实验六 蛋白质的沉淀反应
当维持蛋白质胶体溶液的稳定因素(水化层和电荷)遭受破坏时,蛋白质即沉淀析出。若系非变性沉淀,例如加入中性盐或在低温下加入有机溶剂脱水,则除去沉淀剂,蛋白质仍可溶解,此即可逆的沉淀。若系变性沉淀,例如加入重金属盐类、沉淀生物碱的试剂或加热,则沉淀不易除去,沉淀常不能再溶解,此即不可逆的沉淀反应。
(一)蛋白质的盐析
【原理】
当蛋白质溶于中性盐(硫酸铵、硫酸镁、氯化钠等)时则蛋白质沉淀析出,称为盐析作用。盐析作用包括两种过程:①大量电解质破坏了蛋白质的水化层从而出现沉淀。②电解质中和了蛋白质分子所带的电荷而沉淀。
中性盐能否沉淀各种蛋白质常决定于中性盐的浓度、蛋白质的种类、溶液的pH值,以及蛋白质的胶体颗粒。颗粒大者比颗粒小者容易沉淀,如球蛋白多在半饱和的硫酸铵溶液中析出,而清蛋白则常在饱和的硫酸铵溶液中析出。
【操作】
(1)取5mL鸡蛋白溶液于中试管中,加入等量饱和硫酸铵溶液,混匀,静置20分钟后,则球蛋白全部析出。
(2)过滤、收集透明滤液,滤液中含有清蛋白。若滤液混浊,须重复过滤至透明为止。
(3)取1mL清滤液加固体硫酸铵约0.5g使达饱和,边加边振摇至溶液出现浑浊。再向浑浊液(不含硫酸铵结晶颗粒)加1.5~2.0mL水,观察结果。
【试剂】
(1)1∶10鸡蛋白溶液。
(2)饱和硫酸铵溶液,称取377g硫酸铵溶于500mL 20℃的水中。硫酸铵在20℃的水中溶解度为754g/L水。配制时须称取稍过量的硫酸铵使溶液中有若干固体存在,同时可加热助溶。
(3)固体硫酸铵。
(二)重金属盐类沉淀蛋白质
【原理】
蛋白质在碱性溶液中,带有较多的负电荷,当它与带正电荷的重金属离子结合时即生成不溶解的沉淀。
重金属盐类沉淀蛋白质能引起蛋白质变性,而中性盐类即使加入量很多也不致改变蛋白质原来的性质。
【操作】
取试管1支,加入1∶10鸡蛋白溶液1mL及0.5%NaOH溶液1滴混匀,再加入0.5%硫酸锌溶液6滴,观察结果。
【试剂】
(1)1∶10鸡蛋白溶液。
(2)0.5%NaOH溶液。
(3)0.5%硫酸锌溶液。
(三)沉淀生物碱的试剂沉淀蛋白质
【原理】
蛋白质溶液的pH值小于等电点时,蛋白质分子带较多的正电荷,它能与沉淀生物碱的试剂中的负离子结合而沉淀。
此沉淀常可在碱性溶液中再溶解。属于沉淀生物碱的试剂有钨酸、苦味酸、鞣酸等。
【操作】
(1)取1支试管,加入1∶10鸡蛋白溶液1mL,10%HCl 1滴,混匀,再加入10%磺基水杨酸溶液2滴。
(2)另取1支试管,加入1∶10鸡蛋白溶液1mL及10%NaOH溶液数滴,再加入10%磺基水杨酸溶液2滴。
比较两管溶液的变化。
【试剂】
(1)1∶10鸡蛋白溶液。
(2)10%HCl溶液。
(3)10%NaOH溶液。
(4)10%磺基水杨酸溶液。
(四)加热沉淀蛋白质
【原理】
由于温度升高,破坏了蛋白质分子内部的化学键会引起蛋白质变性,因此几乎所有蛋白质都可因加热而凝固。
蛋白质在其等电点时不带电荷,或带等量的正负电荷,此时若温度升高则容易出现沉淀。在酸性或碱性溶液中,蛋白质分子带有正或负电荷,较为稳定。如过酸或过碱则易变性,此时若温度升高,虽变性却并不沉淀。在冷却后,加酸或加碱调节pH值达蛋白质的等电点时,则有沉淀析出。
【操作】
(1)取4支试管,编号,按表2-6-1加入试剂。
表2-6-1
(2)将4支试管同时放在沸水浴中加热,观察并记录各管蛋白质出现的现象,解释变化原因。
(3)取出试管,冷却后于第3管中慢慢滴入10%NaOH溶液,并观察现象。
(4)向第4管中慢慢滴入10%醋酸,并观察现象。
【试剂】
(1)1∶10鸡蛋白溶液。
(2)1%醋酸。
(3)10%醋酸。
(4)10%NaOH溶液。
(五)尿蛋白的定性检查
【原理】
尿蛋白遇热凝固变性,呈白色浑浊,加乙酸使至蛋白质的等电点,即可除去磷酸盐或碳酸盐所形成的白色浑浊。正常人尿蛋白甚微,平均每日30~75mg,一般方法不易检出。
【操作】
(1)取小试管4支,标号,分别加入1∶10鸡蛋白溶液、自己尿液以及待检尿液1及2到试管内约2/3处。
(2)手执试管底部,使火焰加热于液柱上段至沸,如有蛋白质,即可看到白色沉淀,如蛋白质较多,可发生凝固。此时再滴入1%醋酸2~3滴,若沉淀消失,表示沉淀物质是磷酸盐,如沉淀不消失,反而更明显,则表示尿中有蛋白质。有时,煮沸后虽不浑浊,但加酸后浑浊出现,也表示管中有蛋白质。
上述方法既是尿蛋白定性也是半定量的方法之一。可按表2-6-2粗略估计尿中蛋白质含量。
表2-6-2
【试剂】
(1)1∶10鸡蛋白溶液。
(2)1%(V/V)醋酸溶液(取冰醋酸1mL加水至100mL)。
(3)蛋白尿(配制两种浓度不同的蛋白尿为待检尿)。