蛋白质组学

膜蛋白[membrane protein]的分离

 

一、简介:
1 细胞质膜资料
1895年,Overton从研究细胞透性得出"细胞膜 由连续的脂类物质组成"。
1925年 Gorter&Grendel:用脂单分子 膜技术测定细胞膜中脂分子的总面积,提出:"细胞膜是由双层脂分子组成"。
1935年 Danielli&Davson:从测定膜的表面张力得出细胞膜的"三明治结构模型",即蛋白质-脂-蛋白质。
1959年 Robertson:用电镜观察生物膜提出"单位膜模型",将膜的分子结构与超微机构统一起来
厚度: 2(暗)+3.5(亮)+2(暗)=7.5
细胞质膜的主要功能概括如下:
(1) 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;
(2) 选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递;
(3) 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;
(4) 为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行;
(5) 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;
质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
2 膜蛋白
虽动物细胞主要有9种膜脂,而膜蛋白的种类繁多,多数膜蛋白分子数目较少,但却赋予细胞膜非常重要的生物学功能。
根据膜蛋白分离 的难易及其与脂分子的结合方式,膜蛋白可分为两大类型:外在膜蛋白、内在膜蛋白。
(1) 外在膜蛋白为水溶性蛋白,靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合,因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来,膜结构并不被破坏。
(2) 内在膜蛋白与膜结合非常紧密,一般讲只有用去垢剂(detergent)使膜解后才可分离出来。
获得大量有生物学活性的质膜蛋白对我们显得非常的重要。

附注:使用分级抽提方法获得的“膜蛋白”中只有很少一部分是具备多跨膜区的整和膜蛋白,膜蛋白,到目前为止,仍然是蛋白组学的一个瓶颈,不管采用2-D技术也好,ICAT乃至proein microarray都还不能有效解决这一问题。
二、蛋白抽提
谈及蛋白分离,我们想到:超速离心,盐析法、超滤法、凝胶过滤法、等电点沉淀法、离子交换层析、亲和层析、吸附层析、逆流分溶、酶解法……有时这些方法常常组合到一起对特定的物质进行分离纯化。由于蛋白质种类繁多,不同的蛋白质由于结构和组成的差异,其溶解度也各不相同.根据蛋白质的溶解特性,同时可选择不同的溶剂提取,分为水溶液提取和有机溶剂提取.
但是针对膜蛋白的提取与细胞质蛋白,核蛋白提取不同之处在于它是嵌在膜中的,水溶性不好,基本方法就是用不同的离心速度去掉胞质蛋白等,最后用去污剂把蛋白从膜中释放出来。膜蛋白分离纯化的重要步骤是选择适当的增溶用表面活性剂,一般常用的有胆酸盐,CHAPS(一种离子去污剂),Emulgen和Lubrol等表面活性剂。

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