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常见5种蛋白质中氨基酸的分析实验

2018.11.30

  在生命科学的基础研究中,分离、提纯蛋白质是重要而繁锁的工作。生物体中各种蛋白质的氨基酸组成(或构筑)不尽相同。鉴定纯蛋白的最基本方法之一是测定其氨基酸的组分及含量。几年来,我们对一些蛋白质样品(达电泳纯)进行氨基酸分析,为鉴定蛋白质的结构与纯度提供了一项指标。有些蛋白质是国内首次提取或报道。现将其中几种介绍如下。

  材料与方法

  一、蛋白质样品 S一10.蛋白、GFAP由本室提得,SOD由生化教研室提得,胶原111由附一院传染病研究室提得,铁蛋自由血液研究室提得。

  二、水解方法 蛋白样品约Zmg,5.7mol/L盐酸2ml中加入琉基乙酸和10帕苯酚各10川,抽真空10min,封管,110℃水解20h,处理后分板

  三、分析方法 使用日立835氨基酸分析仪 KDN系列定氮仪 配置紫金n微机,标准蛋白水解物分析程序,定性定量17种蛋白组分氨基酸。胶原使用生理体液分析系统测定。

  四、作图 使用紫金11微机,自编程序,标准图谱从中心点出发,长度代表氨基酸mol帕。图上半部为极性氨基酸(右上半酸性,左上半为碱性);图下半部分为疏水性氨基酸。色氨酸、胧氨酸另计。

  结果与谈论

  鉴定蛋白质的性质与纯度,需要分析氨基酸的组成及含量。氨基酸分析定量准确程度与蛋白质的水解条件至关重要。我们在双蒸水与优级纯盐酸共沸而蒸得的5.7mol/L盐酸水解浪中加入适量苯酚和琉基乙酸,能有效防止酪氨酸、甲硫氨酸等易氧化组分的破坏[l'.氨基酸分析也是探讨蛋白质结构与功能关系的途径之一。本文所提蛋白质中,S一100蛋白、胶质纤维酸性蛋白提自牛脑组织,超氧化物歧化酶提自猪血,胶原提自牛软骨,铁蛋白分别提自人和马的脾脏组织。这些关系各器官功能的活性蛋白质,氨基酸组成各有其特点。将分析数据输入电脑,用自编程序,可以按标准模式绘制出各蛋白质的氨基酸组成的特征图像,便于鉴别。

  1、S一100蛋白(MWx6000)为脑组织中的一种高度酸性蛋白质,曾被认为是胶质细胞的一种标记蛋白,后在其他组织也有少量发现,有人推测其与记忆有关。s一100蛋白可用于神经元细胞和胶质细胞实验分离的鉴测,脑肿瘤病理学鉴别诊断,以及神经肿瘤细胞体外培养系的鉴定等。其氨基酸组成的特点是富含酸性分子而不含脯氨酸。氨基酸特征图中,如果我们可以把整个分子看作一片树叶状的话,各组分则成为树叶的叶脉,各组分间的连线看作树叶叶缘,缘各组分中几个主要氨基酸构成1片叶子中的几个叶瓣。S-100图右上角含量最高的谷氨酸成为突出的一叶尖,由于不含脯氨酸,整片叶子就有开裂之感。甘氨酸、丙氨酸、撷氨酸含量接近,形成右下部扇形一叶瓣,门冬、谷、亮,赖等氨基酸形成的叶瓣窄而长,由于相邻组分含量低,各叶瓣的叉口几乎至圆心。

  2、胶质纤维酸性蛋白(简称GFAP,MW54000)是神经组织星形细胞中丝纤维的主要成分,也是星形细胞的标记蛋白。免疫组化分析显示仅星形细胞、星形细胞瘤、室管膜瘤呈阳性反应,与外周神经及器官和其他组织不反应。由于特异性强,分离GFAP,并用其制备抗体作免疫组化分析,可鉴别诊断颅内肿瘤。GFAP含通常的17种组分,以酸性氨基酸为主,谷氨酸、门冬氨酸含量最丰,甲硫氨酸含量甚微。GFAP特征图中,可视谷氨酸为中间,门冬氨酸、丙氨酸在两侧的三瓣叶,而含量较高的亮氨酸似为一叶柄,门冬氨酸、丙氨酸含量接近,形成对称性两叶瓣。

  3、超氧化物歧化酸(简称sOD,MW34000)是各种生物体中的一种主要抗氧化酶。本院生化教研室提取的Zn一CuSOD含较多甘氨酸,几乎不含甲硫氨酸。特征图形似两片树叶重合,门冬氨酸、赖氨酸、亮氨酸组成1片叶子的三瓣,而谷氨酸、甘氨酸、领氨酸为另一叶三瓣,因分子几乎不含甲硫氨酸,在颧氨酸和异亮氨酸间形成缺口,似两片叶子的结合部。

  4、胶原(MW3o000)是胶原纤维的主要蛋白质。提纯胶原有助于肝脏纤维化的研究。传染科提纯的胶原为IH型。其氨基组成有2个特征,一是含有其他机体蛋白很少有的经脯氨酸(约10肠)和经赖氦酸(约2肠)。一般讲,脯氨酸和经脯氨酸含量越高,蛋白分子对热或化学变性作用的抵抗力越强。二是甘氨酸含量几乎占总量的1/3.由此推测胶原分子中每隔2个其它氨基酸残基即连接l个甘氨酸残基。胶原的这种特有的氨基酸结构与排列,使其与一般蛋白质不同,具有很强的韧性与拉力,以保证结缔组织的功能。胶原的形状特征与众不同,由于以甘氨酸为主,其余组分较少,故似一披针形的单瓣叶,其极性度也大大低于其他蛋白。

  5、铁蛋白(MW45000)是由24个亚基组成、含铁约20肠的大分子蛋白质。我院血液室为研究血液病提纯的人脾铁蛋白与马脾铁蛋白,在氨基酸组成上不尽相同。但都含有通常的17种氨基酸组分,各组分含量相对较均匀,因而其构筑图形上没有大的缺口。


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