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第七章 亲和层析法 第一节 基本原理 生物亲和作用：生物物质具有识别特定物质并与该物质的分子相结合的能力。这种识别并结合的能力具有排他性（能区分结构和性质非常相近的其它分子）。 亲和层析(Affinity Chromatography，AC)是利用生物大分子具有对一类生物大分子特异识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离的色谱方法，也叫做生物亲和或生物特异性亲和色谱。 亲和作用的机理 1、结构特点（必要条件）：存在凹陷和凸起结构（钥匙和锁孔的关系） 2、相互作用力的存在 静电作用 氢键 疏水性相互作用 配位键 弱共价键 影响亲和作用的因素 1、离子强度：一般来说，提高离子强度，亲和作用减弱或完成破坏。 2、PH：在适当的PH下，亲和结合作用较高，在其它PH下，亲和作用减弱或完成破坏。 3、抑制氢键形成的物质：脲和盐酸胍的存在可减弱亲和作用 4、温度：提高温度，静电作用、氢键、配位键减弱；但是，疏水性相互作用增强 5、液体离子：SCN-、I-、CIO4-的存在，疏水性相互作用减弱 6、螯合剂：影响配位键，使亲和作用消失 1910年最早利用亲和纯化原理分离蛋白质(不溶性淀粉吸附淀粉酶)。 20世纪50年代有意识的利用。 1967年亲和纯化技术从理论走向实用(BrCN活化法修饰糖类载体用以偶联伯胺类化合物)。 80年代以后，生物亲和作用和其它分离技术的结合。 亲和层析已经广泛应用于生物分子的分离和纯化，如结合蛋白、酶、抑制剂、抗原、抗体、激素、激素受体、糖蛋白、核酸及多酶类等；也可以用于分离细胞、细胞器、病毒等。 亲和层析的基本特点 1、纯化过程简单、迅速，且分离效率高 2、特别适用于分离纯化一些含量低、稳定性差的生物大分子 3、纯化倍数大，产物纯度高 4、必须针对某一分离对象制备专一的配基及寻求稳定的层析条件 5、价格相对较昂贵； 6、在洗脱中，交联在层析介质上的配基可能脱落并进入产品中，从而造成不良影响，如抗体、染料等配基。 亲和层析原理 亲和吸附介质：基质+配体 第二节 操作 一、基质的选择 理想的基质应符合下面的要求： 1．极低的非特异性吸附。 2．高度的亲水性。 3．较好的理化稳定性。 4．大量的化学基团能被有效地活化，而且容易和配体结合。 5．适当的多孔性。 　　　一般亲和吸附剂采用的基质有纤维素、聚丙烯酰胺凝胶、交联葡聚糖、琼脂糖、交联琼脂糖、多孔玻璃珠等。 　　　sepharose 4B 具有层析速度较快，化学稳定性好，非特异吸附少，微球孔径适度，蛋白载量大的特点，并且有大量可供活化的羟基，是亲合层析的理想介质。 二、配体的选择 　　　理想的配体应具有以下一些性质： 1) 配体与待分离的物质有适当的亲和力。亲和力太弱，待分离物质不易与配体结合，造成亲和层析吸附效率很低。而且吸附洗脱过程中易受非特异性吸附的影响，引起分辨率下降。但如果亲和力太强，待分离物质很难与配体分离，这又会造成洗脱的困难。总之，配体和待分离物质的亲和力过弱或过强都不利于亲和层析的分离。应根据实验要求尽量选择与待分离物质具有适当的亲和力的配体。 2) 配体与待分离的物质之间的亲和力要有较强的特异性，也就是说配体与待分离物质有适当的亲和力，而与样品中其它组分没有明显的亲和力，对其它组分没有非特异性吸附作用。这是保证亲和层析具有高分辨率的重要因素。 3) 配体要能够与基质稳定的共价结合，在实验过程中不易脱落，并且配体与基质偶联后，对其结构没有明显改变，尤其是偶联过程不涉及配体中与待分离物质有亲和力的部分，对二者的结合没有明显影响。 4) 配体自身应具有较好的稳定性，在实验中能够耐受偶联以及洗脱时可能的的较剧烈的条件，可以多次重复使用。 根据配体对待分离物质的亲和性的不同，可以将其分为两类：特异性配体（specific ligand）和通用性配体（general ligand）。 特异性配体一般是指只与单一或很少种类的蛋白质等生物大分子结合的配体。如生物素和亲和素、抗原和抗体、酶和它的抑制剂、激素－受体等，它们结合都具有很高的特异性，用这些物质作为配体都属于特异性配体。配体的特异性是保证亲和层析高分辨率的重要因素，但寻找特异性配体一般是比较困难的，尤其对于一些性质不很了解的生物大分子，要找到合适的特异性配体通常需要大量的实验。 通用性配体一般是指特异性不是很强，能和某一类的蛋白质等生物大分子结合的配体，如各种凝集素（lectine）可以结合各种糖蛋白，核酸可以结合RNA、结合RNA的蛋白质等。通用性配体对生物大分子的专一性虽然不如特异性配体，但通