哪些因素會(huì)影響分離純化的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化
在進(jìn)行菌種鑒定時(shí),所用的微生物一般均要求為純的培養(yǎng)物。得到純培養(yǎng)的過程稱為分離純化.蛋白的分離純化常見方法,離子交換、分子篩、疏水層析、親和層析等,
在分離純化過程中多種外部因素都會(huì)導(dǎo)致抗原發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。
1. 溫度
由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,找不到一個(gè)能描述溫度和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能之間關(guān)系的一般性機(jī)理。但一般來說,溫度越高,蛋白質(zhì)越不穩(wěn)定。在分離純化過程中如果溫度過高,長時(shí)間的純化過程可能導(dǎo)致抗原的降解,因此某些純化過程往往在低溫條件下進(jìn)行。但溫度也并不是越低越好,溫度會(huì)影響分離純化的效果。例如在疏水作用層析中,溫度的降低可能導(dǎo)致抗原與填料的結(jié)合能力減弱,發(fā)生穿透。此外,低溫環(huán)境控制同樣帶來能耗的增加。
2. pH值
溶液pH決定了蛋白質(zhì)的電荷性,因此會(huì)影響靜電作用。靜電作用一方面會(huì)影響疫苗抗原自身的穩(wěn)定性:首先,當(dāng)pH遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí),隨著溶液酸性或堿性的增強(qiáng),帶電荷的基團(tuán)數(shù)目增多,折疊態(tài)上的電荷密度高于去折疊態(tài),使得蛋白質(zhì)折疊態(tài)不穩(wěn)定;其次,
電荷同樣會(huì)增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子間的靜電作用。例如病毒及病毒樣顆粒(VLPs)疫苗,當(dāng)顆粒有強(qiáng)電荷性時(shí),蛋白質(zhì)分子間的排斥作用有利于穩(wěn)定蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì),但由于病毒及VLPs是由許多亞基組成的,數(shù)量可達(dá)上百,且可能是由幾種不同的結(jié)構(gòu)蛋白組成,亞基之間的靜電排斥可能造成顆粒的組裝結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定甚至解聚。另一方面,靜電作用也會(huì)影響與純化過程中界面的相互作用。
3. 鹽
鹽對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的影響比較復(fù)雜。根據(jù)鹽的類型和濃度、離子作用的性質(zhì)、蛋白質(zhì)中的帶電殘基,鹽對蛋白質(zhì)可能起到穩(wěn)定、破壞穩(wěn)定或者無任何影響等效果。鹽對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的凈作用是鹽與蛋白質(zhì)直接作用以及對蛋白質(zhì)分子間作用影響的綜合結(jié)果。由于pH影響蛋白質(zhì)的電荷類型、總量及分布,因此鹽的作用還可能受pH的影響。由此可見,鹽的種類及濃度對疫苗抗原穩(wěn)定性的影響需要系統(tǒng)的考察。
4.振動(dòng)和剪切
振動(dòng)產(chǎn)生疏水的空氣/水界面可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子在界面處的富集,進(jìn)而發(fā)生變性,使得暴露在空氣中的疏水殘基大化,并且還會(huì)引起蛋白質(zhì)的聚集。剪切也可以暴露蛋白質(zhì)的疏水區(qū)域,引起蛋白質(zhì)的聚集。在切向流超濾過程中,溶液以一定流速流過膜表面,流速越高,濃度極化的程度越小,但是剪切力增加。
5.界面
在分離純化過程中,固液界面上的吸附既是實(shí)現(xiàn)疫苗抗原純化的一個(gè)重要作用,也是導(dǎo)致其變性的關(guān)鍵因素之一。
在膜過濾過程中,超濾膜的材質(zhì)一般為纖維素、聚砜、聚偏氟乙烯等有機(jī)聚合物膜。這些膜的表面具有較強(qiáng)的疏水性,蛋白質(zhì)很容易吸附在這些膜的表面上。目前,商品化膜的表面都經(jīng)過修飾,從而具有較好的親水性,使得蛋白質(zhì)在膜上的吸附大大降低,但是不能*避免蛋白質(zhì)在膜表面的疏水性吸附。另外,膜的表面一般都帶有少量的負(fù)電荷,由于靜電相互作用,帶正電的物質(zhì)會(huì)吸附在膜表面。一般來說,吸附在膜表面的蛋白質(zhì)容易發(fā)生變性,導(dǎo)致其生物活性發(fā)生變化。
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