Ⅰ 给出一种酶，如何设计其纯化方案
发个实验给你参考参考！！！
酵母蔗糖酶的分离纯化和活力测定
实验简介：酶的分离制备在酶学以及生物大分子的结构功能研究种具有重要意义。啤酒酵母中蔗糖酶含量丰富。本实验用新鲜啤酒酵母作为原料，通过破碎细胞，热处理，乙醇沉淀，柱层析等步骤提取蔗糖酶。并对其活力进行测定。
实验原理
蔗糖酶主要存在于酵母中，但工业上通常从酵母中制取。酵母蔗糖酶系胞内酶，提取时细胞破碎或菌体自溶。常用的提纯方法有盐析、有机溶剂沉淀、离子交换和凝胶柱层析。以此可得到较高纯度的酶。
蔗糖酶催化下蔗糖水解为等量的葡萄糖和果糖。用测定生成还原糖(葡萄糖和果糖)的量来测定蔗糖水解的速度，本实验中，蔗糖酶的活力单位指在一定条件下反应5min,每产生l毫克葡萄糖所需酶量。 用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，比活力为每毫克蛋白质的活力单位数。
实验操作
1. 提取
(1) 准备一个冰浴，将研钵稳妥放入冰浴中。
(2) 将10g湿啤酒酵母，和适量（5g）二氧化硅一起放入研钵中。二氧化硅要预先研细。
(3) 缓慢加入预冷的30mL去离子水，每次加2mL左右，边加边研磨，至少用30分钟。以便将蔗糖酶充分转入水相，至酵母细胞大部分研碎，以便将蔗糖酶充分转入水相中。
(4) （可选项） 研磨时用显微镜检查研磨的效果。
(5) 将混合物转入两个离心管中，平衡后，用高速冷离心机，4℃，10000rpm，离心5min。
(6) 用滴管小心地取出水相，转入另一个清洁的离心管中，4℃，10000rpm，离心15min。
(7) 将清液转入量筒，量出体积，用广泛pH试纸检查上清液pH，用1mol / L 醋酸将pH调至5.0，称为“粗级分Ⅰ”。留出1.5mL测定酶活力及蛋白含量，剩余部分转入清洁的离心管中。
2. 热处理和乙醇沉淀
(1) 预先将恒温水浴调到50℃，将盛有粗级分I的离心管稳妥地放入水浴中，45℃下保温30分钟，在保温过程中不断轻摇离心管。
(2) 取出离心管，于冰浴中迅速冷却，用4℃，10000rpm，离心10min。
(3) 将上清液转入小烧杯中，放入冰盐浴（没有水的碎冰撒入少量食盐），逐滴加入等体积预冷至－20℃的95%乙醇，同时轻轻搅拌，共需30分钟，再在冰盐浴中放置10分钟，以沉淀完全。于4℃，10000rpm，离心10min，倾去上清，并滴干，沉淀保存于离心管中，盖上盖子或薄膜封口，然后将其放入冰箱中冷冻保存（称为“级分Ⅱ”）。废弃上清液之前，要用尿糖试纸检查其酶活性（于下一个实验一起做）。
3. DEAE纤维素柱层析纯化酶蛋白
(1) 离子交换剂的处理
称取1.5克DEAE纤维素(DE-32)干粉，加入0.5mol／L NaOH溶液(约50m1)，轻轻搅拌，浸泡至少0.5小时(不超过1小时)，用玻璃砂漏斗抽滤，并用去离子水洗至近中性，抽干后，放入小烧杯中，加50mL 0.5mol／L HCl，搅匀，浸泡0.5小时，用去离子水洗至。近中性，再用0.5 mol／L NaOH重复处理一次，用去离子水洗至近中性后，抽干备用(因DEAE纤维素昂贵，用后务必回收)。实际操作时，通常纤维素是已浸泡过并回收的，按“碱一酸”的顺序洗即可，因为酸洗后较容易用水洗至中性。碱洗时因过滤困难，可以先浮选除去细颗粒，抽干后用0.5 mol／L NaOH-0.5 mol／L NaCl溶液处理，然后水洗至中性。
(2) 装柱与平衡
先将层析柱垂直装好，在烧杯内用0.02 mol／L，pH7.3 Tris-HCl缓冲液洗纤维素几次，用滴管吸取烧杯底部大颗粒的纤维素装柱，然后用此缓冲液洗柱至流出液的pH与缓冲液相同或接近时即可上样。
(3) 上样与洗脱
上样前先准备好梯度混合器，详见附录TH-500梯度混合器使用说明。
用5mL 0.02mol／L，pH7.3的Tris-HCl缓冲液充分溶解醇级分Ⅱ(注意玻璃搅棒头必须烧圆，搅拌溶解时不可将离心管划伤)，若溶液混浊，则4 000r／min离心除去不溶物。取1.5mL上清液(即醇级分Ⅱ样品，留待下一个实验测酶活力及蛋白含量)，将剩余的3.5mL上清液小心地加到层析柱上，不要扰动柱床，上样后用约30mL缓冲液洗去柱中未吸附的蛋白质，至A280降到0.1以下，注意从上样开始使用部分收集器收集，每管2.5～3.0mL／l0min。然后打开梯度混合器，采用30mL，0.02mol／L，pH7.3的Tris-HCl缓冲液和30mL含0.2mol／L浓度NaCl的0.02mol／L，pH7.3的Tris-HCl.缓冲液，进行线性梯度洗脱，连续收集洗脱液，控制流速2.5～3.0mL／10min。测定每管洗脱液的A280光吸收值。
(4) 各管洗脱液酶活力的定性测定
在点滴板上每一孔内，加一滴0.2mol／L，pH4.6的乙酸缓冲液，一滴0.5mol／L蔗糖和一滴洗脱液，反应5min，在每一孔内同时插入一小条尿糖试纸，10～20min后观察试纸颜色的变化。用“+”号的数目，表示颜色的深浅，即各管酶活力的大小。合并活性最高的2～3管，量出总体积，并将其分成10份，分别倒人10个小试管，用保鲜膜封口，冰冻保存，使用时取出一管，此即“柱级分Ⅲ”。
4. 各级分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ蔗糖酶活力
用0.02mol／L，pH4.6乙酸缓冲液(也可以用pH5～6的去离子水代替)稀释各级分酶液，测出酶活合适的稀释倍数：
Ⅰ： 1 000～10 000倍；
Ⅱ： 1 000～10 000倍；
Ⅲ： 100～1 000倍；
以上稀释倍数仅供参考。
按“表1”的顺序在试管中加入各试剂，进行测定，为简化操作可取消保鲜膜封口，沸水浴加热改为用90～95℃水浴加热 8-10min，以5min生成的还原糖的毫克数为纵坐标，以试管中lmL反应混合物中的酶浓度(mg蛋白／m1)为横坐标，画出反应速度与酶浓度的关系曲线。
表1 各级分I、Ⅱ、Ⅲ蔗糖酶活性测定
各管名称 对照 级分Ⅰ 级分Ⅱ 级分Ⅲ 葡萄糖
管数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
酶液/mL 0.0 0.05 0.20 0.50 0.05 0.20 0.50 0.05 0.20 0.50 / / /
H2O/mL 0.6 0.55 0.40 0.10 0.55 0.40 0.10 0.55 0.40 0.10 0.8 0.4 0.2
乙酸缓冲液0.2mol/L,pH4.6 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 / / /
葡萄糖2mmol/L / / / / / / / / / / 0.2 0.6 0.8
蔗糖0.25mol/L 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 / / /
加入蔗糖，立即摇匀开始记时，室温准确反应5min后，立即加1mL 0.1M NaOH中止反应
二硝基水杨酸溶液 mL 1.0
用保鲜膜封口，扎眼，沸水浴加热5min，立即用水冷却3分钟。
H2O/mL 4.0
A520
稀释后酶活力 /
原始酶活力 /
5. 考马斯亮兰法测定各级分蛋白质含量
(1) 蛋白质标准曲线制作
取14支试管，分两组按下表平行操作。
表2 蛋白质标准曲线制作
试管编号/mL 0 1 2 3 4 5 6
标准蛋白溶液/mL
0.02mol/L Tris-HCl缓冲液/mL
考马斯亮兰试剂/mL
摇匀，1h内以0号试管为空白对照，在595nm处比色
A595nm
(2) 各级分蛋白质含量测定
考马斯亮兰G-250在酸性溶液时呈茶棕色，最大吸收峰在465nm。当与蛋白质结合后变成深蓝色，最大吸收峰转至595nm，在10~100μg/mL蛋白质浓度范围内成正比。因此在测定各级分蛋白质含量时应稀释适当倍数，使其测定值在标准曲线的直线范围内。根据所测定的A595nm值，在标准曲线上查出相当于标准蛋白的量，从而计算出未知样品的蛋白质浓度(mg/mL)。
6. 计算各级分的比活力、纯化倍数及回收率
为了测定和计算下面表3中的各项数据，对各个级分都必须取样，每取一次样，对于下一级分来说会损失一部分量，因而要对下一个级分的体积进行校正，以使回收率的计算不致受到不利的影响。
1活力单位(U)＝酶在室温，pH＝4.6条件下，每分钟水解产生1μmol葡萄糖所需酶量。比活力＝活力单位/mg蛋白。
表3 各级分的比活力、纯化倍数及回收率
级
分 记录
体积
(m1) 校正
体积
(m1) 蛋白质
(mg／m1) 总蛋白
(mg) Unit
(s／m1) 总活力
(U) 比活力
(Units
／mg) 纯化
倍数 回收率
(％)
Ⅰ 1.0 100
Ⅱ
Ⅲ
下面表4是对假定的各级分记录体积进行校正计算的方法和结果：
表4 实验记录表
级分 记录体积 (m1) 校正体积计算 取样体积
(m1) 校正后体积
(m1)
Ⅰ 15 15 1.5 15.00
Ⅱ 5 5×(15／13.5) 1.5 5.5
Ⅲ 6 6×(15／13.5)×(5／3.5) 1.5 9.5
五、 结果
在同一张图上画出所有管的酶活力、光吸收值A280的曲线和洗脱梯度线。得出各级分的活力，比活力，提纯倍数以及回收率。
六、 注意事项
从上样开始收集，可能有两个活性峰，梯度洗脱开始前的第一个峰是未吸附物，本实验取用梯度洗脱开始后洗下来的活性峰。
七、 作业
1．为什么酶的提取需要低温操作？
2．热处理的根据是什么？
去除热敏感蛋白。
参考文献
1．邵雪玲，毛歆，郭一清．生物化学与分子生物学实验指导．武汉：武汉大学出版社，2003
2．张龙翔．高级生物化学实验选编．北京：高等教育出版社，1989
3．许培雅，邱乐泉．离子交换柱层析纯化蔗糖酶实验方法改进研究．实验室研究与探索，2002，21(3):82~84
编著者——陈彦，李绍飞
Ⅱ 需要生物化学层析柱的一些介绍 大学生来
1概念：
层析是“色层分析”的简称。利用各组分物理性质的不同，将多组分混合物进行分离及测定的方法。有吸附层析、分配层析两种。一般用于有机化合物、金属离子、氨基酸等的分析。
层析利用物质在固定相与流动相之间不同的分配比例，达到分离目的的技术。层析对生物大分子如蛋白质和核酸等复杂的有机物的混合物的分离分析有极高的分辨力。
2类别：
◆按层析的机理划分：
吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等。
吸附层析：利用吸附剂表面对不同组分吸附性能的差异，达到分离鉴定的目的。
分配层析：利用不同组分在流动相和固定相之间的分配系数不同，使之分离。
离子交换层析：利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同。
凝胶层析：利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。
◆按流动相与固定相的不同划分：
气相层析、液相层析。这两大类层析是以流动相不同来划分的。如同时区分流动相和固定相，划分为：气固层析、气液层析、液固层析和液液层析等。
◆按操作形式划分：
柱层析、纸层析、薄层层析、高效液相层析等。
柱层析：将固定相装于柱内，使样品沿一个方向移动而达到分离。
纸层析：用滤纸做液体的载体，点样后，用流动相展开，以达到分离鉴定的目的。
薄层层析：将适当粒度的吸附剂铺成薄层，以纸层析类似的方法进行物质的分离和鉴定。
以上划分无严格界限，有些名称相互交叉，如亲和层析应属于一种特殊的吸附层析，纸层析是一种分配层析，柱层析可做各种层析。
3几种常用的层析：
◆吸附层析
吸附剂的吸附力强弱，是由能否有效地接受或供给电子，或提供和接受活泼氢来决定。被吸附物的化学结构如与吸附剂有相似的电子特性，吸附就更牢固。常用吸附剂的吸附力的强弱顺序为：活性炭、氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙、磷酸钙、石膏、纤维素、淀粉和糖等。以活性炭的吸附力最强。吸附剂在使用前须先用加热脱水等方法活化。大多数吸附剂遇水即钝化，因此吸附层析大多用于能溶于有机溶剂的有机化合物的分离，较少用于无机化合物。洗脱溶剂的解析能力的强弱顺序是：醋酸、水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、醚、氯仿、苯、四氯化碳和己烷等。为了能得到较好的分离效果，常用两种或数种不同强度的溶剂按一定比例混合，得到合适洗脱能力的溶剂系统，以获得最佳分离效果。
◆分配层析
在支持物上形成部分互溶的两相系统。一般是水相和有机溶剂相。常用支持物是硅胶、纤维素和淀粉等，这些亲水物质能储留相当量的水。被分离物质在两相中都能溶解，但分配比率不同，展层时就会形成以不同速度向前移动的区带。
◆离子交换层析
支持物是人工交联的带有能解离基团的有机高分子，如离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶等。带阳离子基团的，如磺酸基（—SO3H）、羧甲基（—CH2COOH）和磷酸基等为阳离子交换剂。带阴离子基团的，如DEAE—（二乙基胺乙基）和QAE—（四级胺乙基）等为阴离子交换剂。离子交换层析只适用于能在水中解离的化合物，包括有机物和无机物。对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分辨力。离子交换基团在水溶液中解离后，能吸引水中被分离物的离子，各种物质在离子交换剂上的离子浓度与周围溶液的离子浓度保持平衡状态，各种离子有不同的交换常数，K值愈高，被吸附愈牢。洗脱时，增加溶液的离子强度，如改变pH，增加盐浓度，离子被取代而解吸下来。洗脱过程中，按K值不同，分成不同的区带。
◆凝胶过滤层析
支持物是人工合成的交联高聚物，在水中膨胀后成为凝胶。凝胶内为内水层，凝胶周围的水为外水层。控制交联度以形成不同孔径的网状结构。交联度小的孔径大，交联度大的孔径小。凝胶只允许被分离物质中小于孔径的分子进入，大于孔径的分子被排斥在外水层，最先被洗脱下来。而进入孔径的分子也按分子量大小大致分离成不同的区带。选择不同规格的凝胶，可把一个混合物按分子量的差异分成不同的组分。这种方法曾被称为分子筛。目前常用的凝胶商品有：葡聚糖凝胶（sephadex）、聚丙烯酰胺凝胶（bio-gel）、琼脂糖凝胶（sepharose）和聚苯乙烯凝胶（styragel）等。
◆亲和层析
在一对有专一的相互作用的物质中，把其中之一联结在支持物上，用于纯化相对的另一物质。常见的亲和对如：酶和抑制剂，抗原和抗体，激素和受体等。支持物为琼脂糖或纤维素等。
◆气相层析
属于分配层析或吸附层析，仅适用于分析分离挥发性和低挥发性物质。固定相是在惰性支持物（如磨细的耐火砖）上覆盖一层高沸点液体，如硅油、高沸点石蜡和油脂、环氧类聚合物。外涂层约为支持物重量的20％。分析时操作温度范围，一般从室温到200℃。特殊的层析柱能达到500℃。流动相常用氦、氩或氮为展层气体。气相层析分离的区带十分清晰，是由于挥发性物质在两相间能很快达到平衡，所需分析时间大为缩短，一般为数分钟至10余分钟。检测记录系统绘出的各峰是测定流出气体电阻变化的结果，因而测定样品量可到微克和毫微克水平。具有快速、灵敏和微量的优点。气相层析也能用于分离制备样品，但需增加将流出气体通过冷冻将分离物回收的装置。
◆纸层析
以滤纸为支持物的分配层析。组成滤纸的纤维素是亲水物质，能形成水相和展层溶剂的两相系统，被分离物质在两相中的分配保持平衡关系。纸层析用于分析简单的混合物时可做单向层析。对于复杂的混合物，可做双向层析。1944年A．J．P．马丁第一次用纸层析分析氨基酸，得到很好的分离效果，开创了近代层析的发展和应用的新局面。70年代以后，纸层析已逐渐为其他分辨力更高、速度更快和更微量化的新方法，如离子交换层析、薄层层析、高效液相层析等所代替。
◆薄层层析
在玻璃片、金属箔或塑料片上铺上一层约1～2毫米的支持物，如纤维素、硅胶、离子交换剂、氧化铝或聚酰胺等，根据需要做不同类型的层析。聚酰胺薄膜是一种特异的薄层，将尼龙溶解于浓甲酸中，涂在涤纶片基上，当甲酸挥发后，在涤纶片基上形成一层多孔的薄膜，其分辨力超过了用尼龙粉铺成的薄层。薄层层析较纸层析优越在于分辨高，展层时间短。例如用纸层析做氨基酸分析，往往需要两天时间，而且对层析条件要求严格，不易得到满意的分离效果。如用薄层层析做，一般约需半小时，分离效果更好。薄层层析一般用于定性分析。也能用于定量分析和制备样品。
◆高效液相层析（又名高压液相色谱）
70年代新发展的层析法。其特点是：用高压输液泵，压强最高可达5000psi（相当于34个标准大气压）。用直径约3～10微米的超细支持物装填均匀的不锈钢柱。常用的支持物是在玻璃小珠上涂一层1～2微米的二氧化硅，经硫酰氯反应生成Si—Cl，进一步连接疏水的烷基，如Si—C18H37，或阳离子交换基团—Si（CH2）n—C6H4SO3H，或阴离子交换基团—Si（CH2）nNH2。这种支持物能承受很高的压力，化学性能稳定。用不同类型支持物的HPLC，可做吸附层析、离子交换层析和凝胶过滤层析。其分析微量化可达10-10克水平。但用于制备，可以纯化上克的样品。展层时间短，一般需几分钟到10余分钟。其分析速度、精确度可与气相层析媲美。HPLC适于分析分离不挥发和极性物质。而气相层析只适用于挥发性物质，两者互为补充，都是目前最为理想的层析法。HPLC配有程序控制洗脱溶剂的梯度混合仪，数据处理的积分仪和记录仪等电子系统，成为一种先进的分析仪器，在生物化学、化学、医药学和环境科学的研究中发挥了重要作用。
◆反相层析
在吸附层析中，高极性物质在层析柱上吸附较牢，洗脱时发生拖尾现象和保留时间长的问题。如果在支持物上涂上一层高碳原子的疏水性强的烷烃类，洗脱液用极性强的溶剂，如甲醇和水的混合物。则被分离样品中的极性强的物质不被吸附，最先洗下来，得到较好的分离效果。这种层析法与普通的吸附层析法相反，故称为反相层析。目前用HPLC做反相层析常用的ODS柱，即在支持物的表面上连接了C18H37Si—基团。
◆同系层析
在核酸分析中，将样品经核酸酶部分裂解成不同长度的核苷酸片段，用同位素标记后，在DEAE纤维素薄层上分离，用含有未标记的相同的核苷酸片段作展层溶剂，这样，未标记的核苷酸把标记过的核苷酸推进，使按分子量大小不同把标记核苷酸片段，按由小到大的次序排列，达到分离的目的。于是把这种层析法称为同系层析。同系层析和电泳相结合曾用于寡核苷酸的顺序分析。
纸层析是层析法的一种,要了解纸层法还得从层析法开始.层析法又称色层分析法或色谱法（Chromatography），是一种基于被分离物质的物理、化学及生物学特性的不同，使它们在某种基质中移动速度不同而进行分离和分析的方法。例如：我们利用物质在溶解度、吸附能力、立体化学特性及分子的大小、带电情况及离子交换、亲和力的大小及特异的生物学反应等方面的差异，使其在流动相与固定相之间的分配系数（或称分配常数）不同，达到彼此分离的目的。
层析法的最大特点是分离效率高，它能分离各种性质极相类似的物质。而且它既可以用于少量物质的分析鉴定，又可用于大量物质的分离纯化制备。因此，作为一种重要的分析分离手段与方法，它广泛地应用于科学研究与工业生产上。现在，它在石油、化工、医药卫生、生物科学、环境科学、农业科学等领域都发挥着十分重要的作用。
层析根据固定相基质的形式分类，层析可以分为纸层析、薄层层析和柱层析。其中纸层析是指以滤纸作为基质的层析。