Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.2 - Phương pháp kết tinh
lượt xem 3
download
Bài giảng "Kỹ thuật thu hồi hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.2 - Phương pháp kết tinh" được biên soạn nhằm giúp các em sinh viên nắm được mục đích của tinh thể protein; Tính chất tạo tinh thể protein; Các giai đoạn của quá trình tinh thể hóa; Các phương pháp tinh thể hóa. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.2 - Phương pháp kết tinh
- 4.2 Phương pháp kết tinh Crystallization Methods and Protein Crystal Properties 1
- Tinh thể hóa protein 1. Mục đích tạo tinh thể protein 2. Tính chất của tinh thể protein 3. Các giai đoạn của quá trình tinh thể hóa 4. Các phương pháp tinh thể hóa 2
- Khái niệm • Kết tinh ( tinh thể hóa) là dạng đặc biệt của quá trình kết tủa, khi mà các chất rắn không tan thu được ở dạng tinh thể. Sự hình thành các tinh thể diễn ra rất chậm • Kết tủa là quá trình phân tách chọn lọc thành phần các chất tan trong hỗn hợp các chất tạo thành dạng không tan bằng phương pháp vật lý hoặc hóa lý tương ứng 3
- 1. Mục đích • xác định cấu trúc protein • hiểu được sự liên kết của protein với các cấu tử/ cơ chất / thuốc • hiểu được cơ chế xúc tác enzym của protein • xác định vị trí đúng của nguyên tử trong phân tử proteinTinh thể học tia X ( vì 80% cấu trúc phân tử protein là được xác định bằng tia X • Không giới hạn về kích thước: tất cả virus và riboxôm đều được phân tích • Tinh thể dùng để khuếch đại tín hiệu (1 tinh thể chứa 109 – 1013 phân tử) 4
- Một tinh thể là tổ hợp ba chiều của các phân tử riêng biệt tự sắp xếp trong một trật tự nhắc lại của các phần tử giống nhau. Điều này đúng cho phân tử nhỏ như phân tử muối và đại phân tử như protein Tinh thể học là khoa học thực nghiệm xác định sự sắp xếp nguyên tử trong chất rắn 5
- 2. Tính chất tinh thể protein Khác với các phân tử muối (sắp xếp chặt) các phân tử protein có đặc tính: -Lớn hơn (>1000 nguyên tử- so với 2-10 nguyên tử) -Hình dạng không đều -Có bề mặt dị thường. Vì vậy các tinh thể protein có diện tích tiếp xúc giữa các phân tử riêng biệt ít hơn - Mềm hơn và dề vỡ hơn -Một loại protein có thể phát triển thành các tinh thể có hình dạng khác nhau, sử dụng các vùng tiếp xúc giữa các phân tử khác nhau - Cần có điều kiện pH, nồng độ muối, nhiệt độ để giữ trạng thái ban đầu. -Chứa khoảng 50% nước hình thành các kênh - Khó tạo tinh thể hơn muối nhiều. 6
- Lịch sử phát triển • Tinh thể protein đầu tiên là phycoerythrine-chất màu có bản chất protein trong tảo cyanobacteria) được mô tả chi tiêt từ 1894 • Vào năm 1912, -bốn năm sau khi phát hiện ra tia X, Lần đầu tiên Max Von Laue và P. Knipping và W. Friedrich sử dụng tinh thể để tách tia X. Sau phát minh này, P.Ewald và W.H. Bragg và W.L.Bragg đã khởi đầu ngành tinh thể học X-ray • Perutz và Kendrew vào những năm cuối 1950 đã xác định cấu trúc phân tử protein đầu tiên là myoglobine • Ngày nay, có hơn 40 000 cấu trúc protein đã được mô tả và làm nguồn cơ sở dữ liệu ( bao gồm cả riboxôm và virut) • 1962, Max. Perutz đoạt giải Nobel hóa học về công trình nghiên cứu protein bằng X-ray 7
- 3. Các giai đoạn quá trình tinh thể hóa 1. Thu nhận lượng lớn protein tinh khiết 2. Chọn dung dịch đệm protein mà protein có thể tan tốt và bền vững 3. Làm bão hòa dung dịch protein để có thể xảy ra quá trình tạo nhân tinh thể một cách tự phát 4. Các tinh thể lớn dần 8
- Tính tan Tính tan của protein tăng lên khi bổ sung muối vào dung dịch và sau đó giảm dần khi nồng độ đạt đến một giá trị làm kết tủa HbCO (carboxyhemoglobin) solubility as a function of ionic strength in the presence of several different types of salts 9
- Mầm tinh thể • Hiện tượng mà một nhân, chẳng hạn như hạt bụi, một hạt tinh thể nhỏ hay thường là dạng tinh thể protein, một khối kết tụ các hạt protein, và quá trình tinh thể hóa bắt đầu Những khó khăn thường gặp phải 1. Nếu độ bão hòa quá cao, quá nhiều dạng nhân vì vậy, quá thừa các tinh thể nhỏ 2. Trong dung dịch quá bão hòa sẽ không có sự tạo nhân tự phát và sự lớn dần của tinh thể chỉ xảy ra khi có mặt của mầm tinh thể 10
- Sự phát triển kích thước của tinh thể The growth steps and growth units of Lysozyme. The growth steps are at least bimolecular in height. The minimum growth unit for this step must be a tetramer corresponding to a single turn of the 43 helix 11
- Kết thúc quá trình • Dung dịch mẹ Dung dịch, trong đó tinh thể tồn tại, không phải là dung dịch kết tinh nhưng thay thế được dung dịch mà nó tồn tại sau một vài mức khuếch tán hơi, cân bằng qua quá trình thẩm tích hay bốc hơi. 12
- Các yếu tố ảnh hưởng 1) Độ tinh khiết của protein 2) Nồng độ Protein 3) Điều kiện ban đầu (chuẩn bị dung dịch protein) 4) Tác nhân gây kết tủa 5) Nhiệt độ 6) pH 7)Các chất bổ sung: Chất tẩy rửa, chất khử, cơ chất, đồng nhân tố 13
- 14
- Các yếu tố ảnh hưởng 1.Độ tinh khiết protein 2. Nồng độ protein Là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến • Tính đồng nhất và khả năng tái lập • Thường được xác định bằng Bradford Assay (BSA is used as a standard) 15
- 4) Tác nhân kết tủa Precipitating agent (precipitant) Salts Ammonium sulfate Sodium chloride Potassium phosphate Organic reagents MPD Isopropanol Polyethylene glycol PEG 4000 PEG 6000 PEG 8000 16
- LOẠI MUỐI NÀO ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ TINH THỂ HÓA PROTEIN ? 17
- DUNG MÔI NÀO ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ TINH THỂ HÓA PROTEIN ? 18
- 19
- 5) Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến tính tan protein và động học của quá trình mà dung dịch đạt đến trạng thái bão hòa Lý tưởng: • Một tinh thể riêng biệt cần được duy trì ở nhiệt độ không đổi •Dễ kết tinh ở 4 C và cũng có thể ở nhiệt độ 12 hay 15 C 20
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Các kiểu siêu âm Doppler (Doppler mode)
4 p | 544 | 138
-
Bài giảng thực hành xử lý nước thải ( Th.s. Lâm Vĩnh Sơn ) - Bài 6
3 p | 156 | 28
-
Bài giảng Kỹ thuật các quá trình Sinh học - TS. Phạm Minh Tuấn
43 p | 22 | 5
-
Bài giảng Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: Chương 1 - Dương Thị Thành
35 p | 10 | 4
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 8 - Quá trình hấp phụ và kết tủa protein
46 p | 16 | 4
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 7 - Quá trình trích li
48 p | 12 | 4
-
Bài giảng Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: Chương 4 - Dương Thị Thành
102 p | 12 | 4
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 1 - Mở đầu
45 p | 21 | 4
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.1 - Các phương pháp sắc ký
32 p | 16 | 3
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 3 - Các phương pháp tách và cô đặc sản phẩm
69 p | 17 | 3
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 2 - Các phương pháp tách chất rắn
99 p | 10 | 3
-
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 5 - Các phương pháp hoàn thiện sản phẩm
57 p | 8 | 3
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn