实验十

  SDS-PAGE

测定蛋白质分子量

一、实验目的

1.

学习

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测定蛋白质分子量的原理。

2.

掌握垂直板电泳的操作方法。

3.

运用

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测定蛋白质分子量及染色鉴定。

二、实验原理

1.

带电质点在电场中向带有异相电荷的电极移动，这种现象称为电泳。电泳分类：移动界面

电泳、

区带电泳、

稳态电泳。

其中区带电泳是在半固相或胶状介质上加一个点或一薄层样品

溶液，

然后加电场，

分子在支持介质上或支持介质中迁移。

支持介质的作用主要是为了防止

机械干扰和由于温度变化以及大分子溶液的高密度而产生的对流。

区带电泳早期使用不同的

支持介质有滤纸、玻璃珠、淀粉粒、纤维素粉、海砂、海绵、聚氯乙烯树脂；以后有淀粉凝

胶、琼脂凝胶、醋酸纤维素膜，现在则多用聚丙烯酰胺（

PAGE

）和琼脂糖凝胶。

2.PAGE

根据其有无浓缩效应，分为连续系统和不连续系统两大类，连续系统电泳体系中缓

冲液

pH

值及凝胶浓度相同，带电颗粒在电场作用下，主要靠电荷和分子筛效应。不连续系

统中由于缓冲液离子成分，

pH

，凝胶浓度及电位梯度的不连续性，带电颗粒在电场中泳动

不仅有电荷效应，

分子筛效应，

还具有浓缩效应，

因而其分离条带清晰度及分辨率均较前者

佳。

3.SDS-

聚丙烯酰胺凝胶电泳，

是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进

SDS

（十二烷基磺酸钠）

，

SDS

能断裂分子内和分子间氢键，

破坏蛋白质的二级和三级结构，

强还原剂能使半胱氨酸之间的

二硫键断裂，蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的

SDS

溶液中，与

SDS

分子按比例结合，

形成带负电荷的

SDS-

蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的

SDS

，使蛋白质丧失了原

有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块，

从而降低或消除了各种蛋白质

分子之间天然的电荷差异，由于

SDS

与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳

时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。当分子量在

15KD

到

200KD

之间时，蛋白质

的迁移率和分子量的对数呈线性关系，符合下式：

logMr=K-bX

，式中：

Mr

为分子量，

X

为

迁移率，

k

、

b

均为常数，若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图，可获

得一条标准曲线，

未知蛋白质在相同条件下进行电泳，

根据它的电泳迁移率即可在标准曲线

上求得分子量。

SDS

电泳的成功关键之一是电泳过程中，

特别是样品制备过程中蛋白质与

SDS

的结合程度。

影响它们结合的因素主要有三个

: 

（

1

）溶液中

SDS

单体的浓度，当单体浓度大于

1mmol/L

时大多数蛋白质与

SDS

结合的重

量比为

1:1.4

，如果单休浓度降到

0.5 mmol/L

以下时，两者的结合比仅为

1: 0.4

这样就不能

消除蛋白质原有的电荷差别，为保证蛋白质与

SDS

的充分结合，它们的重量比应该为

1:4

或

1:3 

（

2

）

样品缓冲液的离子强度。

SDS

电泳的样品缓冲液离子强度较低，

通常是

10

～

100mmol/L 

（

3

）二硫键是否完全被还原

采用

SDS-

聚丙烯酰胺凝胶电泳法测蛋白质分子量时，只有完全打开二硫键，蛋白质分子才

能被解聚，

SDS

才能定量地结合到亚基上而给出相对迁移率和分子量对数的线性关系。因

此在用

SDS

处理样品同时往往用巯基乙醇处理，巯基乙醇是一种强还原剂，它使被还原的

二硫键不易再氧化，从而使很多不溶性蛋白质溶解而与

SDS

定量结合。有许多蛋白质是由

亚基（如血红蛋白）或两条以上肽链（如胰凝乳蛋白酶）组成的，它们在

SDS

和巯基乙醇

作用下，

解离成亚基或单条肽链，

因此这一类蛋白质，

测定时只是它们的亚基或单条肽链的

Mr

。已发现有些蛋白质不能用

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测定分子量。如电荷异常或构象异常的蛋白质，