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第九章. 亲和纯化 生物亲和作用 亲和色谱 膜亲和过滤法 亲和双水相萃取 亲和反胶团萃取 亲和沉淀 磁性亲和分离 9.1 生物亲和作用 生物亲和作用的本质 影响亲和作用的因素 亲和作用体系 9.1.1 生物亲和作用的本质 生物分子间的这种特异性相互作用称为生物亲和作用（bioaffinity）或简称亲和作用（affinity）。 利用生物分子间的这种特异性结合作用的原理进行生物物质分离纯化的技术称为亲和纯化（affinity purification）。 亲和作用的分子（物质）对可以是：大分子-小分子，大分子-大分子，大分子-细胞，细胞-细胞。 具有亲和作用的分子对之间具有“钥匙”和“锁孔” 的空间结构关系。 亲和结合作用，至少存在3个对应官能团相结合： 静电作用 氢键 疏水相互作用 配位键 弱共价键 9.1.2 影响亲和作用的因素 1. 离子强度 离子强度影响静电引力、氢键作用、疏水相互作用等。 2. pH ?-羧基的pKa＝3.4～3.7 ?-羧基的pKa＝3.7～4.0 ?-氨基的pKb＝9.4～9.5 ?-氨基的pKb＝10.0～10.4 3. 抑制氢键形成的物质 脲和盐酸胍（guanidinohydrochloric acid）的存在可抑制氢键的形成。 4. 温度 温度升高，静电作用、氢键及金属配位键减弱；疏水性相互作用增强 。 5. 离液离子 在SCN－，I－和ClO4－等离液阴离子存在下，疏水相互作用降低。 6. 螯合剂 9.1.3 亲和作用体系 将亲和体系中的一种分子与固体粒子共价偶联，可特异性结合另一种分子（目标产物） ，使其从混合物中高选择性地分离纯化。 一般将被固定的分子称为其亲和结合对象的配基（ligand），用L表示。 Keq越大，亲和结合作用越强。Keq一般为104～109 L/mol，最高可达到1015 L/mol 。 表9-1 常用的亲和作用体系 特异性 亲和作用体系 高特异性 抗原----单克隆抗体 荷尔蒙----受体蛋白 核酸----互补碱基链段、核酸结合蛋白 酶----底物、产物、抑制剂 群特异性 免疫球蛋白----A蛋白、G蛋白 酶----辅酶 凝集素----糖、糖蛋白、细胞、细胞表面受体 酶、蛋白质----肝素 酶、蛋白质----活性色素（染料） 酶、蛋白质----过度金属离子 酶、蛋白质----氨基酸（组氨酸等） 9.2 亲和色谱 亲和色谱的特点 ①选择性高、特异性极强 ②操作条件温和 ③回收率高 亲和色谱的局限性 ①普遍性、通用性不够 ②费用高 9.2.1 亲和色谱填料 亲和吸附作用是在特定配基的存在下实现的，需根据目标产物选择适当的亲和配基修饰固定相粒子，制备所需的亲和吸附介质。 少数特殊情况如Sephadex凝胶可亲和吸附伴刀豆球蛋白A（一种植物凝集素）。 在利用亲和色谱技术纯化目标产物时，商品化的亲和吸附介质往往不能满足特殊目标产物的需要，有必要自制亲和吸附介质。 亲和配基 1. 酶的抑制剂 小分子抑制剂有苄脒（benzamidine）、精氨酸和赖氨酸等。 2. 抗体 利用抗体为配基的亲和色谱又称免疫亲和色谱（immunoaffinity chromatography）。抗体与抗原之间的Keq一般为109～1012 L/mol。 因此，利用免疫亲和色谱法是高度纯化蛋白质类生物大分子的有效手段。 3. A蛋白 protein A为分子量约42 kD的蛋白质，与IgG具有很强的亲和作用，结合部位为IgG分子的Fc片段。A蛋白分子上含有5个Fc片段可结合部位。 不同IgG的Fc片段的结构非常相似，因此A蛋白可作为各种抗体的亲和配基，但不同抗体的结合常数有所不同。 A蛋白与抗体结合并不影响抗体与抗原的结合能力，因此A蛋白也可用于分离抗原-抗体的免疫复合体。 4. 凝集素 凝集素（lectin）是与糖特异性结合的蛋白质（酶和抗体除外）的总称。 伴刀豆球蛋白A（concanavalin A，con A） 可用做糖蛋白、多糖、糖脂等含糖生物大分子的分析、纯化。pH＜5.6时con A为二聚体，分子量为52 kD；pH＞