Q:阴离子层析是如何实现蛋白纯化的?
阴离子交换层析基于填料电荷选择性,使带负电的目标蛋白结合带正电填料,中性或带正电分子随流穿液去除。上样后先用低盐缓冲液洗去弱结合杂质,再以高盐或pH梯度洗脱,按盐敏感性差异分段收集,前峰与后峰弃去、主峰收目标蛋白。常规流程包括平衡、上样、洗涤、洗脱及再生/保存。
A:膜过滤是基于膜的选择性,在压力驱动下,通过机械筛分等机制实现让溶剂和小分子通过,而把目标蛋白截留下来,从而实现蛋白溶液的初步纯化。
阴离子交换层析是基于填料的电荷选择性,去除与目标蛋白带电性质不同的分子。
Part 01结合洗脱去除杂质
1) 结合过程
阴离子交换层析填料就像一排带正电的“插座”,目标蛋白分子像带负电的插头,目标分子和填料基于电荷进行结合。
1.1中性分子、带正电分子不与填料结合,随上样液/流穿液走掉;
1.2带少量负电或构象暴露电荷少的杂蛋白,可能结合很弱,上样过程和随后低盐洗涤时也会走掉。
2) 洗脱过程
缓冲盐溶液中在冲洗填料的过程中,会将与填料结合的目标蛋白分子洗脱下来。
2.1低盐缓冲液洗涤/洗脱:上样后用低盐缓冲液冲,像把只轻轻搭在插座上的插头先碰掉,去掉的是弱结合杂质、非特异吸附的一部分杂蛋白等
2.2高盐缓冲液洗脱:高盐溶液的阴离子会去抢正电结合位点,从而将结合较强的杂质洗脱下来
不同蛋白对盐的敏感性不一样:
结合弱的杂质,低盐就先洗涤/洗脱下来;
目标蛋白,在某个盐浓度窗口下来;
结合更强的杂质,需要更高盐浓度,落在后段或洗脱液里
基于蛋白分子的性质,选择合适浓度的洗脱溶液和选择洗脱方式(梯度洗脱,等度洗脱,阶段洗脱),并对洗脱液进行分段收集,前峰丢掉、主峰收目标蛋白、后峰丢掉,通过这种“切窗”的方式去除洗脱杂质,收集目标蛋白,实现蛋白纯化。
Part02 常规阴离子层析过程
1)平衡
用低盐缓冲液把柱内反离子换成目标环境,调节好 pH、电导。
2)上样
目标带足够负电就会被结合不带电或带正电的分子流穿出去,实现纯化的效果
3)洗涤
低盐洗掉弱结合杂质,减少非特异吸附,实现纯化的效果
4)洗脱
逐步升高缓冲液等离子强度,或用 pH 梯度降低目标负电荷,使结合力弱的先下来、强的后下来,通过“切窗”的方式 收集目标蛋白,实现纯化的效果
5)再生/保存
高盐、稀碱或清洗液恢复柱容量并抑菌。
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