實驗目的
1、掌握聚酰胺薄膜層析技術的基本方法和應用。 2、熟悉蛋白質及肽的N末端氨基酸DNS分析法。
實驗原理
熒光試劑二甲氨基萘磺酰氯(dansyl-Cl,簡稱DNS-C1)在堿性條件下與氨基酸(肽或蛋白質)的氨基結合成帶有熒光的DNS-氨基酸(DNS-肽或DNS-蛋白質),DNS-蛋白質再經酸水解可釋放出DNS-氨基酸。
DNS-C1能與所有的氨基酸生成具熒光的衍生物,其中賴氨酸、組氨酸、酪氨酸、天冬酰胺等氨基酸可生成雙DNS-氨基酸衍生物。這些衍生物相當穩定,可用于蛋白質的氨基酸組成的微量分析,靈敏度可達10-10~10-9mol水平,比茚三酮法高10倍以上,比過去常用的FDNB法高100倍。將Edman法和DNS法結合起來(稱為Edman-DNS法)應用于蛋白質結構的序列分析上作,可以提高Edman法的靈敏度及其分析速度。DNS-氨基酸衍生物在6mol/L鹽酸中105℃水解22小時,除DNS-色氨酸全部被破壞,DNS-脯氨酸(77%),絲氨酸(35%),甘氨酸(18%),丙氨酸(7%)部分被破壞外,其余DNS-氨基酸很少破壞。故DNS法可用于蛋白質和肽的氨基酸組成N末端分析。
DNS-C1與蛋白質的側鏈基團巰基、咪唑基、ε-氨基和酚羥基反應,前兩者在酸堿條件下均不穩定,酸水解時完全破壞;DNS-ε-賴氨酸和DNS-O-酪氨酸較穩定,同時還有DNS-雙-賴氨酸和DNS-雙-酪氨酸生成,層層后在層析圖譜的位點上,都與DNS-α-氨基酸有區別。
聚酰胺是—類化學纖維原料,即錦綸(又稱尼龍)。由己二酸與己二胺聚合而成的稱錦綸66 。因為在這類物質分子中都含有大量酰胺基團,故統稱聚酰胺。它對很多極性物質有吸附作用,這是由于聚酰胺的一C=O及>NH基能與被分離物質之間形成氫鍵。如酚類(包括黃酮類、鞣質等)和酸類<如核苷酸、氨基酸等)是以其羥基與酰胺鍵的羰基形成氫鍵;硝基化合物和醌類等物質與酰胺鍵的氨基形成氫鍵。被分離物質形成氫鍵能力的強弱,確定吸附能力的差異。在層析過程中,層層溶劑與被分離物質在聚酰胺表面競相形成氫鍵。因此選擇適當的展層溶劑,使被分離物質在溶劑與聚酰胺表面之間的分配系數能有較大差異,經過吸附與解吸的展層過程,可以一一分離。
實驗器材及試劑
器材:聚酰胺薄膜(7cm×7cm)、小鐘罩、吹風機、小離心管、毛細管、紫外分析儀、小培養皿、移液槍
試劑:pH9.9 的標準賴氨酸、丙氨酸、苯丙氨基酸,混合氨基酸;展層液(以甲酸:水==1.5:100配制)
操作方法
1、DNS-Cl標記PH9.9的標準氨基酸
取4個小離心管,分別加入三種標準氨基酸以及混合氨基酸各30微升,在各加入30微升DNS-Cl丙酮溶液,充分混合。然后將4個離心管在37度水浴中保溫1h。 2、點樣
在距邊0.5cm處畫一基線,在上面每隔1.5 cm畫—點作為點樣位置。用毛細管取樣,點在聚酰胺薄膜點樣位置上,點樣直徑不得超過2mm,若需要多次點樣時,應當將**次樣品點吹干后,再點第二次。 3、展層
將點完樣的聚酰胺薄片光滑面向外,聚酰胺面向內,箍以線圈或膠片圈(將舊的35 mm照相底片在1 mol/L氫氧化鈉溶液中煮沸4小時,然后用水沖洗干凈,做成小箍即可用)。展層容器用小干燥器或小鐘罩,內放一小培養皿,倒入5-10 mL展層溶劑進行展層,以溶劑前沿走到距邊約0.5cm為度(約10~20分鐘),取出薄片,然后用吹風機吹干。 4、透射
將聚酰胺薄膜**于紫外分析儀中,觀察熒光斑點。
實驗結果
實驗結果圖譜(鉛筆勾線)(從左到右依次為丙氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、混合樣品)
注意事項
1、水浴時檢查水浴鍋是否漏水,若漏水應及時處理。2、向離心管中加入氨基酸時要做好標記,以免弄混。
3、實驗中要保護好聚酰胺薄膜,拿的時候要拿光滑面,粗糙一面不得沾水污染,也不得有劃痕,否則會影響實驗結果。
4、點樣時注意毛細管的內徑,若是1mm則點樣一次,若是0.7或0.8mm則點樣2到3次。
5、每次點完樣要用電吹風的冷風吹干。 6、點樣的直徑**好不要超過2mm。
7、展層時注意展層液液面不能高過點樣處,否則樣品會溶于展層液。薄膜在展層液中應保持直立,不可卷曲成漏斗狀,否則會使樣品路徑不平行,影響準確性。 8、圈畫斑點時要戴手套,隔著玻璃觀察,防止紫外線傷害。
分析討論
1、水浴時要確保離心管與架子卡死,否則會使離心管漂在水面上,影響水浴效果。離心管的蓋子也要蓋好。
2、點樣時毛細管碰一下薄膜即可,若接觸時間過長會使點樣的直徑過大。點樣間的間距控制在1到1.5cm,太近可能會有樣品重疊。點樣應處于一條線上,該線距離膜端0.5cm左右。點樣前可用鉛筆畫一條直線,畫線時力度不可過重,否則影響實驗。點樣的力度也要控制好,不可用力過猛。
3、展層時薄膜用橡皮筋束縛成半圓狀立于裝有展層液的平皿中。建議使用兩個橡皮筋捆綁,否則容易使薄膜卷曲變形。用棉線綁薄膜更好,因為橡皮筋可能會帶有某些有機物,產生多余的斑點。 #p#分頁標題#e#
4、當DNS-Cl過多時會產生DNS-NH2,后者在紫外照射下顯示藍色熒光。所以薄膜中間會有四個藍色熒光。而賴氨酸與DNS-Cl反應生成DNS-ε-賴氨酸的同時也生成了DNS-雙-賴氨酸,所以賴氨酸的條帶有兩個黃綠色熒光斑點,一個為點狀,另一個呈月牙形。
5、樣品中有兩個斑點,分別與丙氨酸、苯丙氨酸等高,說明樣品中含有丙氨酸和苯丙氨酸兩種氨基酸,而不含有賴氨酸。
6、在圈畫斑點時要戴手套,用鉛筆輕輕畫線,否則很容易刺破薄膜。