大學《生物化學》中“蛋白質的沉淀及變性”實驗改進的探索

陳仕學

（ 銅仁學院 生物科學與化學系，貴州 銅仁 554300 ）

大學《生物化學》中“蛋白質的沉淀及變性”實驗改進的探索

陳仕學

（ 銅仁學院 生物科學與化學系，貴州 銅仁 554300 ）

對蛋白質的沉淀及變性實驗進行了探索，結果表明：蛋白質溶液濃度適當是蛋白質發生鹽析及沉淀的前提，但操作方式也同樣重要，操作時不宜振蕩試管；對于乙醇引起蛋白質沉淀及變性的實驗，則需調整配制比例為新鮮雞蛋清：水=1：6，同時需要改變試劑的添加順序。采用上述調整后實驗現象比較明顯，改善了實驗教學效果。

蛋白質； 沉淀； 變性； 實驗改進

蛋白質的沉淀及變性實驗是大學《生物化學》實驗課中一個重要的實驗內容，通過本實驗能使學生掌握蛋白質產生沉淀反應的原理，并且掌握蛋白質產生沉淀及變性的影響因素，加深對理論知識的理解，同時讓學生明白蛋白質沉淀及變性的應用。在實驗教學過程中，筆者依照實驗指導書中的新鮮雞蛋清：水=1：9比例配制蛋白質溶液，與各種試劑反應，并未看到有明顯的沉淀產生，沒有達到實驗教學的預期目的。在此，筆者針對蛋白質溶液的比例和操作方式作了適當的改進，并將其實驗結果進行了總結。

1．試劑與方法

1．1．試劑

配制不同比例的蛋白質溶液，分別為新鮮雞蛋清：水=1：9；1：8 ；1：7；1：6。

1．2．操作方式

1．2．1．振蕩和不振蕩

1．2．2．對試劑量的改進

1．2．3．所加試劑先后順序的改進

1．2．4．石蕊試紙檢驗酸、堿中和性

1．3．基本操作方法

按照各實驗指導書上“蛋白質的沉淀反應”實驗的操作步驟進行。

2．結果分析與討論

2．1．結果記錄見表1、表2

2．1．1．各試劑與蛋白質溶液（按新鮮雞蛋清：水=1：9比例配制）的反應

用新鮮雞蛋清：水=1：9比例配制的蛋白質溶液作為實驗材料，對蛋白質的鹽析、重金屬銀沉淀蛋白質、有機酸沉淀蛋白質和有機溶劑沉淀蛋白質進行實驗，并對其方法進行適當改進，結果見表1。

2．1．2．不同比例的蛋白質溶液對乙醇引起的沉淀及變性

分別用新鮮雞蛋清：水=1：9；1：8 ；1：7；1：6的蛋白質溶液對乙醇引起的沉淀及變性進行實驗。由實驗可知，新鮮雞蛋清：水=1：9；1：8 ；1：7的蛋白質溶液對乙醇引起的沉淀及變性現象都不明顯，即各部反應均無沉淀產生，而且酸堿中和后也無沉淀產生，然而用新鮮雞蛋清：水=1：6比例配制的蛋白質溶液作為實驗材料來做該實驗，反應中各部現象都很明顯。由此得出，所用蛋白質溶液中新鮮雞蛋清：水的最佳比例為1：6，記錄結果見表2和表3。

2．2．結果分析

2．2．1．對蛋白質試劑比例的改進

很多資料表明，用新鮮雞蛋清：水=1：9的蛋白質溶液作為本實驗的蛋白質試劑是好材料，其原因是雞蛋易得到，易配制比例，耗量又少。但是學生在做本實驗時，用此比例的蛋白質溶液為材料，常常看不到明顯的現象，原因是只見到渾濁現象，未見明顯的沉淀生成，同時筆者也用該比例進行了多次實驗，結果與學生的結論相同。與此同時，又配制新鮮雞蛋清與水的比例為1：8；1：7；1：6的蛋白質溶液，分別與各種試劑反應。結果表明：在蛋白質的鹽析、重金屬銀沉淀蛋白質、有機酸沉淀蛋白質和有機溶劑沉淀蛋白質的實驗中，所用的蛋白質溶液中新鮮雞蛋清：水的比例為1：9，只要不振蕩試管，各反應中沉淀的生成是很明顯的。但是，在乙醇引起的沉淀及變性中，所用的新鮮雞蛋清：水為1：9的比例經過反復驗證得知， 3號管有較明顯的現象，但是1號管和2號管分別用醋酸和Na2CO3溶液中和后均無沉淀產生。于是，為了增強實驗的直觀性，筆者依次又以不同比例的蛋白質溶液作為實驗材料（1：8 ；1：7；1：6），對乙醇引起的沉淀及變性進行操作，實驗結果表明：只有新鮮雞蛋清與水按1：6得比例進行時，在短時間內1號管和2號管分別用醋酸和碳酸鈉溶液中和后產生了明顯的絮狀沉淀，而且此沉淀在加入0.1molL鹽酸后已溶解。

表1 蛋白質溶液（按新鮮雞蛋清：水=1：9比例配制）與各試劑在不同方法下產生沉淀反應的現象

表2 向盛有1ml蛋白質溶液（按新鮮雞蛋清：水=1：6比例配制)的3支試管中加入溶劑情況

由此可知，以新鮮雞蛋清：水=1：6比例配制的蛋白質溶液作為乙醇引起的沉淀及變性試劑，是很理想的蛋白質試劑。同時與其他比例的蛋白質試劑相比較，在各個環節現象都很明顯，尤其是在中和后觀察沉淀的生成更加明顯，這樣既可以提高實驗效果，又便于學生理解。

2．2．2．對實驗方法的改進

2．2．2．1．對操作方法的改進（振蕩和不振蕩比較）

在蛋白質的鹽析、重金屬銀沉淀蛋白質、有機酸沉淀蛋白質和有機溶劑沉淀蛋白質所用的蛋白質溶液中新鮮雞蛋清：水的比例均為1：9。按照實驗指導的要求是向各管先加好試劑后，振蕩混合均勻，靜置，再觀察沉淀的生成。通過多次實驗，學生們都只能看到各管的渾濁現象，而看不到明顯的沉淀產生，于是筆者在實驗中對其方法進行適當改進，即以新鮮雞蛋清：水=1：9的比例配制的蛋白質溶液進行多次不振蕩觀察，結果發現不振蕩，直接靜置，能夠很清楚地觀察到各管沉淀的生成，而且產生的沉淀在管底，有的還形成環浮于液面上方。

由此可知，在蛋白質的鹽析、重金屬銀沉淀蛋白質、有機酸沉淀蛋白質和有機溶劑沉淀蛋白質所用的蛋白質溶液中，新鮮雞蛋清：水的比例均為1：9，操作時需采用的方法是，不振蕩，直接靜置觀察，各管現象非常明顯。

2．2．2．2．對沉淀劑用量的改進

在重金屬銀沉淀蛋白質、有機酸沉淀蛋白質實驗中，對所需試劑的量作適當改進，即AgNO3溶液只需加1滴（原來1~2滴，學生常會加到2滴），就能清楚地看到沉淀的生成，而且形成一團塊于試管底部，有明顯的上清液產生，便于下一步操作。若在實驗中加入2滴AgNO3溶液，不但浪費試劑，而且還影響觀察，無明顯的沉淀產生。

三氯乙酸溶液的量只需加0.5ml，就可以清楚看到沉淀產生于試管底部, 并且有明顯的上清液產生，為了便于下一步操作。通過這樣改進，既節省了試劑，又加強了實驗的觀察效果。

2．2．2．3．所加試劑先后順序的比較

蛋白質的鹽析實驗中，先加蛋白質溶液或飽和硫酸銨溶液，只要不振蕩，直接靜置觀察，現象都很明顯；但是，通過多次實驗表明：重金屬銀沉淀蛋白質實驗中，不能先加AgNO3溶液，再加蛋白質溶液，否則看不見沉淀的生成；因此，操作時必須先加蛋白質溶液，后加AgNO3溶液，沉淀反應才明顯。然而在有機酸沉淀蛋白質中，實驗結果卻表明：應當先加三氯乙酸溶液，再加蛋白質溶液，實驗現象才更加明顯。

因此，實驗操作時，對所加試劑的先后順序需作如上改進。即：重金屬銀沉淀蛋白質實驗中，必須先加蛋白質溶液，后加AgNO3溶液，現象才明顯，而在有機酸沉淀蛋白質中，應當先加三氯乙酸溶液，再加蛋白質溶液，實驗現象才更加明顯。

2．2．2．4．檢驗反應的中和性

用以新鮮雞蛋清：水=1：6比例配制的蛋白質溶液做乙醇引起的沉淀及變性實驗時，用紅、藍石蕊試紙直接檢驗酸、堿是否完全中和，沉淀是否能夠再生成及再溶解，現象都非常明顯。

3．討論

通過多次操作本實驗，得知要做好本實驗，需注意蛋白質溶液的合適比例和基本操作方法，最后得出以下幾點重要的結論及改進意見：

（1）蛋白質的鹽析、重金屬銀沉淀蛋白質、有機酸沉淀蛋白質和有機溶劑沉淀蛋白質所用的的蛋白質溶液中，新鮮雞蛋清：水的比例均為1：9。乙醇引起的沉淀及變性實驗中，蛋白質溶液中新鮮雞蛋清：水的比例為1：6，現象很明顯。各步反應操作時，試劑加入后不振蕩，沉淀更明顯，否則只能見到渾濁現象。

（2）重金屬銀沉淀蛋白質實驗中，實驗表明：AgNO3溶液只需加1滴就能清楚地看到沉淀的生成，而且形成一團塊于試管底部，有明顯的上清液產生，便于下一步操作。若加2滴AgNO3溶液，由于產生的沉淀過多，分不出上清液，不利于下一步操作。而且此實驗中，操作不能先加AgNO3溶液，再加蛋白質溶液，否則看不見沉淀生成。

（3）有機酸沉淀蛋白質的實驗表明：三氯乙酸溶液的量只需加0.5ml，就可明顯地看到試管底部有沉淀產生。如果先加三氯乙酸溶液，再加蛋白質溶液產生沉淀的速度更快量也更多，故建議先加三氯乙酸溶液，且控制加入的三氯乙酸的量為0.5ml，再加入蛋白質溶液。

[1] 王秀奇，李淑媛，高天慧等．基礎生物化學實驗（第2版）．北京：高等教育出版社，2008年．

[2] 陳鈞輝，陶力，李俊等．生物化學實驗（第3版）．北京：科學出版社，2007年．

[3] 魏群，李森，井健等．基礎生物化學實驗(第3版) ．北京：高等教育出版社，2009年．

Abstract:The experiment of the protein precipitation and denaturation has been carried out, and the results showed that the premise of the protein salting out and the precipitation is a suitable concentration of protein solution, but the operating mode is also important. It is not suitable to vibrate the test tube when operating. In the experiment of protein precipitation and the denaturation, configuration proportion needs to be adjusted. The ratio should be fresh chicken egg white: water (1: 6). Simultaneously, the ratio needs to change the increase order of the reagent. After using the above adjustment, the experiment phenomenon is obvious, and the experiment teaching effect is improved.

Key words:protein; precipitation; denaturation; improvement of experiment exploration

（責任編輯 毛志）

The Exploration of the Experiment Improvement of the Protein Precipitation and Denaturation in the University Biochemistry Textbook

Chen Shi-xue
( Department of Biological Science and Chemistry, Tongren University, Tongren, Guizhou 554300, China )

O6-3

A

1673-9639 (2010) 05-0135-03

2010-08-24

陳仕學（1976-），女，貴州銅仁人，銅仁學院講師，在讀碩士，主要從事天然產物研究。