亚基的拆离、肽链降解和肽段的分离从蛋白质相对分子质量的测定和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果,可以知道蛋白质是否由多亚基组成。若末端分析只有单一的结果,说明分子由相同亚基组成,无需将亚基拆开、分离。反之,分子若有两种以上不同亚基组成,首先要将不同亚基之间的连接拆开,并进行分离提纯。提纯后的亚基肽链一般都是相对分子质量也比较大,需要将大的肽链降解成小的肽段,并将肽段提纯,然后才能正式开始顺序测序工作。 蛋白质由一条以上的肽链组成时,肽链间的结合可能是靠非共价键结合,也可能是靠共价键结合。在进行肽链顺序分析时,首先要将它们分离开来。
若多亚基间以非共价键连接,在温和条件下即可以拆离亚基,如改变溶液pH,将pH降低到3-4或升高到9-10;或者加入变性剂,如8mol/L 尿素或6mol/L盐酸胍等。
例如:血红蛋白经8mol/L脲处理后,α及β链可以得到分离;核酮糖二磷酸羧化酶在0.2mol/L巯基乙醇即1%SDS溶液中保温1小时,大小亚基便相互分开。 载人旅行箱
拆离后的亚基可以用凝胶过滤方法进行分离。
靠共价键结合的因此比较牢固须用特殊的化学作用使其破坏。最常见的是半胱氨酸残基经氧化作用而形
成胱氨酸残基,即二硫键结构。
1、过甲酸氧化法
优点:能将巯基和二硫键同时氧化成磺酸基,生成的磺酸基很稳定,肽链不再重新形成二硫键,便于肽链分离。
缺点:氧化过程中,同时将蛋黄酸的侧链氧化成亚砜,氨酸的侧链也遭破坏。
2、还原法
一般可使用过量巯基化合物,如β巯基乙醇。在室温或pH8-9条件下放置数小时,即可使二硫键还原成巯基。加入8mol/L尿素或6mol/L盐酸
胍使蛋白质变性。在这种情况下,还原剂才能有效地作用于暴露的二硫键。二硫键还原后,需要用巯基保护试剂,如碘乙酸,以防止其重新被氧化。
二、肽链的部分降解
由于氨基酸顺序测定多数采用Edman降解法,它一次能分析肽链长度约10余个氨基酸残基,所以分离得到的肽链如果太长,须将长的肽链断裂成易分析的较短的肽链。
肽链部分降解的方法要求选择性强、裂解点少、反应率高,一般采用化学裂解和酶解法。
1、化学裂解法
CNBr与肽链中Met侧链的硫醚基发生反应,生成环化的溴化亚氨内酯,此产物水解后,产生高丝氨酸内酯,使Met羧基端的肽键断裂。所以它只专一性切断肽链中由Met残基的羧基参加形成的肽键。由于大多 数Prot只含有很少的Met,因此CNBr裂解产生的肽段不多。这些肽段可以用胰蛋白酶处理使成更小的肽段。断裂反应在70%甲酸中进行,这样可以使卷曲的多肽链松散开来,以便暴露Met侧链,有利于和CNBr发生作用。
优点:产率高(可达85%),专一性强,切点少,故实际应用较多;缺点:多为大肽段。
2、酶解法
酶解法相对化学裂解法而言,有许多优点,如专一性强、裂解条件温和、副反应少等,再则蛋白水解酶对肽键的水解率很高,且不同蛋白水解酶对不同氨基酸形成的肽键水解专一性不同,故作用位点不同,水解所得片段大小也不一样,因此酶解法被广泛用于Prot的部分水解。酶有内切酶和外切酶,常用的内切酶有胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、嗜热菌蛋白酶等;而外切酶主要是羧肽酶和氨肽酶,
它们分别从肽链羧基端和氨基端水解。
密度天平
几种常用蛋白水解酶的作用位点
蛋白水解酶主要作用位点
胰蛋白酶Lys、Arg等碱性氨基酸的羧基端
芳香族氨基酸的羧基端
胰凝乳蛋白
酶
胃蛋白酶Phe、Trp、Leu、Ala等氨基酸的羧基端
梭菌蛋白酶Arg的羧基端
V8蛋白酶Asp、Glu等酸性氨基酸的羧基端
香仁夏露内肽酶Lys-
Lys的羧基端
C
3、羟胺裂解法
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羟胺(NH2OH)在pH9下能专一性地断裂-Asn-Gly-之间肽键,也能部分裂解-Asn-Leu-及-Asn-Ala-键,故专一性不是很强。在酸性条件下可以断裂-Asp-Pro-间的肽键,产率可达80%。
4、部分酸水解
一般认为酸水解没有什么专一性而被忽视,后来发现部分酸水解还是有一定的专一性。在稀酸的条件下,也即在高浓度胍的甲酸中
(pH2.5),可裂解-Asp-Pro-间的肽键,产率高达80-90%。在浓酸条件下,含羟基氨基酸氨基端肽键容易断裂。但是终究部分酸水解的专一性差,副反应多,此法比较难掌握。
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三、肽链的分离提纯
肽链经部分裂解得到肽片段必须分离提纯,才能进一步测定其氨基酸顺序。
喷淋洗眼器先采用凝胶过滤,得到不同相对分子质量的肽片段组分,同时也脱去了样品中的盐类。然后,肽片段组分可用离子交换层析进一步提纯,也可应用双相高压纸电泳和层析相结合的方法,HPLC或FPLC具有更高的分辨率。