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al-抗胰蛋白酶(Alpha-1 Antiaypsin,以下都简称ocl-AT,),在体内主要由肝脏合成。在电泳中,其迁移位点位于al蛋白带,因而又被称为al-蛋白酶抑制剂(Alpha-1 Proteinase Inhibitor,al-PI)。a1-AT是体内最重要的蛋白酶抑制物,主要抑制胰蛋白酶和弹性蛋白酶的活性,作为血液制剂,al-AT主要用于因遗传性a1-AT缺乏而引起的肺气肿患者的终身替补治疗以及肺部炎症疾病的防治,在临床上有比较广泛的应用前景。
本文根据猪血浆中al-AT与人al-AT理化性质的相似性,参考人al-AT的制备方法,从猪血浆中提取纯度较高的al-AT。主要方法为盐析、离子交换层析、亲和层析和凝胶过滤层析,经过这四步后,活性和纯度大大得到提高,酶活性回收率为11.0%,纯化倍数达到25.6倍。
对离子交换层析,亲和层析和凝胶过滤层析的条件进行了优化,得出最佳分离条件,最大程度的保留了目的蛋白活性,获得了较高的回收率。离子交换层析所选择的条件为:平衡缓冲液为0.05mol/L,pH6.4 PBS;上样浓度2.0mg/mL,上样50mL,上样流速为1.0ml/min;洗脱液为0.05mol/L,pH6.4,含0.5:mol/LNaClPBS,洗脱流速2.0m1/min,采用一步洗脱的方式洗脱。亲和层析所选择的条件为:上样浓度1.0 mg/mL,上样10mL,上样流速为0.5mg/mL;洗脱液为0.05mol/L,pH7.6,含0.5 mol/LNaCl,0.2mol/L a-甲基-D-葡萄糖苷Tris-HCI缓冲液,洗脱流速1.0m1/min,采用一步洗脱的方式洗脱。凝胶过滤层析所选择的条件为:上样浓度为10mg/mL,上样5mL,洗脱液为0.05mol/L,pH7.6 Tris-HCl缓冲液,洗脱流速为0.5m1/min。
接下来本文对猪a1-AT的理化性质进行了研究,主要有al-AT的紫外吸收,分子量,糖含量,等电点和氨基酸组成,并制备了抗血清。对a1-AT光吸收波谱扫描,得出猪a1-AT的紫外吸收峰在260-300nm之间,其中波谷在260nm,波峰在280nm;SDS-PAGE电泳检测了每步的纯度并测定了a1-AT分子量,得出a1-AT分子量为52.98KDa;SDS-PAGE电泳后的凝胶用过碘酸-schiff试剂染色,表明a1-AT为糖蛋白;进一步用苯酚一硫酸法测定其含糖量为12.20%;等电聚p焦电泳法测αl-AT的等电点,得出其等电点为4.0、4.2、4.5,较明显的为4.2这条带;高效液相法分析待测α-AT与标准人αl-AT的氨基酸组分,由于待测αl-AT与标准人αl-AT纯度不够高,因此测得结果部分氨基酸的含量相差较大,无法进行比较;纯化出的猪αl-ART免疫兔子,制备出兔抗猪抗血清,经琼脂糖免疫双扩散检测出其抗血清的效价为1∶16。
影响αl-AT活性的因素主要有温度、pH和保存时间,冻融次数等。Αl-AT活性能保持较高水平的条件是温度在4—40℃;pH值在6.0-10.0;αl-AT应保存在低温下,偏碱的缓冲液中,分装保存,减少冻融次数。长期不用,-20℃保存较好,活性下降较小。
另外,本文还对αl-AT抑制胰蛋白酶的反应动力学进行了研究。确定了合适的反应时间为10min,BAPNA溶液浓度为0.2mg/mL,胰蛋白酶的浓度为4.0mg/mL;米氏Km=3.42 mg/mL,最大反应速度V<,max>=0.048 mg/(min-mL)。
通过对猪αl-AT和人αl-AT理化性质的比较,得出大部分性质是一致的,其小部分性质的差异是由本身的结构所造成的,需要进一步研究。这些对比的结果,可作为猪αl-AT以后可能替代人猪αl-AT的理论基础。