Bài giảng Công nghệ protein – enzyme: Chương 2

Bài giảng Công nghệ protein – enzyme - Chương 2: Các phương pháp thu nhận protein, trình bày về nhiệt độ, nồng độ proton, tác nhân hóa học, phá vỡ tế bào, tách enzyme. Đây là tài liệu học tập và tham khảo bổ ích dành cho sinh viên ngành Công nghệ sinh học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ protein – enzyme: Chương 2Các phương pháp thu nhận proteinCác phương pháp chiết rút và tinh sạch protein đều dựa trên những tính chất hóa lý của protein như độ tích điện, kích thước phân tử, độ hòa tan... của protein cầnchiết rút. Nhiều protein còn liên kết với các phân tử sinh học khác nên việc chiết rút các protein này còn phụ thuộc vào bản chất của các liên kết. Muốn thu nhận được các protein nguyên thể tức là protein có tất cả tính chất tự nhiên đặc trưng của nó, cần sử dụng các biện pháp khác nhau. 1 Nhiệt độĐể tách các protein khác nhau dựa trên kết tủa củachúng, người ta có thể sử dụng phương pháp biến tínhchọn lọc nhờ tác dụng của nhiệt. Một điều cần lưu ý làchỉ nên dùng đối với trường hợp các protein enzyme bềnvới nhiệt. Dịch protein enzyme được giữ ở 50 - 700Ctrong thời gian xác định, sau đó protein tạp đã bị biếntính được loại bỏ bằng cách lọc hoặc ly tâm. Như vậy,dịch chiết protein thô bền với nhiệt có thể được thunhận bằng cách cho kết tủa không thuận nghịch phầnlớn các protein tạp. 2 Nhiệt độĐể thu nhận chế phẩm protein theo phươngpháp kết tủa thuận nghịch bằng các muối trungtính, cần tiến hành ở nhiệt độ thấp, đối với dungmôi hữu cơ cần tiến hành ở nhiệt độ dưới 00Ctránh biến tính đặc biệt là protein enzyme. . 3 Nồng độ proton (pH)Protein là các chất lưỡng tính, vì vậy, trong cácdung dịch acid và kiềm chúng sẽ bị phân ly nhưsau: KiềmProtein - COOH Protein - COO- + H+ acid acid Protein - NH2 Protein - NH3+ Kiềm. 4 Nồng độ proton (pH)Do các acid amin trong chuỗi polypeptide còn tồn tạinhiều nhóm chức tự do dưới dạng các ion hóa là nguyênnhân tạo ra tính đa điện của protein. Phân tử protein rấtdài nên nhóm ion tự do tận cùng của chuỗi polypeptidekhông đáng kể, chủ yếu các nhóm chức tự do khác củachuỗi bên (R) quyết định tính chất tích điện của phân tửprotein (nhóm cacboxyl của amino acid, OH củaTyrosine, - NH2 của lysine, guamidin của Arginine,inidazol của histidine)Mức độ ion hóa của các nhóm này phụ thuộc vào giá trịpH. Các nhóm acid ở dạng anion trong môi trường kiềm,các nhóm kiềm tồn tại ở dạng cation trong môi trườngacid 5 Nồng độ proton (pH) ở một giá trị pH xác định, mỗi phân tử protein có một điện tích tổng số nào đấy mà độ lớn của nó phụ thuộcvào số lượng các nhóm tích điện dương và tích điện âm. Kết quả là ở giá trị nồng độ ion hydro cố định, các protein khác nhau trong hỗn hợp sẽ có tổng điện tích khác nhau. Nhiều phương pháp dùng để tách các hỗn hợp protein đều dựa vào đặc tính này. Các phân tử protein mang điện tích tổng số (dương hoặc âm) cùng dấu đẩy nhau ra xa nên dễ tan vào dung dịch. Mỗi mộtprotein có một giá trị pH nhất định mà ở đó tổng số điện tích âm và điện tích dương trong phân tử bằng không. Giá trị đó gọi là điểm đẳng điện của protein. 6 Nồng độ proton (pH) Điểm đẳng điện của các acid amin trung tính có giá trị pH từ 5,6 - 7,0; đối với các acid amin có tính acid (dicarboxylic) là từ 3,0 - 3,2; đối với các acid amin cótính kiềm (diamino) là từ 9,7 - 10,8. Ở điểm đẳng điện, độ hòa tan của protein là thấp nhất, protein dễ bị kết tủa. Dựa vào tính chất này, người ta có thể tách từng phần các protein enzyme trong hỗn hợp. 7 Nồng độ proton (pH) Điểm đẳng điện của các acid amin trung tính có giá trị pH từ 5,6 - 7,0; đối với các acid amin có tính acid (dicarboxylic) là từ 3,0 - 3,2; đối với các acid amin cótính kiềm (diamino) là từ 9,7 - 10,8. Ở điểm đẳng điện, độ hòa tan của protein là thấp nhất, protein dễ bị kết tủa. Dựa vào tính chất này, người ta có thể tách từng phần các protein enzyme trong hỗn hợp. 8 Nồng độ proton (pH) giống như trường hợp tác dụng của nhiệt độ trong việc tách chiết protein, có thể dùng phương pháp biến tính chọn lọc nhờ tác dụng của pH của môi trường. Dịch protein enzyme được giữ ở pH 5 trong thời gian xác định. Protein tạp bị biến tính cũng được loại bỏ bằng cách lọc hoặc ly tâm. Ví dụ citochrom C cũng tan trongacid trichloracetic trong khi đó acid này làm kết tủa phần lớn protein. Như vậy các protein bền với acid có thể được tách chiết bằng cách này. 9 Tác nhân hóa họcCó thể dùng muối trung tính hoặc các dung môi hữu cơ để tách chiết các ...