主题:【第三届原创参赛】亲和膜色谱法研究进展

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tonyyni
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【综述】 亲和膜色谱法研究进展
(作业都贴上来啦)

  膜亲和色谱是人们将亲和色谱和膜技术结合起来研制的,以膜为基质的亲和色谱,其基本原理是将微滤膜或超滤膜经表面改性活化处理后,偶联上合适的配基,使固定在膜载体上的配基特异性地与待分离的生物大分子结合成复合物,再经洗脱是生物大分子得以分离纯化。因此亲和膜色谱技术即具有膜技术分离快,处理量大的特点,又具有亲和色谱特异性高的优点。目前亲和膜色谱法已成为分离纯化生物大分子的重要手段之一。链接到膜基质上的配体分为两大类:生物特异性配体和基团特异性配体,后者又称为通用性配体。以此为依据,可以对膜亲和色谱法进行分类,常见的有生物亲和色谱,免疫亲和色谱,金属螯合亲和色谱等。
  生物亲和色谱中连接到基质上的配体是存在特异性相互作用的生物大分子,如酶与底物,酶与抑制剂,激素与受体等,因而具有高度的选择性。但是这类生物大分子通常价格昂贵且不易连接到基质上,限制了它们在大规模工业生产中的应用。
  免疫亲和色谱是将抗原抗体中的一方连接到基质上来吸附纯化另一方的色谱分离技术。随着可利用的单克隆抗体技术的发展,免疫亲和色谱的应用日益广泛,期工业化应用前景广阔。
  金属螯合亲和色谱又称固定化金属螯合亲和色谱,是Porath等首先提出来的。在上世纪70年代他们将铜离子、锌离子通过螯合剂亚氨基二乙酸交联到Agatose上,利用金属离子与蛋白质表面组氨酸等的配位作用选择性的分离对金属离子有亲和里的蛋白质。期理论基础是不同条件下配位键的形成和解离,即过渡金属离子(铜,铁,锌,镍等)与蛋白质表面的组氨酸,色氨酸,半胱氨酸等电子供体形成配位复合物,因而连接上这些金属离子的载体就能选择性的吸附含有咪唑基或巯基的肽类或蛋白质。吸附力的大小在很大程度上取决于蛋白分子表面咪唑基或巯基的稠密程度。此外,不同的金属离子对亲和力大小也有影响。80年代,人们又提出用微孔的膜作支撑基质,充分发挥了膜过程设备简单,易放大,成本低,分离速度快,可连续操作等优点,是生物工程产品的工业化大规模分离纯化得以实现。
  近年来,利用固定化金属螯合亲和膜分离纯化蛋白质的研究取得了很大进展。美国cuno公司曾报道用以木纤维为原料的复合纤维素离子交换机金属螯合膜色谱分离纯化人尿激酶;鲍时翔等人采用ProteinA中空纤维膜成功的 从人血清中分离出免疫球蛋白。另据报道,Iwata等在聚丙烯膜上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯,制得铜离子亲和膜用于吸附含有组氨酸-亮氨酸的多肽以及牛血清蛋白。Klaus等则以化学改性的聚砜作为膜材料,制得金属离子螯合亲和膜,用于组氨酸,苯丙氨酸,苏氨酸和丙氨酸等小分子氨基酸混合物的分离;Ruckenstein等开展了用聚乙酰氨基葡萄糖亲和膜分离溶菌酶的研究。
  随着研究的深入,科学家又提出通过遗传学的重组技术,在待分离的蛋白质表面连接上对金属离子有亲和性的氨基酸残基(如组氨酸,半胱氨酸,色氨酸等),以促进蛋白质的分离和纯化,使固定化金属螯合亲和膜分离纯化蛋白质的应用前景更加广阔。

【参考文献】
魏琪,姚汝华,鲍时翔。固定化金属螯合亲和膜制备及性能研究
柴红,陈欢林,刘茉娥。固定化金属离子亲和膜分离技术方法和原理
Porath,J,Carlsson J,Olsson I et al。Nature【J】1975,258:598-599
张亚辉,杨严俊。纤维素金属螯合亲和膜用于蛋清中功能性蛋白的分离纯化。
鲍时翔,石国君,姜炜。蛋白中空纤维膜吸附分离单克隆抗体
大连工学院无机化学教研室编。无机化学:下册。北京高等教育出版社,1985,182-186
陶慰孙编著,蛋白质分子基础。北京,人民教育出版社,1982.252-260
seraficaGC,pimbley J,BelfortG.Protein Fractionation using fast flow immobilized metal chelate affinity membranes。Biotech and Bioeng,1994,43:21-36
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2011/1/4 16:21:13 Last edit by z14753 举报
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