金屬螯合親和層析

          固定化金屬螯合親和層析是建立在蛋白質(zhì)表面的氨基酸與固定化金屬離子的親和力的不同來進行蛋白質(zhì)分離。標簽蛋白純化、高效、經(jīng)濟、簡單，所以將標簽與蛋白融合表達在科研工作中被廣泛應(yīng)用。由于His標簽分子量小、不影響目標蛋白的結(jié)構(gòu)和功能且能在變性條件下進行純化，是目前分離純化生物工程蛋白質(zhì)產(chǎn)品最有效的工具之一。

       固定化金屬螯合親和層析在生物分子純化方面具有很多優(yōu)點：(1)與蛋白結(jié)合力強、容量大，可用于工業(yè)生產(chǎn)；(2)洗脫條件溫和，純化過程不會改變靶蛋白的功能活性；(3)使用壽命長，通過清洗-再生可以長期反復(fù)使用；(4)選擇性多，根據(jù)實際情況篩選最適宜的分離純化條件（選擇不同的純化介質(zhì)或螯合不同的過渡金屬離子）。

應(yīng)用現(xiàn)狀

       固定化金屬螯合親和層析（MCAC）適用于某些蛋白質(zhì)、酶、氨基酸及肽的分離純化以及可逆螯合金屬離子的核苷酸、激素、抗體等物質(zhì)的分離純化。

1.用于分離純化His標簽蛋白

       His標簽蛋白與其他雜質(zhì)蛋白質(zhì)相比，對金屬離子有更高的特異性，在分離純化后再用化學法或酶法將標簽切掉，從而得到目標蛋白。

2.用于蛋白質(zhì)的分析

       MCAC可用于糖基化和磷酸化（糖基化和磷酸化的會改變蛋白對金屬離子的結(jié)合能力）分析和研究蛋白質(zhì)的相互作用。

3.用于蛋白質(zhì)的復(fù)性

       變性蛋白質(zhì)能吸附在固相介質(zhì)上，控制變性劑除去的速度，蛋白質(zhì)可以逐步折疊復(fù)性，MCAC可避免伸展的多肽分子之間形成聚集體。

4.其他領(lǐng)域的應(yīng)用

       過渡金屬親和吸附蛋白的特性也成功應(yīng)用在生物傳感器和蛋白質(zhì)芯片領(lǐng)域。

       固定化金屬螯合親和層析方法的選擇和建立

       由于蛋白質(zhì)表面的氨基酸的種類、數(shù)量、位置和空間構(gòu)象不同，導(dǎo)致蛋白質(zhì)與過渡金屬的結(jié)合能力的不同，因而需根據(jù)具體情況選擇最優(yōu)的層析介質(zhì)和過渡金屬。常見的MCAC介質(zhì)及其性能參數(shù)見下表（表1）。

表1：常見的MCAC介質(zhì)及其性能參數(shù)

圖1：MCAC介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2a：IDA/NTA/IMAC介質(zhì)的清洗方式

圖2b：TED/EXCEL介質(zhì)的清洗方式

原核表達His標簽蛋白的純化工藝

可溶蛋白純化工藝流程 

 包涵體純化工藝流程

真核表達His標簽蛋白的純化工藝

純化工藝流程一（Ni-IDA/Ni-NTA/Ni-IMAC）

***：緩沖液置換方法及其優(yōu)劣對比分析

純化工藝流程二（Ni-TED）

發(fā)展趨勢

鑒于生產(chǎn)的高效性、經(jīng)濟性和目標蛋白特定需要，快速、高效的金屬螯合層析介質(zhì)將逐步取代傳統(tǒng)介質(zhì)。

本文中書寫淺入淺出，如有紕漏之處還望各位讀者批評指證。由于大分子物質(zhì)的多樣性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，生產(chǎn)和實踐操作中會遇到眾多異常和難以詮釋之處，歡迎大家溝通交流。

參考文獻

1.魏琪，鮑時翔，姚汝華. 固定化金屬螯合親和層析技術(shù)研究進展

2.景志剛，楊春瑜，楊春莉，劉海玲. 固定化金屬螯合親和層析介質(zhì)及其應(yīng)用研究進展

3.王紅艷，朱建星，張萬忠. 金屬螯合親和層析介質(zhì)及應(yīng)用研究的進展