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《固定化金屬螯合親和層析技術(shù)研究進展》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、該論文是從以下網(wǎng)址獲?。篽ttp://www.hxtb.org/col/1999/c99130.htmProgressofImmobilizedMetal-chelateAffinityChromatographyWeiQiBaoShixiang#YaoRuhua(SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences,Haikou571101)AbstractThematrix,ligands,activatio
2、n,couplingandelutiontechniquesofimmobilizedmetal-chelatedaffinitychromatography(IMAC)werediscussedandthecharacteristicofIMACwithotheraffinitychromatographieswerecompared,thentherecentdevelopmentandapplicationofIMACwerereviewed,atlastthemathematicalmodelswerepresented.Keywor
3、dsImmobilizedmetal-chelatedaffinitychromatography,affinitychromatography,metalchelate摘要本文介紹了固定化金屬螯合親和層析(IMAC)技術(shù)的發(fā)展簡史,IMAC的基本原理、基質(zhì)、配基、活化與偶聯(lián)、洗脫方法,對IMAC的優(yōu)劣做了比較和評價,最后介紹了IMAC的最新應(yīng)用及理論模型研究進展。關(guān)鍵詞親和層析親和色譜金屬螯合物固定化金屬螯合親和層析技術(shù)研究進展*魏琪鮑時翔**#姚汝華(華南理工大學生物工程系廣州510641#中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院???71101)???生命科
4、學和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展需要更加高效、可靠的生物大分子分離純化方法。六十年代出現(xiàn)的利用生物分子間專一、可逆的特異親和作用的親和層析技術(shù)極大地推動了生物大分子分離純化工藝的發(fā)展[1]。在生物技術(shù)制取蛋白質(zhì)的多級純化過程中,高效液相色譜被指定為一個必須步驟,親和色譜(亦即親和層析)的選擇性和特異性是其它任何技術(shù)都無法比擬的。???1975年,Poroth首次提出“固定化金屬螯合親和層析(ImmobilizedMetal-ChelatedAffinityChromatography)”的概念[2],首次成功地在瓊脂糖上偶聯(lián)了螯合劑亞氨基二乙酸(IDA
5、)鈉。IDA的鈉鹽與金屬離子如Cu++螯合后,可與生物分子如蛋白質(zhì)結(jié)合,不同的蛋白質(zhì)與金屬離子結(jié)合力不同,從而將蛋白質(zhì)分離。后來的研究表明經(jīng)固定的金屬離子不僅與基質(zhì)以螯合形式結(jié)合,還可以離子鍵、共價鍵形式結(jié)合,或分散在固體基質(zhì)中以膠體狀存在。1983年P(guān)oroth把凡是固定在基質(zhì)上的金屬(不管是否以離子狀態(tài)存在)與溶質(zhì)的親和作用定義為“固定化金屬親和層析(IMAC)”[3]。1基本原理???過度金屬離子能與電子供體氮、硫、氧等原子以配位鍵結(jié)合,金屬離子上剩余的空軌道是電子供體的配位點,在溶液中被水分子或陰離子占據(jù)。當?shù)鞍踪|(zhì)表面氨基酸殘基與金屬
6、離子的結(jié)合力比它們更強時,則蛋白質(zhì)取代它們金屬離子形成復合物,從而使生物分子被吸附。根據(jù)軟硬酸堿理論,Cu++、Fe+++、Co++、Zn++、Ni++等為交界酸,易與組氨酸、色氨酸上的交界堿氧原子和半胱氨酸上軟堿硫原子配位結(jié)合,而Ca++、Mg++等硬酸則易與磷?;被嵘系挠矇A磷原子配位結(jié)合。由于蛋白質(zhì)表面這些氨基酸的種類、數(shù)量、位置和空間構(gòu)象不同,因而與金屬螯和物的親和力大小不同,從而可選擇性地加以分離純化。???組氨酸和色氨酸最易與金屬離子結(jié)合,因此是金屬螯合親和層析中的活性基團。組氨酸上有α-氨基、羧基和活性側(cè)鏈基團咪唑基,它可以由
7、α-氨基和羧基與金屬離子形成五元環(huán),也可由α-氨基和咪唑基與金屬離子形成六元環(huán),還可由羧基和咪唑基與金屬離子形成七元環(huán)。半胱氨酸分子側(cè)鏈上的硫原子也可與金屬離子形成共價鍵[4]。???生物分子與金屬離子間的結(jié)合強度與它們的軌道重疊程度有關(guān),結(jié)合作用可分為3種:???(1)靜電吸引:修飾后的基質(zhì)帶有凈負電荷,它可吸附分離表面氨基酸殘基帶正電荷的蛋白質(zhì)。???(2)配位鍵結(jié)合:蛋白質(zhì)表面的組氨酸、色氨酸、半胱氨酸等殘基上有咪唑基,其氮原子上的未公用電子對與固定化金屬離子形成配位鍵。???(3)共價鍵結(jié)合:固定化金屬離子與蛋白質(zhì)表面含硫基團作用形成
8、共價鍵。2基質(zhì)???理想的基質(zhì)(載體、固定相)應(yīng)具有高度特異性(表面電荷總量接近為零)、高度親水性(無疏水作用位點)、足夠多可利用的化學基團、適當?shù)谋砻娣e和孔徑、較