主题：【讨论】蛋白质分子量测定

葡聚糖凝胶（Sephadex）过滤法测定蛋白质分子量的原理，主要是依据这种凝胶具有分子筛作用，一定型号的凝胶具有大体上一定大小的孔径。在一定的凝胶柱内，凝胶孔隙所占的体积称为内水容积Vi，凝胶颗粒间的自由空间所占的体积称为外水容积V0。当样品流经凝胶柱时，大于孔隙的大分子完全不滲入到凝胶内部，只需V0体积的洗脱液便可将其由一端洗脱到另一端；相反，如果样品体积小于孔隙，则需要V0＋Vi体积的洗脱液，才能将它们由一端洗脱到另一端。中等分子（分子大小在上述两种极限之间）所需洗脱液体积介于两者之间，Ve＝V0＋KdVi（0<Kd<1）。

Kd为分配系数，它表示一种物质在孔隙内的滲透程度，相当于这种物质在孔隙内所占体积和孔隙总体积的比值。


如果假定蛋白质分子近于球形，同时没有显著的水合作用，则不同大小分子量的蛋白质，进入凝胶筛孔的程度不同，其洗脱体积决定于分子大小。当蛋白质分子量在10000～15000时，蛋白质在葡聚糖凝胶柱上层析的洗脱体积和分子量的对数呈直线关系。若用已知分子量的标准蛋白质在一定型号葡聚糖凝胶柱上层析，精确测其洗脱体积，并以洗脱体积Ve对分子量的对数logMW作图，可获得一条标准曲线。未知分子量的蛋白质在相同条件下层析，根据其洗脱体积即可在标准曲线上求得分子量。


缺点是柱子成本比较高，而且整个实验过程耗时很长。


具体实验方法


蛋白质分子量测定凝胶过滤

SDS-PAGE 是目前蛋白质分子量测定中使用最广泛的方法，实验成本较低，仪器设备也相对很简单，一套电泳装置即可。一般涉及到蛋白质纯化的实验室基本都具备。但是精确程度相对较低，好的电泳图谱需要一定的技术。


SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的分子量

[原理]

十二烷基硫酸钠（Sodium dodecyl sulfate, 简称SDS）-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的分子量，是六十年代末Weber和Osborn在Shapiro等人在实验基础上发展起来的一项新技术。用这种方法测定蛋白质的分子量具有快速灵便，设备简单等优点。

蛋白质的电泳迁移率在一般的电泳方法中，主要取决于它在某PH下所带的净电荷量、分子大小（即分子量）和形状的差异性，而SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对大多数蛋白质，主要取决于它们的分子量，与原有的电荷量和形状无关。

SDS是一种阴离子表面活性剂，在一定的条件下，它能打开蛋白质氢键和疏水键，并按比例地结合到这些蛋白质分子上形成带负电荷的蛋白质-SDS复合物，每克蛋白质一般结合1.4克SDS。SDS与蛋白质的定比结合使蛋白质-SDS复合物均带上相同的负电荷，其量远远超过蛋白质原有的电荷量，因而掩盖了蛋白质间原有的电荷差异。在水溶液中，蛋白质-SDS复合物具有相同的构象，近似雪茄烟形的长椭园棒（短轴均为1.8nm，长轴则随蛋白质的分子量成正比变化），克服了蛋白质间原有的形状差异。这样蛋白质-SDS复合物在凝胶中的迁移率不再受原有电荷和形状的影响，而只是蛋白质分子量的函数。蛋白质分子量与电泳迁移率间的关系可用下式表示：

lgMr = K – bm

式中 Mr为分子量；K为常数；b为斜率；m为迁移率。

因此，用本法测定蛋白质的分子量只需根据待测蛋白质在已知分子量的标准蛋白质的lgMr～迁移率的图中的位置，就能得知分子量。

用本法测得的分子量，除单链蛋白质外，均不是天然蛋白质的完整分子量，而是组成这些蛋白质的亚基或肽链的分子量。本法对一些电荷异常，或构象异常，或带有大辅基的蛋白质不适用，如组蛋白F1和某些糖蛋白等。对一些结构蛋白如胶原蛋白等也不适用。

具体实验方法


SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的分子量

质谱方法相对非常精确，是蛋白质组学研究中的重要的研究方法。可以测定蛋白质的肽段和氨基酸序列，因此可以精确测定蛋白质的分子量。但是缺点也非常明显，首先样品处理复杂，蛋白要求纯度高；其次需要的仪器设备昂贵，需要专业的技术人员。

基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法(MALDI-TOF MS) 
    简而言之，基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量仪是将多肽成分转换成离子信号，并依据质量/电荷之比(mass/charge，m/z)来对该多肽进行分析，以判断该多肽源自哪一个蛋白。待检样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学基质(matrix)混合，此样品混合物随即滴于一平板或载玻片上进行挥发，样品混合物残余水份和溶剂的挥发使样品整合于格状晶体中，样品然后置于激光离子发生器(lasersource)。激光作用于样品混合物，使化学基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多肽，使之由固态样品混合物变成气态。由于多肽分子倾向于吸收单一光子，故多肽离子带单一电荷.这些形成的多肽离子直接进入飞行时间质量分析仪(TOFmassanalyzer)。飞行时间质量分析仪用于测量多肽离子由分析仪的一端飞抵另一端探测器所需要的时间。而此飞行时间同多肽离子的质量/电荷的比值成反比，即质量/电荷之比越高，飞行时间越短。最后，由电脑软件将探测器录得的多肽质量/电荷比值同数据库中不同蛋白经蛋白酶消化后所形成的特定多肽的质量/电荷比值进行比较，以鉴定该多肽源自何种蛋白.此法称为多肽质量指纹分析(peptidemassfin-gerprinting)。基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法操作简便，敏感度高，同许多蛋白分离方法相匹配，而且，现有数据库中有充足的关于多肽质量/电荷比值的数据，因此成为许多实验室的首选蛋白质谱鉴定方法。

电子喷雾电离质谱测量法(electrosprayion-izationmassspectrometry,ESI-MS)
    同基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法在固态下完成不同，电子喷雾电离质谱测量法是在液态下完成，而且多肽离子带有多个电荷，由高效液相层析等方法分离的液体多肽混合物，在高压下经过一细针孔。当样本由针孔射出时，喷射成雾状的细小液滴，这些细小液滴包含多肽离子及水份等其他杂质成分。去除这些杂质成分后，多肽离子进入连续质量分析仪(tan- demmassanalyzer)，连续质量分析仪选取某一特定质量/电荷比值的多肽离子，并以碰撞解离的方式将多肽离子碎裂成不同电离或非电离片段。随后，依质量/电荷比值对电离片段进行分析并汇集成离子谱(ionspectrum)，通过数据库检索，由这些离子谱得到该多肽的氨基酸序列。依据氨基酸序列进行的蛋白鉴定较依据多肽质量指纹进行的蛋白鉴定更准确、可靠。而且，氨基酸序列信息即可通过蛋白氨基酸序列数据库检索，也可通过核糖核酸数据库检索来进行蛋白鉴定。

蛋白质分析中的质谱技术

蛋白质分析中的质谱技术

不如当成扫盲贴。

蛋白质作为一个高分子化合物，其分子量可以用其他高分子化合物的分子量测定方法来测定。
比如：粘度法、渗透法、沉降分析法、光散射法（动态法或静态法）。

蛋白质作为一个可以已知化学组成的化合物，可以用其分子式（氨基酸组成）来计算其理论分子量。

同样可以根据其含特殊元素，来测定其最低相对分子量。

对于纯蛋白来说（蛋白质组成单一）测定比较容易，也相对简单。
如果是一个多种蛋白混合物，各种蛋白分子量又不相同，其测定分子量就难了。

期望好的方法问世，避免三聚氰胺的悲剧再发生

原文由 cf320125 发表:
期望好的方法问世，避免三聚氰胺的悲剧再发生

安全食品是生产出来的，不是检测出来的。
如果不把重点放在生产上，而放在检测上，是一个本末倒置的做法。

原文由 lxdongzi2003 发表:
蛋白质作为一个高分子化合物，其分子量可以用其他高分子化合物的分子量测定方法来测定。
比如：粘度法、渗透法、沉降分析法、光散射法（动态法或静态法）。

以上的方法都是基于模型推测分子量的。动态光散射我这有，其实测出来的都是模型推测的分子量。准确度比较差。