蛋白质溶液的膜结晶

摘要

膜蒸馏与结晶技术的耦合过程-膜结晶，作为一种新型的分离技术适应时代的需要应运而生。其基本的原理是通过膜蒸馏来脱除溶液中的水，浓缩溶液，使溶液达到过饱和并通过膜表面的诱导作用而形成晶体。与常规结晶技术相比，膜结晶具有过程可控、结晶诱导时间短、初始蛋白浓度低、成核难度低等优点。用膜结晶技术结晶蛋白质溶液可得到适合X-射线衍射分析的大分子蛋白质晶体，从而有利于了解蛋白质的生物活性或设计在病理学中有特殊靶点的新型药物，这对蛋白质与酶的科学研究有着重要的意义。本文用膜结晶技术对溶菌酶和卵清蛋白的结晶条件进行了实验研究。主要工作如下：
　　 1、在溶菌酶溶液膜结晶的实验研究过程中，在用静态膜结晶法考察结晶剂种类对溶菌酶膜结晶影响的基础上，用动态膜结晶法考察了结晶剂浓度、洗脱剂浓度、溶菌酶浓度、pH值、温度、洗脱液流速、添加剂种类及PEG类化合物作为添加剂对溶菌酶晶形和膜通量的影响，对结晶条件进行了优化，得到了质量较高的溶菌酶晶体。结果表明，溶菌酶浓度在20～30mg/mL、结晶剂NaCl浓度在4％～9％、洗脱剂MgCl2浓度在16％～25％、pH值在4.7～8.2、温度在15℃左右、洗脱剂的流速为0.521mL/min的条件下能够得到高质量的溶菌酶晶体，以NaCl作为结晶剂，加入PEG类化合物或酒石酸钠钾作为添加剂能够有效改善晶体的形状及大小；
　　 2、在卵清蛋白溶液膜结晶的实验研究过程中，用静态膜结晶法初步探索了不同溶剂、不同pH值、不同结晶剂种类及浓度、不同洗脱液浓度对卵清蛋白溶液膜结晶的影响。研究发现，以pH值7.3的磷酸盐缓冲溶液为溶剂、3％～5％的NaCl、(NH4)2SO4或3％～7％的PEG6000、PEG4000作为结晶剂、洗脱剂的浓度在15％～25％的范围内、温度为15℃左右的条件下能够得到形状较好的卵清蛋白晶体。
　　 膜结晶方法作为一种不同于常规结晶方法的新结晶方法，用它作蛋白质结晶的研究，为高质量的生物大分子晶体的制备提供了一种新的有效手段。

目录

文摘

英文文摘

学位论文数据集

主要符号说明

前言

第一章 文献综述

1.1 膜结晶的概念及原理

1.2 膜结晶方法

1.2.1 静态膜结晶法

1.2.2 动态膜结晶法

1.3 膜结晶用膜

1.4 膜结晶技术研究的历史、现状和发展前景

1.4.1 膜结晶技术研究的历史

1.4.2 膜结晶技术研究的现状

1.4.3 膜结晶技术研究的发展前景

1.5 膜结晶机理及理论方面的研究

1.5.1 蛋白质结晶机理的研究

1.5.2 膜结晶过程中膜通量模型的研究

1.5.3 蛋白质成核及晶体生长方面的理论

1.6 膜结晶过程及其影响因素

1.6.1 膜结晶的基本过程

1.6.2 晶体的观测方法

1.6.3 膜结晶过程的影响因素

1.7 膜结晶的优点

1.7.1 其他常用膜结晶方法

1.7.2 与常规结晶方法相比，膜结晶的优点

1.8 本论文工作的提出

第二章 溶菌酶溶液的膜结晶

2.1 试剂及材料

2.1.1 实验用的试剂

2.1.2 实验用的材料

2.2 实验用的仪器

2.3 膜结晶装置及方法

2.3.1 静态膜结晶装置及方法

2.3.2 动态膜结晶的装置及方法

2.4 溶菌酶溶液的膜结晶实验方案

2.5 理论部分

2.5.1 膜通量理论

2.5.2 浑浊度理论

2.6 膜通量的测定

2.7 实验结果与讨论

2.7.1 不同结晶剂对溶菌酶膜结晶影响的初步研究

2.7.2 结晶剂NaCl浓度对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.3 洗脱剂浓度对溶菌酶膜结晶的影

2.7.4 溶菌酶浓度对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.5 pH值对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.6 温度对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.7 洗脱液流速对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.8 添加剂对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.9 PEG类作为添加剂对溶菌酶膜结晶的影响

2.7.10 结晶诱导时间的测定

2.7.11 晶体的尺寸分布

2.7.12 溶菌酶晶体的红外鉴

2.8 溶菌酶晶体的照片

2.8.1 静态膜结晶下部分溶菌酶的显微镜照片（×250倍）

2.8.2 部分溶菌酶的动态膜结晶显微镜照片（×250倍）

2.9 本章小结

第三章 卵清蛋白溶液的膜结晶

3.1 试剂及材料

3.1.1 实验用的试剂

3.1.2 实验用的材料

3.2 实验用的仪器

3.3 膜结晶装置及方法

3.3.1 静态膜结晶装置及方法

3.3.2 动态膜结晶的装置及方法

3.4 卵清蛋白溶液的膜结晶实验方案

3.5 膜通量的测定

3.6 结果与讨论

3.6.1 溶剂对卵清蛋白溶液膜结晶的影响

3.6.2 pH值对卵清蛋白溶液膜结晶的影响

3.6.3 结晶剂对卵清蛋白溶液膜结晶的影响

3.6.4 结晶剂浓度对卵清蛋白溶液膜结晶的影响

3.6.5 洗脱剂浓度对卵清蛋白溶液膜结晶的影响

3.6.6 卵清蛋白溶液的动态膜结晶

3.6.7 IR波谱分析

3.7 本章小结

3.8 卵清蛋白晶体照片（×320倍）

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介

北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书