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蛋白质在溶液中的尺寸有多大？
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最近在修改一篇论文，需要几个蛋白质的水力学尺寸（Hydrodynamic diameter），从文献中找到一些数据，但是发现文献之间的尺寸不统一，也没有给出测试条件，有一篇文献需要水力学尺寸，引用的却是蛋白质的晶体结构尺寸。而在网上论坛，甚至有人说溶于水的蛋白质和溶液性质一样，不可能得到水力学尺寸的数据。为了得到比较可靠的数据，也为了方便后人参考，于是准备自己动手测一下。
我使用的蛋白质有四种，分别为BSA（牛血清蛋白，来之百灵威，批次为Lot L230L05），BLG（beta乳球蛋白，来之Sigma，批次为Lot 019K7355），Papain（木瓜蛋白酶，来之Sigma，批次为Lot 110M7017V），Amyloglucosidase（淀粉葡糖苷酶，来之Sigma，批次为Lot 0001417720）。
实验步骤为：称取蛋白质约2 mg，加入1.95 mL纯水，再加入50 μL, pH 7.4, 200 mM的磷酸盐缓冲液。最后得到2 mL, 1mg/mL, 盐浓度5 mM, pH值为7.4的蛋白质水溶液。室温放置8小时后，取蛋白质溶液1 mL，利用马尔文公司的Zetasizer测试蛋白质溶液的粒径。
得到的强度分布（Intensity weighting）结果如图1所示：
可以看到，蛋白质在溶液中有部分团聚现象发生，而团聚对强度分布的影响很大。不同蛋白质团聚的程度也不一样。经验表明对小粒子测试粒径的时候，即使使用过滤头过滤，得到的粒径强度分布往往还是有团聚的现象。图2显示的相关系数也表明不同蛋白质的团聚程度：
papain的相关系数曲线转折点靠后，团聚程度最大，BLG其次，而BSA和Amyloglucosidase的团聚程度最小。
为了消除大粒径团聚体对粒径测试的影响，我们可以参考体积分布（Volume weighting/Mass weighting）的结果。因为团聚体占的体积分数一般不大，粒径显示的是大部分不团聚的蛋白质尺寸，其结果如图3所示：
参考蛋白质的分子量、三级结构以及文献的数据，表明体积分布的尺寸接近于蛋白质单分散的尺寸，于是结果便得到了。另外，从Zetasizer还可以得到Z均的数据，但是由于部分团聚体的存在导致PDI的增大，其参考价值不大。光散射强度也在一定程度上表明不同蛋白质团聚程度的大小，详细结果见表1：
注：论文已发表，请参见：Biomacromolecules, 2013, 14(3): 818
https://blog.sciencenet.cn/blog-339334-630150.html
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