蛋白分離純化方法之疏水相互作用層析法

由于在自然界生命活動(dòng)中起重要作用的蛋白質(zhì)在機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的濃度比較低，并且存在于細(xì)胞的各個(gè)機(jī)構(gòu)中的蛋白質(zhì)幾乎都是以復(fù)雜的混合形式存在的。為了在不破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)及一級(jí)結(jié)構(gòu)，和不影響其生理功能的情況下，把蛋白質(zhì)分離、純化出來(lái)，需要使用一些技術(shù)，如重組蛋白純化技術(shù)。疏水相互作用層析法是蛋白分離純化的一種方法。

制備高純度的藥用蛋白，必須依靠先進(jìn)的分離技術(shù)，層析技術(shù)具有分離效率高、條件溫和、選擇性強(qiáng)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，是生物大分子分離純化最有效的手段之一。蛋白質(zhì)具有蛋白表面疏水性的特性，蛋白表面疏水性對(duì)于維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定構(gòu)象及生物活性有著重要作用，同時(shí)又是疏水作用為主的層析分離蛋白質(zhì)方法的重要依據(jù)。疏水相互作用層析法，可以根據(jù)生物分子的疏水性強(qiáng)弱差異而實(shí)現(xiàn)分離純化，己經(jīng)被廣泛地用于重組蛋白分離和重組蛋白純化等。

疏水相互作用層析法（HIC法）的進(jìn)行重組蛋白純化的機(jī)理如下：生物分子表面的疏水基團(tuán)在高鹽濃度下逐漸暴露，通過(guò)疏水相互作用與介質(zhì)的疏水配基結(jié)合；鹽濃度下降，分子表面水化程度增加，導(dǎo)致疏水相互作用減弱，從而實(shí)現(xiàn)洗脫。

在蛋白質(zhì)的整體結(jié)構(gòu)中，疏水性氨基酸殘基往往存在于蛋白質(zhì)的內(nèi)部，少數(shù)的也出現(xiàn)在蛋白質(zhì)的表面，而疏水相互作用層析是根據(jù)蛋白質(zhì)親水疏水的性質(zhì)進(jìn)行分離的。高濃度鹽的水溶液中蛋白在柱上保留，在低鹽或水溶液中蛋白從柱上被洗脫，因此特別適用于濃硫酸銨溶
液沉淀分離后的母液以及該沉淀用鹽溶解后含有目標(biāo)產(chǎn)品的溶液直接加樣到柱上，也適用7 mol/L 鹽酸胍或8mol/L 脲的大腸桿菌治療蛋白提取液直接加樣到柱上，在分離的同時(shí)也對(duì)其進(jìn)行了復(fù)性。疏水層析具有較少使多肽變性的特點(diǎn)。美迪西提供重組蛋白純化服務(wù)，可以為客戶在蛋白表達(dá)純化方面提供多種選擇，包括從方案設(shè)計(jì)、基因優(yōu)化、表達(dá)條件優(yōu)化到純化的技術(shù)體系，以提高客戶的目的蛋白表達(dá)水平。

不同類(lèi)型鹽離子與蛋白質(zhì)作用時(shí)釋放水分子的情況不同，不同鹽類(lèi)在疏水層析中增強(qiáng)蛋白疏水作用的強(qiáng)弱順序：Na₂S0₄>K₂S0₄>(NH₄)₂S0₄>Na₂HP0₄>NaCI>NH₄CI>NaBr>NaSCN。疏水相互作用是疏水相互作用層析法（HIC法）分離的理論基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)的表面疏水性大小決定了疏水層析過(guò)程蛋白質(zhì)的保留行為，因此通過(guò)分析蛋白質(zhì)在HIC柱上的容量因子，還可以間接反映蛋白質(zhì)的表面疏水性強(qiáng)弱。

如有研究者采用疏水相互作用層析分離重組人干擾素α2b，去除干擾素樣品中的二聚體，得到高純度的干擾素用于進(jìn)一步的研究^[1]。首先采用陽(yáng)離子交換層析純化復(fù)性重組人干擾素α2b，去除了大部分的雜蛋白，然后采用疏水相互作用層析純化重組人干擾素α2b，去除復(fù)性過(guò)程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤折疊體和二聚體，并考察鹽濃度、pH值、流速和洗脫液中尿素對(duì)疏水相互作用層析純化效果的影響。該研究者確定了疏水層析純化重組人干擾素α2b的最優(yōu)條件，成功提取到具有高活性、高純度的重組人干擾素α2b純品。

疏水相互作用層析法雖然在蛋白分離和蛋白純化上具有一定的作用，但是同時(shí)也存在一些不足之處。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前對(duì)于對(duì)蛋白質(zhì)的研究也是日益深入。當(dāng)研究某一種蛋白質(zhì)的功能，需要進(jìn)行重組蛋白純化時(shí)，應(yīng)在了解目的蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同分離技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)相結(jié)合使用最佳的分離工藝以便得到濃度高、純度高的物質(zhì)，進(jìn)而得到較好的效果。

[1] 疏水相互作用層析分離重組人干擾素α2b[J].