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还原剂DTT与TCEP在提取羊毛角蛋白中的对比

2017-12-11
        再生角蛋白有许多优异的特性,可应用于不同的领域,因此角蛋白的回收利用越来越受到人们的重视。羊毛是由角蛋白组成的天然高分子材料,是可再生蛋白质的重要来源之一,因而溶解羊毛提取角蛋白是当前的研究热点之一。溶解羊毛的关键是打开二硫键,破坏羊毛大分子间的横向联系,又要使所得角蛋白大分子降解最小,所以还原剂的选择十分重要。DTT和TCEP盐酸盐均是二硫键的还原剂,下面将对二者在羊毛角蛋白提取中的应用进行对比。
        DTT法提取羊毛角蛋白:将一定质量的羊毛加入金属盐ZnCl2与表面活性剂SDS溶液中,调节pH值,室温下放置30min后通过微波辅助水解,从微波反应器中取出后倒入三口烧瓶,再逐步滴加还原剂DTT溶液(使用过程中需通入纯氮气隔绝空气),调节温度并均匀搅拌,反应2h后得到羊毛角蛋白溶液,过滤未溶羊毛并水洗干净,烘干;用10mol·L-1的盐酸溶液调节羊毛溶解后所得滤液,再通过透析除去粗溶液中的金属盐、表面活性剂、未反应的还原剂等小分子残余试剂,得到羊毛角蛋白原液[1]。
        TCEP法提取羊毛角蛋白:将一定质量的碎羊毛溶解于装有TCEP溶液的烧杯中,浴比为1:15;再向其中充入氮气,在90℃恒温水浴中加热12h;将反应后的羊毛溶液抽滤,液体放入透析袋中,然后置于去离子水中透析,每隔3h换一次水,36h后离心、冷冻干燥得到角蛋白[2]。
        通过对比发现,两种方法都能够提取羊毛角蛋白,但是DTT往往无法还原包埋于蛋白质结构内部的二硫键,TCEP溶解羊毛的效果更好。而且DTT容易被空气氧化,溶液配制后需要冷冻保存,在溶解羊毛过程中引入惰性气体处理,确保DTT的还原有效性;TCEP对还原二硫键选择性极强,对保持角蛋白的分子量有很好的作用,并且几乎没有与半胱氨酸之外的其它氨基酸反应,能在更宽的pH值范围包括酸性条件(pH值3)下使用,从而有效减少酰胺键的水解。
        角蛋白再利用的关键技术之一,是如何获得符合要求的角蛋白溶液,而分子量的大小决定了角蛋白的用途。TCEP对二硫键有高度地选择还原性,能够最大限度的抑制羊毛中酰胺键的水解,这对以后角蛋白液的应用提供很大的便利,同时TCEP的反应活性温和、易溶、毒性小,更容易操作,在空气和水溶液中具有较高的稳定性,是DTT公认的良好替代物。
参考文献
[1] 曾春慧,马悦,陈子成,等. 羊毛角蛋白的提取及其捕获甲醛性能研究. 中国皮革,2017,46,35-40.
[2] 王闻宇,马玉单,陈立娟,等. 基于三羧基乙基磷的羊毛角蛋白提取及其性能. 天津工业大学学报,2015,34,11-15.
相关链接:DTT
                 TCEP盐酸盐
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑