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聚合编号

胶束的另一个物理性质是聚集数；

存在于胶束内的洗涤剂单体的数量（1，25，30）

用于生化应用的大多数洗涤剂都具有聚集性

50到100之间的数字（8）有些胆汁是例外

酸衍生物，如CHAPS、CHAPSO和Big CHAP，具有

约10种洗涤剂的总数

聚集数往往形成更多的球形胶束，而

聚集数较大的洗涤剂往往形成椭圆体

胶束通常，聚集数随着长度的增加而增加

碳氢化合物链的增加聚集数往往

随着亲水基团的大小增加而减小

向洗涤剂中添加碳氢化合物和极性化合物

溶液（1）提高离子威慑物溶液的温度-

试剂也会导致聚集数量的增加Aggrega-

离子数可以通过多种方法确定，包括

光散射（43）、小角度中子散射（44）和荧光

染料结合（45）

了解洗涤剂CMC和聚集数，一个

可以确定几个重要的参数，包括concen-

溶液中胶束的过滤和聚集分子

胶束的重量在理想的无蛋白质条件下，浓度-

胶束的离子可以计算如下：

[胶束]=[总洗涤剂]-[CMC]/AN（iii）

其中CMC是临界胶束浓度，并且

AN是胶束聚集数

无蛋白质胶束的聚集分子量（AMW）可以

计算如下：

AMW=AN X单体分子量（iv）

其中AN是胶束聚集数

典型的胶束聚集体分子量范围为20-100kD

6 8 0 0 .2 5 2 .1 2 8 0

应该注意的是，聚集体分子的测定

蛋白质-洗涤剂复合物的重量更为复杂

本出版物后面的内容参见“聚合分子量

蛋白质/洗涤剂复合物”，第7页

清洗剂去除

CMC在确定应采用哪种方法时也很重要

用于去除多余或不需要的洗涤剂洗涤剂可能会-

fere与某些应用程序配合使用，并且在重新配置时必须删除-

组成脂质体（46，47）具有高CMC的洗涤剂很容易

通过透析去除；洗涤剂溶液可以稀释到低于

CMC，使胶束分解成单体，可以很容易地

随着时间的推移通过透析管（7）通常，洗涤剂溶液-

在大量过量（即200倍）的洗涤剂的作用下对离子进行透析-

几天的免费缓冲液，几次更换无洗涤剂缓冲液

在这段时间内，CMC低的洗涤剂通常通过

对疏水性珠粒的吸附（48）洗涤剂结合珠粒可以

然后通过过滤或离心去除洗涤剂可以

也可以通过各种类型的柱色谱凝胶去除

过滤可用于将洗涤剂胶束与蛋白质分离-

基于尺寸差异的洗涤剂复合物和游离蛋白

组酸也可以去除或更换洗涤剂-

标记的蛋白质与镍树脂结合（7）

洗涤剂和生物膜

生物膜是磷脂分子的双层；这个

双层的总体结构如下图所示（图5）

脂质双层的结构

图5

脂质酰基链的尾部朝向彼此（产生

非极性疏水核），而极性磷酸酯头

基团与周围的主体水相接触。因此，双层

分为两个不同的区域：疏水核心和

亲水性头部区域每个“隔间”都有特的

不同地影响驻留在

双层双层的疏水核心，由磷组成-

磷脂酰基链，约30Å厚，并提供

疏水区溶剂化的低介电环境

整体膜蛋白的（49，50）这个区域通常相当

生物相关温度下的流体；双层流动性通常

蛋白质功能和蛋白质横向扩散所必需的

亲水性头群区域通常是极性的并且带电

该区域通过哥伦布力与膜蛋白相互作用

其稳定额外的膜环并与极性

α-螺旋末端（49，50）

生物膜相对于脂质和

蛋白质例如，脂质的组成不同

红细胞膜的小叶有助于

这些细胞，允许它们通过脉管系统（外部

小叶：76%磷脂酰碱（PC）、82%鞘磷脂（SP），

20%磷脂酰乙醇胺（PE）、0%磷脂酰丝酸（PS）；

内叶：24%PC，18%SP，80%PE，100%PS百分比为o

总脂质含量）（51）此外，蛋白质可能优先

位于膜的内部或外部小叶上，以及

在优选的方向上，当

决定如何好地提取膜蛋白以及提取什么

条件（即洗涤剂和/或脂质）适合重构

用于生物化学研究

从膜中提取蛋白质

为了研究膜蛋白，必须首先从

膜，并保持在可溶性、天然、功能性的形式

在提取过程中，有人提出洗涤剂

单体首先分配到双层中

洗涤剂与洗涤剂的协同作用破坏了双层的稳定性

产生混合的脂质洗涤剂片段（图6A）终，

进一步添加洗涤剂会导致双层溶解和蛋白质

增溶作用（图6B）（8，52）

膜的溶解性

图6A

图6B

膜蛋白可以有几个“程度”

从膜中提取用于进一步研究蛋白质可以

以这样的方式纯化，使得一些天然脂质保持与

蛋白质这可以通过使用不

有效的脂质增溶剂，并通过小化

柱色谱期间的洗涤剂暴露或者，

蛋白质可以通过使用

严格的清洁剂这在以下应用中可能很重要

需要均匀的蛋白质制剂然后可以使用脂质

如果蛋白质活性需要，添加回这些制剂中

和/或稳定性

应该注意的是，研究

特殊的膜微结构域，称为脂筏，存在

一个特的问题脂筏富含鞘脂，甘酸-

氧化磷脂和胆醇（53-55）这些结构域，也称为

抗洗涤剂膜（DRM）已被证明

在细胞信号传导和蛋白质分选中发挥关键作用历上，DRM

通过其对冷溶解的抵抗力进行了检测

Triton X-100然而，已经表明

其中的DRM取决于其

例如，Schuck等人表明

与DRMs相关的蛋白质和脂质的类型变化很大-

当使用不同的清洁剂来隔离膜时

域（53）因此，在选择

从天然膜中分离蛋白质的合适洗涤剂

使用溶解的膜蛋白

一些更常见的洗涤剂已被证明是

在膜蛋白功能和结构研究中有用的是

烷基糖苷（56-58）例如，短链烷基麦芽糖苷和

葡萄糖苷已成功地用于膜的结晶

蛋白质（59-63），而长链糖苷（即十二烷基麦芽糖-

side、十四烷基麦芽糖苷和十六烷基麦芽糖苷）

显示稳定偶联的G蛋白的各种寡聚状态

受体（GPCR），视紫红质（64）十二烷基麦芽糖苷，例如，具有

被用于结晶膜蛋白细胞素c oxi-

来自球形红杆菌（65）的酶，以研究

4-跨膜螺旋蛋白DsbB

大肠杆菌（66），并研究光诱导的mam结构变化-

用19F NMR测定马里视紫红质（67）

在膜中使用越来越多的其他清洁剂

蛋白质生物化学是溶血磷脂、Fos碱等-

试剂和短链磷脂（图7）

磷脂类洗涤剂

OOPO

O

O

N

哦

O

溶血磷脂酰碱

P OO

O

O

N

Fos碱12

二己酰磷脂酰碱

图7

溶血磷脂与天然磷脂相似，其中

膜蛋白被嵌入；它们有磷脂样

然而，头群的疏水尾部只含有一个

酰基链，它们形成水溶性聚集体事实上，有些

GPCR在提取到溶血磷脂中后仍保持功能-

细胞（68-70）溶血磷脂也被用于核磁共振结构

膜蛋白的研究以及在纯化

囊性纤维化跨膜电导调节剂（CFTR）（71，72）As

前面提到过，Fos碱清洁剂已经成功-

短链NMR在膜蛋白研究中的成功应用（14-16）

磷脂如二己酰磷脂酰碱（DHPC），

已被用于溶解和重建整体膜

蛋白质这些化合物在溶液中形成水溶性胶束

并已被证明能维持天然蛋白质结构和功能-

当用于膜蛋白纯化方案时（73，75）对于

例如，大肠杆菌外膜蛋白X的NMR结构

（OmpX）在DHPC胶束中测定（76）

膜蛋白也可以重组成洗涤剂脂质

混合胶束这可能是具代表性的双层-

模拟系统例如，细菌视紫红质已经被重新折叠

进入几种不同的洗涤剂脂质系统，包括CHAPS/DMPC

和CHAPSO/SDS/DMPC胶束（77，78

实际考虑

使用时需要考虑几个实际问题

洗涤剂和膜蛋白首先，必须确定

特定ap所需的洗涤剂纯度和均匀度-

例如当纯化和/或结晶蛋白质时，

人们可以选择既纯又无污染的洗涤剂-

氯化醇、酰胺或合成的其他副产物）和

同质的（即由单一物种组成）许多工业

等级洗涤剂，包括Triton和Tween，可能是纯的，但

聚氧乙烯链组成的不均匀性

这些洗涤剂可能不太适合用于结晶筛，但是

可能足以提取蛋白质

其次，当测定增溶剂的分子量时

膜蛋白，必须考虑聚集分子

洗涤剂蛋白复合物的重量（图8）如果可以

假设每个胶束有一个蛋白质分子，如果

蛋白质比胶束小，则

复合物等于蛋白质分子量加上胶束

聚集重量然而，较大的膜蛋白将倾向于

与比存在于

单独的游离胶束在这种情况下，洗涤剂的浓度必须

足以全覆盖反式-

膜结构域

蛋白质/洗涤剂复合物的聚合分子量

图8

同样，重要的是要注意，当一个人集中注意力时

洗涤剂溶解蛋白质的溶液，空的浓度

胶束也可能随着其分子量的增加而增加

比集中器膜的分子量截断值Sev-

有几种方法可以测定so中洗涤剂的浓度-

溶液包括比色测定法（79）、薄层色谱法（80），

折射率测量（81），

和分析超速离心（82，83）其中一些方法是

可用于测定solu中游离洗涤剂的浓度-

tion（79-81）其他可用于测定蛋白质的量-

结合洗涤剂（79，80，83）或蛋白质-洗涤剂复合物的大小（81，83）

非洗涤剂表面活性剂和其他新型洗涤剂

如前所述，膜蛋白可能不稳定

或被某些洗涤剂变性，包括离子洗涤剂和

短链非离子洗涤剂半氟化表面活性剂（图

9A）和两性（图9B）是两种非常不同的非洗涤剂

用于膜蛋白研究的表面活性剂

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