蛋白质的讲解方法（蛋白质你知多少）

蛋白质图示

没有蛋白质就没有生命

可见，蛋白质对人体的重要性。

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分，

机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。

一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，

最重要的还是其与生命现象有关。

成人每天的蛋白质代谢情况

人体每天需要从食物中摄取正常值的蛋白质，

维持身体正常机制的运行。

蛋白质最常在体液或等渗缓冲液中再悬浮。然而，在这种高导电性溶剂上用电泳光散射(ELS)测量zeta电位可能会导致产生过量热量，进而造成样品降解和电极损伤。本文中，我们使用稳定且可重复使用的Univette样品池和Litesizer™500来测量溶解在等渗缓冲液中的标准蛋白溶菌酶的zeta电位。由于cmPALS专利技术和蛋白模式，该模式可以使测量过程短暂中断，使样品冷却下来，能够在不造成电极损伤的情况下获得高重复性的zeta电位测量结果。

简介

Zeta电位与粒子间斥力有关，通常表征粒子悬浮液特性必需测量zeta电位。虽然很多物质可以溶解或分散在去离子水中，但有些粒子需要分散在高导电性的溶剂中才能保持其结构，不会降解。这在生物样品中尤其常见，因为蛋白质、生物医学聚合物和细胞必须溶解在缓冲液或等渗缓冲液中。

利用电泳光散射(ELS)来测量zeta电位，这意味着在样品上应用了电场。这种测量技术的常见弊端是所谓的焦耳热，即电流通过导体(样品)会产生热量。样品的电导率越高，产生的热量越多，这可能会导致样品降解和电极损伤。这个问题对于生物样品来说更为严重，因为生物样品需要高导电性的溶剂，并且对热解非常敏感。

因此，对于这样的样品，关键是要保持尽可能低的电流，并使用尽可能短的测试时间。Anton Paar的Litesizer™500，独有的cmPALS专利技术可以在较低的电压和较短的测量时间内实现稳定灵敏的zeta电位测量，从而降低敏感样品的应力。此外，用户可以激活一个称为“蛋白模式”的软件功能，它会在测量zeta电位时引入短暂的中断，从而使样品冷却下来。

Univette是一种可重复使用的样品池，可用于在高导电性或有机溶剂中测量zeta电位，它足够坚固，可以承受这种条件，并且不会造成电极损伤。

本文我们演示了Litesizer™500和Univette的联用性能，即使用Kalliope™的蛋白模式来测量标准蛋白溶菌酶在高导电性溶剂中的zeta电位。

实验方法

用卵清蛋白(Sigma-Aldrich)制备了两种不同的溶菌酶溶液：

0.1 mg/mL，溶于10 mM BisTris 缓冲液 (Carl Roth)和50 mM NaCl (J.T. Baker) 1：1的混合物中。1.0 mg/mL，溶于磷酸盐缓冲液(PBS，Sigma-Aldrich)中。向Univette石英样品池中加入900 μL样品。第一次测量的平衡时间设置为2分钟，连续测量30秒。每个溶液测试3个独立样本，每个样本重复4次，共测试12次。表1总结了测量的输入参数。

样品浓度

0.1 mg/ml

1 mg/ml

溶剂

10mMBisTris

50mMNaCl (BisTris/NaCl)

1:1 混合溶液

磷酸缓冲液(PBS)

电压

5V

3V

运行次数

20

20

重复次数

4

4

蛋白模式

是

是

表1：实验设置

Kalliope™软件中的蛋白模式允许样品在运行时冷却，从而减少焦耳热的影响。

结果与讨论

在BisTris/NaCl中制备的0.1 mg/mL样品的平均电导率为6 mS/cm，zeta电位为自动测量模式(表2)。该溶液的平均zeta电位为12 mV，如表2所示，如图1所示。12次测量的相对标准偏差低于5%。

样品编号

平均Zeta 电位[mV]

相对标准偏差[%]

电导率[mS/cm]

1

12.3

3.64

6.069

2

12.1

6.09

6.039

3

12.0

4.38

6.024

1-3

12.1

4.57

6.044

表2：0.1 mg/mL溶菌酶在BisTris/NaCl中溶解的3个样品的Zeta电位结果。每个值代表4个测量值的平均值

图1：0.1 mg/mL溶菌酶在BisTris/NaCl中的zeta电位分布图

PBS配制的1 mg /mL溶液的zeta电位值为9 mV，如表3所示，如图2所示。然而，该溶液的平均电导率明显高于BisTris/NaCl (29.4 mS/cm vs. 6 mS/cm)。

尽管如此，测量值间的相对标准偏差是令人满意的，平均值为7.2%(表3)，远远低于ISO标准设定的最大可接受重复性10%，这表明ELS不会导致样品显著的降解。

经过12次测量后对Univette的钯电极进行目测检查，也表明这些电极没有受到任何可见的损伤(未显示)。

样品编号

平均Zeta 电位[mV]

相对标准偏差[%]

电导率[mS/cm]

1

9.5

5.8

30.78

2

8.8

4.4

28.92

3

8.8

9.44

28.50

1-3

9.0

7.19

29.40

表3：溶解于PBS的3个溶菌酶样品的Zeta电位结果。每个值为4个测量值的平均值

图2：PBS中1mg /mL溶菌酶的zeta电位分布图

结论

从实验中，证明了在高导电性溶剂中使用Litesizer™500和Univette可以实现蛋白质的高重复性zeta电位测量。cmPALS专利技术可以在较低的电压和较短的测量时间内测量zeta电位，大大降低了施加在样品上的应力。这使得即使在低浓度(0.1 mg/ml)和高导电性蛋白样品中也可以进行ELS测量。此外，Kalliope™的专用蛋白模式在ELS测试期间限制了焦耳热，进一步有助于样品和样品池的保存。

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