实验一猪血中超氧化物歧化酶(sod)的分离纯化及活力测定。
一、原理。超氧化物歧化酶(superoxide orgoteindismutase,sod)是一种能专一地清除超氧离子自由基(o2-)的金属酶,他具有抗衰老、抗辐射、抗炎和抗癌等作用,因而在医药、化妆品、食品工业等方面具有了广泛地应用前景。
sod是一种酸性蛋白,对热、ph和蛋白酶的水解较一般酶稳定。按照它所含金属离子的不同,可分为cu---zn---sod、mn---sod、fe---sod等三种。
cu---zn---sod为二聚体,呈蓝绿色;mn---sod呈紫红色;fe---sod呈褐色。
sod催化下述反应:2h++2o2-→h2o2+o2。机体内o2-的过量和不足均对机体不利,sod对过量的o2-的及时清理保证了机体内o2-的含量相对平衡。
机体内的o2-的形成可分为病理性和生理性两方面。在一些正常的生理过程中会形成一些o2-。例如:
呼吸链中电子传递结果可产生一些o2-。在某些疾病(如氩中毒、辐射病等)过程中产生大量的o2-,如不及时清理,会对细胞损伤。sod将o2-歧化为h2o2,而过氧化氢(物)酶、谷胱甘肽过氧化酶可以催化过氧化氢分解,在机体内形成一套解毒系统,对机体起防护作用。
本实验采用有机溶剂沉淀法以新鲜猪血为原料,从中提取sod并进行纯化。酶活力测定可用以下方法:邻苯三分自氧化法、黄嘌呤氧化酶法、nbt光还原法、化学发光法、肾上腺自氧化法、亚硝酸法等。
该实验sod酶活性采用邻苯三分自氧化法测定,酶活性单位定义为:每毫升反应液中,每分钟抑制邻苯三分自氧化速率达50%的酶含量定义为一个酶单位。
样品中蛋白质含量用考马斯亮蓝g-250法测定。考马斯蓝g-250(coomassic brilliant blue g-250)在游离状态下呈紫红色,与蛋白质结合呈现蓝色。在一定范围内,溶液在595nm波长下的光密度与蛋白质含量成正比,可用比色法测定,测定范围1-1000ug。
二、实验试剂与器材。
试剂]1 sod的提取。
acd抗凝剂:柠檬酸10g,柠檬酸钠30g,葡萄糖25g,用适量蒸馏水溶解并稀释至1000ml.
0.9%nacl:称取0.9g,溶于100ml蒸馏水中。
丙酮。95%乙醇。
氯仿。2sod活力测定。
50mmol/l ph8.3磷酸缓冲液。
10mmol/l edta钠盐溶液。
3mmol/l 邻苯三酚溶液(用10mmol/l盐酸配制)
3考马斯亮蓝g-250法测蛋白质。
考马斯亮蓝g-250试剂:称取100mg考马斯亮蓝g-250,溶于50ml95%乙醇中,加入100ml85%(w/v)的磷酸,蒸馏水定容至1000ml。此试剂常温下可保存30天。
标准蛋白质溶液:精确称取结晶牛血清白蛋白25mg,加蒸馏水溶解并定容至100ml。吸取上述溶液40ml,用蒸馏水稀释至100ml,即为100ug/ml的标准蛋白质溶液。
器材]752分光光度计;分析天平;具塞试管;刻度吸管;(1ml,5ml);离心机;烧杯(50ml)。
三、操作步骤。
1 sod的提取。
1.1 取新鲜猪血20ml(预先按0.15:
1(v/v)的比例加入acd抗凝剂),4000r/m,10min,去上层血浆,取下层红血球粘稠液,并量其体积,然后加入2倍体积的0.9%nacl溶液清洗,4000r/m,10min,弃上层清液,再加入2倍体积的0.9%nacl溶液重复清洗一次,4000r/m,10min,得洗净的红血球浓稠液(7.
5ml)。
1.2 向洗净的红血球中加入等体积的蒸馏水,剧烈搅拌30min,使其充分溶血。再向溶血液中缓慢加入预冷的0.
25倍体积的95%乙醇溶液(3.75ml)和0.15倍体积的氯仿(2.
25ml),匀浆呈暗红色,再继续搅拌15min,4000r/m,10min,去变性蛋白沉淀物,得上层液(记体积v1:7.25ml),留样1ml。
将上层液用多。
层纱布进行粗滤,以除去上层液中的漂浮物,然后将清夜在65-70℃恒温水浴中进行热处理,15min后取出迅速冷却至室温,4000r/m,5min除沉淀,得浅黄色粗酶液(记体积v2:5.65ml),留样1ml。
1.3 向粗酶液中加入等体积的丙酮溶液,冰箱(-20℃)中静置1h,4000r/m,10min弃上清液,得沉淀。将沉淀物用等体积预冷的丙酮溶液洗2次,离心收集沉淀,自然干燥即得淡绿色成品,按1mg/ml溶于蒸馏水,备用。
(本实验加入3ml蒸馏水进行溶解,记体积v3:3ml)
2sod活力测定。
2.1 邻苯三酚自氧化率的测定。
取4.5ml 50mmol/l ph8.3的磷酸缓冲液,4.
2ml蒸馏水和1ml10mol/ledta-na2溶液,混匀后在25℃水浴保温20min,取出后立即加入25℃预热过的邻苯三酚溶液0.3ml,迅速摇匀,倒入光径1cm的比色杯内,用10mmol/l hci作空白,325nm波长下每隔30秒测光密度值一次,整个操作在4min内完成,计算出每分钟a325的增值,此即为邻苯三酚自氧化率。要求自氧化率控制在0.
070/min左右。
2.2 酶活力测定。
操作与[1]一致,加入邻苯三酚前,先分别加入50μl、40μl、20μl的sod样液,蒸馏水则减少相应的体积,同理测其光密度值,计算加酸后邻苯三酚自氧化率。
2.3 酶活性单位的计算。
根据酶活性单位的定义,按下列公式计算酶活性:
a0-am)/a0*100样液稀释倍数。
单位活性(u/ml)=*反应液总体积数*
50样液体积。
其中,a0为邻苯三酚自氧化率;am为加酶后邻苯三酚自氧化率。
总活性(u)=单位活性*酶原液总体积。
3 蛋白质含量测定(考马斯亮蓝g-250法)
3.1 标准曲线的制作:取6支具塞试管,编号,按下表加入试剂:
塞上盖子,摇匀。注意各管振荡程度尽量一致。在595nm波长下比色测定光密度值,比色应在1h内完成。以牛血清蛋白质含量(ug)为横坐标,光密度值为纵坐标,绘出标注曲线。
3.2 样品中蛋白质含量的测定。
将待测的sod溶解并解释到一定浓度,取1支具塞试管,准确加入50μl、200μl、100μl样品提取液,加入相应蒸馏水0.975ml、0.8ml、0.
9ml和5ml考马斯亮蓝g-250试剂,其余操作与标准曲线制作相同。
3.3 蛋白质含量计算。
根据所测样品提取液的光密度,在标准曲线上查到相应的蛋白质含量,计算其浓度。
3.4 结果处理。
利用考马斯亮蓝g-250法测定每毫升酶原液蛋白质毫克数。
单位活力(u/ml)总活力。
比活力(u/mg)=
单位蛋白质浓度(mg/ml)总蛋白质(mg)
四、实验结果。
1 测定邻苯三酚自氧化率。
表1加酶前邻苯三酚溶液光密度值。
计算得邻苯三酚自氧化率a0=0.074/min
2 测定加酶后邻苯三酚自氧化率。
表2加酶后邻苯三酚溶液光密度值。
注:样1、样2、样3分别表示除血蛋白血清、热变性后上清、丙酮沉淀后的样品,下同)
计算得各样品溶液中邻苯三酚自氧化率分别为:
a1=0.032/mina2=0.036/mina3=0.50/min
3 酶活性单位的计算(单位活性、总活性)
表3各样品酶活性单位计算值。
4 蛋白质含量测定。
4.1 制作标准曲线。
表4标准蛋白液的595nm处的光密度值。
根据上表绘制标准曲线,如下图:
4.2 蛋白质含量计算。
通过公式y = 0.006x + 0.0389计算样品中蛋白质含量,如下表:
表5各样品中蛋白质含量。
5 综上可得本次试验结果总表,如下:
表6实验结果汇总。
五、分析讨论。
1、本实验纯化过程中,蛋白质含量、酶总活性逐渐降低,酶活性、比活性逐渐增加,表明纯化倍数逐渐增大,实验基本成功。
2、本实验中,丙酮沉淀后的酶**率较低,说明实验操作过程还需注意,应争取通过严谨的实验操作以提高酶**率。
3、本实验中蛋白质标准曲线r2=0.9719,表明用所得函数计算出的样品蛋白质含量较可靠;操作中应重复测量光密度值,用平均值作图,以期得出更为准确的数学函数;样品1中的蛋白质含量偏高,表明在提取sod第一步中蛋白质未充分分离沉淀,导致含量偏高,实验操作时需要注意。
4、实验中由于需要留样,导致酶的**率比实际值偏低,操作时应注意保证溶液的绝对量或计算时用矫正公式计算,以减少或消除因留样而产生的误差;在进行剧烈搅拌时,调节好置放装置位置和转速,以免溶液溅出,降低**率。
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