《蛋白质盐析实验条件的探究》
蛋白质盐析实验条件的探究
黄秋静
广西师范大学化学与药学学院桂林
摘要对影响蛋白质盐析的实验条件进行了探究。认为其中三个主要影响因素为：鸡蛋清溶液的浓度、盐溶液种类、酸的加入顺序，最终总结得出蛋白质盐析实验的适宜条件。
关键字蛋白质盐析实验条件
Inquiry experiment conditions of protein salting out
Huang-Qiujing
School of chemistry and pharmacy, Guangxi Normal University.Guilin,China Abstract:The experimental conditions affecting protein salting out of the research. The three main factors: the egg white solution concentration, salt solution type, acid addition order, finally summarizes suitable conditions of protein salting out experiment.
Key word：protein salting out experiment condition
1 引言
在蛋白质溶液中加入一定浓度的强电解质盐，如(NH
4)
2
SO
4
等，蛋白质从溶
液中析出，这种作用称为盐析【1】。蛋白质盐析是高中阶段的重要演示实验，但实际操作中常常不能出现沉淀。盐析作用的实质是高浓度的强电解质破坏蛋白质分子表面的水化膜，同时电解质离子中和了蛋白质所带的电荷，蛋白质的稳定因素被消除，使蛋白质分子相互碰撞而凝聚沉淀【2】。蛋白质的溶解性受所带电荷和溶液离子强度的影响，而蛋白质所带电荷与溶液的pH有关，溶液离子强度与强电解质的无机盐自身性质有关。因此本文通过改变影响蛋白质溶解性的三个主要因素：鸡蛋清溶液的浓度、盐溶液种类、酸的加入顺序等进行蛋白质盐析实验的探究，以期寻找盐析实验的最佳反应条件。
2 实验内容及结果讨论
2．1 鸡蛋清溶液浓度对盐析的影响
表1 相同盐溶液在不同浓度的鸡蛋清溶液中的盐析
注：鸡蛋清液过滤时选用浸湿再拧干的纱布叠成
4层放入漏斗中过滤。过滤后黏在纱布上的物质弃之不用。
实验表明，纯鸡蛋清液和过滤后的鸡蛋清液盐析实验效果最好，但纯鸡蛋清液加水复原时出现分层，过滤后的鸡蛋清液盐析效果更好。鸡蛋清中的蛋白质主要有卵清蛋白，卵黏蛋白，伴清蛋白等，其中卵清蛋白，伴清蛋白溶于水、稀酸和稀碱，而卵黏蛋白不易溶于水。因此，需要把不易溶于水的卵黏蛋白过滤掉，加水后才不会出现分层。
2．2 盐的种类对盐析的影响
表2 不同饱和盐溶液在过滤后的鸡蛋清液中的盐析
注：每组实验所用鸡蛋清液都经过滤但没加蒸馏水；表2买验在室温19°C下进行。
离子强度与离子浓度、离子所带电荷有关。从盐的溶解度表中可以看出，20℃
时，(NH
4)
2
SO
4
的溶解度最大，NH
4
Cl，NaCl，MgSO4·7H20的溶解度近似相等，
且他们的溶解度都随温度变化不大；Na
2SO
4
的溶解度随温度变化最大。此外，一
般来说，二价离子(Mg 2+、Ca2+、SO
4
2-)对盐析的影响比一价离子要强一些。因此，
饱和(NH
4)
2
SO
4
溶液的盐析效果最好，饱和NH
4
Cl，NaCI，MgSO ·7H 0溶液的盐
析效果相近。所以，做蛋白质盐析实验时，应尽量选择溶解度大的强电解质盐。
2．3 酸和盐的加入顺序对盐析的影响
蛋白质的等电点对盐析有影响。通过加酸调节蛋白质溶液pH，使pH处于鸡蛋清液中含量最多的蛋白质一卵清蛋白的等电点范围内(4．5—4．9)，从而能降低蛋白质溶液的溶解性，达到盐析的效果。查阅文献得知，效果最好的酸是磷酸。但并未指出加酸、加饱和盐溶液的先后顺序。笔者对上述问题进行了多组对照实验。实验首先表明，加酸调节蛋白质溶液pH以增强其盐析现象，效果是明显的；同时所用的酸中，效果最好、用量最少的为1 mol／L磷酸，这与文献相符合；若选用硫酸、盐酸这样的强酸，最适宜的浓度为0．5 mol／L硫酸和1 mol／L盐酸，如强酸中C(H+1为2 mol／L，则盐析后加水复原不完全，即发生了部分变性。其
次，对照实验还表明：加入磷酸、加入饱和Na
2SO
4
溶液的先后顺序也会影响实验
效果；先加酸，鸡蛋清液易浑浊，复原效果也不好；用其它几种饱和盐溶液与磷酸做此探究实验，现象也是如此。这是因为先加酸，很容易造成蛋白质变性，故沉淀不能完全消失，后加酸就能避免变性现象。
2．4 实验注意事项
笔者在实验中还发现：
(1)室温13°C时，过滤后的鸡蛋清溶液已经有少量沉淀出现滴加饱和盐溶液反而帮助了蛋白质的溶解。查资料后得知，一般在0～40°C之间，多数球状蛋白质溶解度随温度的升高而增大。而蛋白质易溶解在低浓度的盐溶液中，故出现盐
溶现象。因此鸡蛋清的蛋白质盐析实验宜在20～30°C下进行，此时，鸡蛋清中蛋白质的溶解度适中，大多数强电解质盐的溶解度也较大。
(2)由于纯鸡蛋清液容易起泡，故实验中吸取鸡蛋清溶液时尽量一次吸出，不要反复挤压胶头滴管，以免带过多空气。
(3)振荡后蛋白质复原更完全。
(4)用大试管进行实验，效果更明显。
3 结论
综上所述，得出如下结论：
(1)用过滤后的纯鸡蛋清液做盐析实验效果最好；
(2)相同温度下，所选强电解质盐溶解度越大盐析效果越好(如(NH ) S0 )；
(3)调节溶液pH可改善蛋白质盐析效果，当溶液DH达到卵清蛋白的等电点范围内，沉淀和复原现象最明显，效果最好的酸为1 mol／L磷酸；加盐溶液、加酸的先后顺序应是：先加饱和盐溶液再加酸。
4 创新点
通过控制变量的实验探究方法，首次得出了蛋白质盐析作用所需的确切条件，同时从原理上解析了影
响蛋白质盐析的三个主要因素。为教师今后在演示蛋白质盐析实验时，提供了一个更合理的实验方案。
参考文献：
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