硫酸铵的盐析作用_高娃
2000年9月第13卷 第3期
内蒙古教育学院学报(自然科学版)
JoumalofInnerMongoliacollegeofEducation(NaturalScienecEdition)
Sep.2000Vol.13.No.3
硫酸铵的盐析作用
★高 娃
(呼和浩特市郊区教研室 邮编010022)
[中图分类号] G611.65 [文献标识码] B [文章编号]1008-7451(2000)03-0045-2
蛋白质溶液具有胶体性质,分子颗粒直径在胶
体微粒范围之内(1~100nm)。蛋白质溶液中加入较浓的盐溶液(如NaCl、Na2SO4、MgCl2、(NH4)2SO4等)时,可使蛋白质从溶液中沉淀出来,此种作用称为盐析。由于这些盐类都是强电解质,在水中全部电离成离子,这些离子有强烈的水化作用,可破坏蛋白质颗粒表面的水化膜,并能中和蛋质颗粒所带的电荷,因而能使蛋白质的胶体溶液凝聚而析出沉淀的。
在蛋白质的盐析实验中,我们最常用硫酸铵的饱和溶液作为盐析剂,因为硫酸铵具有特别显著的盐析作用,不论在弱酸性溶液中还是在中性溶液中
都能使蛋白质沉淀。其它的盐需要使溶液呈酸性反应才能盐析完全,用硫酸铵时,使溶液呈酸性也能大大加强盐析作用。硫酸铵具有特别显著的盐析作用的原因,在化学教科书中没有解释。笔者在参阅了有关资料的基础上进行了分析研究,现把一些想法写出来与大家共同商讨。
一、硫酸铵具有较大的溶解度
比较常用几种盐在水里的溶解度,可知硫酸铵的溶解度较大,其溶液中具有较多的离子电荷和较大的离子浓度。
常用几种盐在水里的溶解度(10℃)
盐溶解度/克
(NH4)2SO4
73.0
NH4Cl33.3
NaCl35.8
Na2SO49.0
MgCl253.5
二、盐析作用既与离子浓度有关,又与离子的本性有关
实验证明,盐析蛋白质溶液时,中性盐的负离子的种类对盐析能力大小起决定性作用,负离子的负价数愈高,这种盐的盐析能力愈强,当然,正离子的种类对盐析能力也有一定的影响。霍夫密斯特
硫酸铵的盐析作用
(Hofmeister)比较了多种钠盐对蛋白质溶液的盐析能力,得到了下列次序,这个序列叫霍夫密斯特感胶
-离子序。即:柠檬酸根3->酒石酸根2->SO2>4-CH3COO->Cl->NO3>I->CNS-。由此可见,可
中蛋白质分子呈阳离子形式存在,在碱性溶液中呈阴离子形式存在,只有在适宜的pH时,蛋白质分子能以偶极离子的形式存在,所带正负电荷相等,此时溶液的pH叫做该蛋白南的等电点(pI)。蛋白质在等电点时,分子呈中性,分子间的斥力最小而溶解度最小,最易于沉淀。不同的蛋白质具有不同的等电
溶性硫酸盐具有较强的盐析能力。
三、蛋白质是由氨基酸组成的
点。卵清蛋白(通常用此作蛋白质的盐析实验)的等电点的pI为4.9,酪蛋白为4.6,胰岛素为5.3,血红
不论肽链有多长,链端上总有自由的氨基和羧基存在,此外肽链的侧链中也有游离的碱性基因和酸性基团,这些基因都能在溶液中碱性游离或酸性游离。游离程度和离子性质则与溶液pH和蛋白质游离基因的性质和数目有关。
蛋白质的两性电离可能用下式表示:
NH2Pr
COOH
蛋白为6.8。硫酸铵是强酸和弱碱所生成的盐,水解后使溶液显酸性,饱和硫酸铵溶的pH约5.2(10℃时测定值),接近卵清蛋白的等电点。因此,在其他条件相同的情况下,用饱和硫酸铵溶液作为蛋白质和盐析试剂现象最明显。
参考文献
[1]周祖康等.胶体化学基础.北京大学出版社,
1991.
[2]邢其毅等.基础有机化学(下册).高等教育出版
-H
NH+3Pr
COOH
H+OH
+
NH3
NH2Pr
COO-(阴离子)pH>pI
社,1984.
[3]蒋亦芹.物理化学.华中师范大学出版社,
1988.
[4]杨文治.电化学基础.北京大学出版社,1985.
Pr
COO-
(阳离子) pH
(偶极离子) pH=pI
在上式中Pr表示蛋白质大分子。在酸性溶液