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肝素亲和层析系列介质(一)

肝素

1916年,在美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)生理学家William Howell的指导下,二年级医学生Jay McLean从肝脏中提取出一种高度硫酸化的多糖,并将其命名为肝素(Heparin)。肝素是一种线性聚合物,是由葡萄糖胺、L-艾杜糖醛苷、N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸交替组成的粘多糖硫酸酯。

肝素化学结构

 

肝素与生物分子的亲和作用

 

肝素的葡萄糖胺骨架中的仲胺基可与特定生物分子结构形成氢键,同时,肝素分子中存在大量磺酸基和乙酸基,使得肝素带有极强的负电性,可以与其它带正电的基团形成离子键,这两种作用方式使得肝素对多种蛋白具有亲和作用。

 

糖胺聚糖(GAG)-结合蛋白

肝素分子含有糖胺聚糖(GAG)结构,并且肝素大部分化学和物理性质与GAG的结构或序列、构象、链的柔韧性、分子量和电荷密度有关。文献报道共有100多种GAG-结合蛋白,GAG与蛋白质的结合对凝血、脂质转运、细胞生长和迁移以及发育等有重要影响。肝素通过自身的GAG结构和特性,可以用于抗凝血酶、肝素辅因子II、t-纤溶酶原激活因子、成纤维细胞生长因子、内皮细胞生长因子、肝细胞生长因子、角质细胞生长因子、L选择素、P选择素、细胞外超氧化物歧化酶、脂蛋白脂酶、纤连蛋白、层黏蛋白等蛋白的纯化。

 

肝素的GAG结构也可作为某些病毒的结合受体,利用这种对病毒的亲和作用,可以使用肝素亲和层析介质进行腺相关病毒、疱疹病毒、伪狂犬病毒等病毒的纯化,目前肝素亲和层析已广泛应用于AAV2的纯化。

 

核酸结合蛋白

由于肝素自身含有大量的磺酸基和乙酸基团,被认为是已知的生物大分子中负电荷密度最高的物质。肝素的聚阴离子结构可以模拟核酸的带电性质,从而与核酸结合蛋白产生亲和作用,因此在纯化核酸酶和转录因子时,肝素亲和层析可以发挥很大的作用。

 

上述几种肝素与目标蛋白的相互作用都能够通过提高离子强度来进行弱化,因此,在使用肝素亲和层析介质进行蛋白的纯化时,通常使蛋白样品处于较低离子强度的溶液中,使其能够很好的与肝素介质进行结合,再通过提高离子强度,使目的蛋白与肝素介质分离。

 

星谱生物
Mars Heparin/Heparin Starose 6 Fast Flow
亲和层析介质

 

利用蛋白与肝素的亲和作用,通过共价结合方式,将肝素偶联到琼脂糖基质上,制备出Mars Heparin/Heparin Starose 6 Fast Flow介质,可有效捕获复杂样品中与肝素具有亲和作用的蛋白,实现对特定蛋白的分离纯化。目前该类介质已广泛应用于科研、分子诊断、制药等生物领域。

 

苏州星谱生物提供不同种类和规格的肝素亲和层析介质,可以满足客户对不同压力/流速、分辨率、载量等多种应用场景的需求。

 

 

 
应用案例
 

 

 

 

 

  结果分析: 在上述应用案例中,使用苏州星谱生物一代肝素亲和介质Heparin Starose 6 Fast Flow对大肠杆菌系统表达的重组热启动DNA聚合酶进行纯化,HPLC检测最终纯化蛋白纯度高于97%,收率大于70%。

注:不同客户Taq酶活不同,结合能力会有差异,如需详细信息,请与星谱生物市场部联系

 

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参考文献

[1] Linhardt R J . Heparin. An important drug enters its seventh decade[J]. chemistry & industry, 1991

[2] 金艳, 王秀琴. 肝素/硫酸类肝素与蛋白质的相互作用[J]. 食品与药品, 2005, 7(08A)

 

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