【4.3.2】蛋白质和核酸的沉淀（Precipitation）

一、蛋白质沉淀(Precipitation of proteins)

凡是能破坏水化膜和（或）能中和表面电荷的物质均会导致溶液中的蛋白质发生沉淀。导致蛋白质发生沉淀的因素有：既破坏水化膜又中和电荷的中性盐；中和电荷的等电点pH；破坏水化膜的有机溶剂；中和电荷的生物碱等。不导致蛋白质变性的沉淀方法经常用于蛋白质的分离、纯化。

（1）盐析。在蛋白质溶液中加入一定量的中性盐，可使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析（salting out）。发生盐析的原因是盐在水中迅速解离后，与蛋白质争夺水分子，破坏了蛋白质颗粒表面的水化膜。另外，离子可大量中和蛋白质表面上的电荷，使蛋白质成为既不含水化膜又不带电荷的颗粒而聚集沉淀。盐析时所需的盐浓度称为盐析浓度，一般用饱和百分比表示。不同蛋白质的分子大小及带电状况各不相同，盐析所需的盐浓度也就不同。因此，可以通过调节盐浓度，使混合液中不同的蛋白质分别沉淀析出，从而达到分离的目的，这种方法称为分段盐析。硫酸铵是盐析中最常用的中性盐[。

有时，在蛋白质溶液中加入的中性盐的浓度较低时，蛋白质溶解度不降反增，这种现象称为盐溶（salting in）。产生盐溶现象的原因是蛋白质颗粒上吸附某种无机盐离子后，蛋白质颗粒带同种电荷而相互排斥，同时与水分子的作用得到加强，从而导致溶解度提高。

（2）pI沉淀((pI precipitation))。当蛋白质溶液处于pI时，蛋白质分子主要以两性离子形式存在，净电荷为零。此时蛋白质分子失去同种电荷的排斥作用，很容易聚集而发生沉淀，这种沉淀蛋白质的方法叫pI沉淀。pI沉淀既可用来分离蛋白质，也可用来粗略测定某种蛋白质的pI。

（3）有机溶剂引起的沉淀(Addition of organic solvent)。某些与水互溶的有机溶剂（如甲醇、乙醇、丙酮）可使蛋白质产生沉淀，是因为这些有机溶剂和水的亲和力大，能破坏蛋白质表面的水化膜，从而使蛋白质的溶解度降低。此法也可用于蛋白质的分离、纯化。

（4）重金属盐作用造成的沉淀(Addition of heavy metal salts)。当蛋白质溶液的pH大于其pI时，蛋白质带负电荷，这时如果遇到重金属，会与重金属离子结合形成不溶性的蛋白盐而沉淀。由于重金属的作用通常会蛋白质失活，因此很少用它来纯化蛋白质。

（5）加热(Heating)

二、核酸沉淀(Precipitation of nucleic acids)

水相中的核酸可在一定盐浓度下，使用2.5~3倍体积的冷无水乙醇和少量无机盐进行沉淀。

1. DNA:加乙醇和盐(DNA: Add ethanol and salt, usually Sodium acetate)
2. RNA:加异丙醇(RNA: Add isopropyl alcohol)

参考资料

• 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件