吸收带(pH=6),丙氨酸的λmax=275,ε=200;酪氨酸的λmax=275,ε=1300;色氨酸的λmax=275,ε=5000。另外不少杂质在280nm波长下也有一定吸收能力,可能发生干扰,其中尤以核酸(嘌呤和嘧啶碱)的影响最为严重,核酸的最大吸收峰在260nm处,因此溶液中同时存在核酸时,必须同时测定OD260nm和OD280nm,然后根据两种波长的吸光度的比值,通过经验公式校正,以消除核酸的影响而推测出蛋白质的真实含量,其公式为:(www.daowen.com)

蛋白质浓度mg/mL=其中:纯的蛋白质=1.75

此种计算方法误差较大,若采用A280/A260的紫外吸收,则精确度大为提高,经多次定量分析比较,正负误差仅为2%左右,计算经验公式为:

蛋白质浓度mg/mL=A260/[27+120(A280/A260)]

本法操作简便迅速,且不消耗样品(可以回收),多用于纯化蛋白质的微量测定。主要缺点:当待测蛋白质与标准蛋白质中的酪氨酸与色氨酸含量差异较大时,则产生一定误差。

(四)考马斯亮蓝染色法

考马斯亮蓝结合法是近年来发展起来的蛋白质定量测定法,考马斯亮蓝能与蛋白质的疏水微区相结合,这种结合具有高敏感性,考马斯亮蓝G250的最大吸收峰在465nm,当它与蛋白质结合形成复合物时,其最大吸收峰变为595nm。

在一定范围内,考马斯亮蓝蛋白质复合物呈青色,在595nm下,光密度与蛋白质含量成线性关系,可以用于蛋白质含量的测定。此种方法更简单、快捷,灵敏度和准确性更高,目前已广泛应用。

(五)BCA检测法

BCA比色法是依据在碱性溶液中,蛋白质分子中的肽键与Cu+形成络合物,并将Cu2+还原为Cu+,Cu+与BCA形成稳定的深紫色复合物,于562nm处有最大吸收峰,其强度与蛋白质浓度成正比。此法最大的特点是抗干扰性强,BCA法的灵敏度与Folin-酚法相似。

(六)Folin-酚法

Folin-酚法的显色原理是根据双缩脲反应,蛋白质分子中的肽键(—CONH—)在碱性溶液中与Cu+形成化合物,在Cu+的催化下,磷钼酸被蛋白质中的芳香族氨基酸残基还原,产生深蓝色物质,其最大吸收峰在745~750nm处,在一定浓度范围内,吸光度与蛋白质中色氨酸与酪氨酸含量成正比。Folin-酚试剂可以强化双缩脲反应,提高了灵敏度。通常此法的测定范围在20~250μg,最低检测限度为5μg。

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