CN115369104B - 一种精制胃蛋白酶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精制胃蛋白酶的方法,包括如下步骤:S1称取普通胃蛋白酶,加水溶解后,加入盐酸调节pH,其后过滤,收集滤液;S2向所述滤液中加入滤液质量为0.4倍的氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后过滤,其后向过滤后的固体中加入质量分数3‑3.5倍,浓度为20%的氯化铵溶液洗涤后过滤,得到第一次沉淀物;S3将所述第一次沉淀物用丙酮洗涤、过滤后得到第二次沉淀物;S4将所述第二次沉淀物干燥、粉碎后,得到所述精制胃蛋白酶;通过该方法制备的胃蛋白酶活性不低于20000u/g,血型物质去除率不低于99.5%,且不易吸潮,便于保存,质量稳定性增强,可以作为分析科研等更高要求的试剂使用。
Description
技术领域
本发明涉及生物制药技术领域,特别是一种精制胃蛋白酶的方法。
背景技术
胃蛋白酶(英文名称:Pepsin)是一种消化性蛋白酶,由胃部中的胃粘膜主细胞(gastric chief cell)所分泌,功能是将食物中的蛋白质分解为小的肽片段。主细胞分泌的是胃蛋白酶原,胃蛋白酶原经胃酸或者胃蛋白酶刺激后形成胃蛋白酶,胃蛋白酶不是由细胞直接生成的。
现有的普通胃蛋白酶的活性相对较低,如申请号为CN201310566706.X的发明专利中,公开了一种胃蛋白酶的制备方法,包括以下步骤:选择成年猪胃,剥取猪胃基底部黏膜,加水搅拌并调PH,升温消化3~4h后获得液浆,过滤冷却备用;滤液中加入丙酮调比重,静置后捞取胃膜素,过滤母液,加入丙酮调比重,静置后吸尽上清液至有微浑浊状,收集沉淀;用丙酮洗涤沉淀物至颗粒状,离心后干燥;球磨过筛,获得胃蛋白酶粉,通过该方法制备的胃蛋白酶的活性一般≤12000U/g;申请号为CN201410701027.3的发明专利中,公开了一种猪胃蛋白酶和胃膜素的制备方法,该方法包括使用盐酸对猪胃基底部粘膜进行粗提,然后利用胃蛋白酶在弱酸性溶液中溶解度高、酶活稳定,而胃膜素遇弱酸即沉淀的性质,采用酸性水溶液代替丙酮提取分离胃蛋白酶和胃膜素,再通过离心、过滤、超滤、干燥等步骤制备得到胃蛋白酶和胃膜素,通过该方法制备的胃蛋白酶的活性一般≤16000U/g。
然而,在实际使用时,上述普通胃蛋白酶中常含有大量的血型物质、活性相对较低,若作为检测试剂用,则会干扰检测结果,影响判断,因此,需在此基础上精制蛋白酶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精制胃蛋白酶的方法,该方法通过对普通胃蛋白酶进行进一步精制,能够有效去除胃蛋白酶中的血型物质和杂蛋白,同时有效提高胃蛋白酶的活性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种精制胃蛋白酶的方法,包括如下步骤:
S1称取普通胃蛋白酶,加水溶解后,加入盐酸调节pH,其后过滤,收集滤液;
S2向所述滤液中加入氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后过滤,其后向过滤后的固体中加入氯化铵溶液洗涤后过滤,得到第一次沉淀物;
S3将所述第一次沉淀物用丙酮洗涤、过滤后得到第二次沉淀物;
S4将所述第二次沉淀物干燥、粉碎后,得到所述精制胃蛋白酶;
作为本申请的一些可实施方式,所述步骤S1中,普通胃蛋白酶和水的质量比为1:18-25。
作为本申请的一些可实施方式,所述步骤S1中,溶液的pH为1.5-3.5。
作为本申请的一些可实施方式,所述步骤S2中,氯化铵固体的质量为滤液质量的0.4倍,氯化铵溶液的浓度为20%。
作为本申请的一些可实施方式,所述步骤S2中,所述氯化铵溶液为所述沉淀物质量的3-3.5倍。
作为本申请的一些可实施方式,所述丙酮洗涤的具体步骤为:向所述第一次沉淀物中加入丙酮,充分搅拌后静置一段时间,其后去上清,并向下层沉淀中加入丙酮,充分搅拌后过滤;其后再向过滤物中加入丙酮,充分搅拌后过滤,得到第二次沉淀物。
作为本申请的一些可实施方式,三次添加的所述丙酮的温度均≤-5℃。
作为本申请的一些可实施方式,第一次加入的丙酮的质量为第一次沉淀物中的质量的20-23倍;第二次加入的丙酮的质量为下层沉淀物质量的4-6倍;第三次加入的丙酮的质量为过滤物质量的4-6倍。
作为本申请的一些可实施方式,所述步骤S4中,干燥步骤为:在55-60℃真空干燥3-5h。
相较现有技术,本发明的有益效果是:
1.通过向溶解过滤后的胃蛋白酶中加入氯化铵固体,能够将胃蛋白酶从溶液中结晶出来;其后通过向结晶后过滤出的沉淀中加入氯化铵溶液,能够洗脱胃蛋白酶中的血型物质、杂蛋白,以及结晶时没有溶解的氯化铵,进而提高胃蛋白酶的活力以及活性得率;通过本发明中的方法制备的精制胃蛋白酶的活性不低于20000u/g,血型物质去除率不低于99.5%。
2.通过本发明中的方法制备的精制胃蛋白酶不易吸潮,便于保存,质量稳定性增强,可以作为分析科研等更高要求的试剂使用。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
现有技术中,制备的普通胃蛋白酶杂蛋白和血型物质多、蛋白酶活性较低,难以用于分析科研等高等试剂中。
基于此,本发明提出了一种精制胃蛋白酶的方法,包括以下步骤:
S1称取普通胃蛋白酶,加水溶解后,加入盐酸调节pH,其后过滤,收集滤液;
S2向所述滤液中加入氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后过滤,其后向过滤后的固体中加入氯化铵溶液洗涤后过滤,得到第一次沉淀物;
S3将所述第一次沉淀物用丙酮洗涤、过滤后得到第二次沉淀物;
S4将所述第二次沉淀物干燥、粉碎后,得到所述精制胃蛋白酶。
上述方案中,步骤S1中,先将普通胃蛋白酶溶于水中,其后加入盐酸调节溶液pH,因普通胃蛋白酶在水溶液中不稳定,但在酸性溶液中比较稳定,因此,加入盐酸后,能够有效提高普通胃蛋白酶的稳定性以及活性;其后,步骤S2中,加入氯化铵固体能够将胃蛋白酶从溶液中结晶出来;其后加入氯化铵溶液能够洗脱胃蛋白酶中的血型物质、杂蛋白以及结晶时没有溶解的氯化铵固体,以提高胃蛋白酶收集率以及活力;其中,结晶时选择氯化铵溶液而非硫酸铵溶液,是因为硫酸铵结晶过滤和洗涤的时间比较长,高达三十多个小时,在此过程中,会严重影响胃蛋白酶的活性;其后,在步骤S3中,用丙酮洗涤沉淀,能够脱水脱脂,还能够进一步去除杂蛋白,提高胃蛋白酶的纯度以及活性得率;最后在步骤S4中,经干燥粉碎后得到所述精制蛋白酶。
现有技术中,采用丙酮重结晶法进行胃蛋白酶精制,对去除胃蛋白酶中的杂蛋白有一定效果,但是难以有效去除掉血型物质,去除率低于60%,进而对胃蛋白酶的活性产生一定影响。本发明中采用氯化铵结晶方法可以有效的去除胃蛋白酶当中的血型物质,去除率可以达到99.5%,而去除杂蛋白的效果也优于丙酮,
通过上述方法能够显著去除杂蛋白、血型物质以及显著提高胃蛋白酶活性,其中血型物质去除率高达99.5%,活性不低于20000u/g。
为了进一步促进普通胃蛋白酶的溶解,作为本申请的一些可实施方式,对普通胃蛋白酶和水的用量作出了进一步限定,即所述步骤S1中,普通胃蛋白酶和水的质量比为1:18-25。上述方案中,胃蛋白酶和水的质量比为胃蛋白酶溶解的最佳比例,若加水过多,则会使精制蛋白酶中的杂质的溶解,进而降低精制蛋白酶的纯度以及活性,若加水过少,则胃蛋白酶难以全部溶解,降低其收率。
为了进一步提高胃蛋白酶的稳定性,作为本申请的一些可实施方式,对步骤S1中的pH作出了进一步限定,即所述步骤S1中,溶液的pH为1.5-3.5。
为了进一步提高精制胃蛋白酶的活性以及收率,作为本申请的一些可实施方式,对氯化铵溶液的用量作出了进一步限定,即所述步骤S2中,所述氯化铵溶液为所述沉淀物质量的3-3.5倍。
上述方案中,当加入氯化铵固体时,能够使胃蛋白酶充分结晶,但是因氯化铵稍过量,会导致其溶解不完全,进而残留在胃蛋白酶中,加入上述用量的氯化铵溶液洗涤,能够极大程度去除胃蛋白酶中的血型物质以及未溶解的氯化铵固体,进而提高精制蛋白酶的活性及得率。
为了进一步提高精制胃蛋白酶的活性以及收率,作为本申请的一些可实施方式,对氯化铵固体的用量和氯化铵溶液的浓度作出了进一步限定,即所述步骤S2中,氯化铵固体的质量为滤液质量的0.4倍,氯化铵溶液的浓度为20%。
为了进一步提高精制胃蛋白酶的活性,作为本申请的一些可实施方式,对丙酮洗涤的步骤作出了进一步限定,即丙酮洗涤的具体步骤为:向所述第一次沉淀物中加入丙酮,充分搅拌后静置一段时间,其后去上清,并向下层沉淀中加入丙酮,充分搅拌后过滤;其后再向过滤物中加入丙酮,充分搅拌后过滤,得到第二次沉淀物。
上述方案中,通过三次丙酮洗涤,能够提高胃蛋白酶脱脂脱水效率,进而提高胃蛋白酶的纯度以及活性。
为了进一步提高精制胃蛋白酶的活性,作为本申请的一些可实施方式,对丙酮的温度作出了进一步限定,即所述步骤S3中,三次添加的所述丙酮的温度均≤-5℃。
上述方案中,通过将丙酮的温度控制在≤-5℃,能够保证过滤物和丙酮混合后的温度在5℃以下,因为超过5℃,蛋白酶就会发生质变。
为了进一步提高精制胃蛋白酶的活性,作为本申请的一些可实施方式,对三次使用的丙酮的用量作出了进一步限定,即所述步骤S3中,第一次加入的丙酮的质量为第一次沉淀物中的质量的20-23倍;第二次加入的丙酮的质量为下层沉淀物质量的4-6倍;第三次加入的丙酮的质量为过滤物质量的4-6倍。
上述方案中,因丙酮用量过少会增加脱水脱脂的次数,用量过多会增加丙酮的消耗。
为了进一步提高精制胃蛋白酶的活性,作为本申请的一些可实施方式,对干燥步骤的作出了进一步限定,即所述步骤S4中,干燥步骤为:在55-60℃真空干燥3-5h。
上述烘烤温度和时间为最佳,若烘烤温度过低会增加烘烤时间,达不到烘干效果,温度过高会影响胃蛋白酶的活性。
下面结合具体实施方式对本申请所述精制蛋白酶的制备进行更近一步地详细说明。
制得说明的是,以下所述普通胃蛋白酶均为同一种蛋白酶,制备方法如申请号为CN201310566706.X的发明专利所述的方法,制备所得的胃蛋白酶的活性为12000u/g。
实施例1
S1称取10kg普通胃蛋白酶,加入18kg纯净水溶解后,加入盐酸调节溶液pH为2,其后用200目的滤布过滤,收集滤液;
S2向所述滤液中加入0.4倍滤液质量的氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后用700目的滤布过滤,其后向过滤后的固体中加入3倍质量的浓度为20%的氯化铵溶液洗涤后,700目的滤布过滤,得到第一次沉淀物;
S3向所述第一次沉淀物中加入23倍质量的温度为-5℃的丙酮,充分搅拌后静置12h,其后虹吸去上清,并向下层沉淀中加入5倍质量的温度为-5℃的丙酮,搅拌10min后用700目滤布过滤;其后再向过滤物中加入5倍质量的温度为-5℃的丙酮,搅拌10min后用700目滤布过滤,得到第二次沉淀物;
S4将所述第二次沉淀物放入真空干燥箱,在55℃真空干燥5h,其后粉碎,得到所述精制胃蛋白酶。
实施例2
S1称取10kg普通胃蛋白酶,加入25kg纯净水溶解后,加入盐酸调节溶液pH为3.5,其后用200目的滤布过滤,收集滤液;
S2向所述滤液中加入0.4倍滤液质量的氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后用800目的滤布过滤,其后向过滤后的固体中加入3.2倍质量的浓度为20%的氯化铵溶液洗涤后,800目的滤布过滤,得到第一次沉淀物;
S3向所述第一次沉淀物中加入20倍质量的温度为-5℃的丙酮,充分搅拌后静置12h,其后虹吸去上清,并向下层沉淀中加入4倍质量的温度为-5℃的丙酮,搅拌10min后用800目滤布过滤;其后再向过滤物中加入6倍质量的温度为-5℃的丙酮,搅拌10min后用800目滤布过滤,得到第二次沉淀物;
S4将所述第二次沉淀物放入真空干燥箱,在60℃真空干燥3.5h,其后粉碎,得到所述精制胃蛋白酶。
实施例3
S1称取10kg普通胃蛋白酶,加入20kg纯净水溶解后,加入盐酸调节溶液pH为3.5,其后用200目的滤布过滤,收集滤液;
S2向所述滤液中加入0.4倍滤液质量的氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后用900目的滤布过滤,其后向过滤后的固体中加入3.5倍质量的浓度为20%的氯化铵溶液洗涤后,900目的滤布过滤,得到第一次沉淀物;
S3向所述第一次沉淀物中加入20倍质量的温度为-5℃的丙酮,充分搅拌后静置12h,其后虹吸去上清,并向下层沉淀中加入4倍质量的温度为-5℃的丙酮,搅拌10min后用900目滤布过滤;其后再向过滤物中加入4倍质量的温度为-5℃的丙酮,搅拌10min后用900目滤布过滤,得到第二次沉淀物;
S4将所述第二次沉淀物放入真空干燥箱,在60℃真空干燥3h,其后粉碎,得到所述精制胃蛋白酶。
对比例1
相较实施例3,将丙酮的温度换为25℃,其余步骤与参数同实施例3。
对比例2
相较实施例3,步骤S1中不加盐酸调节溶液PH,其余步骤与参数同实施例3。
对比例3
相较实施例3,步骤S2中不采用氯化铵结晶法,采用常规的丙酮结晶法,其与步骤及参数同实施例3。
实验例
1.测定上述实施例1-3以及对比例1-2中的精制胃蛋白酶的质量、活力以及活性收率,数据如表1所示。
其中,活性收率(N)的计算公式为:
W1:普通胃蛋白酶质量;
W2:精制胃蛋白酶质量;
H1:普通胃蛋白酶的活力;
H2:精制胃蛋白酶的活力。
表1
2.吸水性比较
取上述实施例1-3中的精制蛋白酶和普通胃蛋酶,并分别与空气接触24h,其后观察外观以及测定水分含量察,结果如表2所示。
表2
通过表1可知:按照本发明中的方法制备的精制胃蛋白酶(实施例1-3)的活力以及活性收率均远远高于对比例1-2,且活力不低于20000u/g,活性收率不低于80%,进而体现出本发明在提高蛋白酶活力以及活性收率方面取得了显著的效果;进一步的,实施例1-3中的精制胃蛋白酶的血型物质去除率均不低于99.5%;对比例1中采用的丙酮的温度过高,导致胃蛋白失活变质;对比例2中未加入盐酸调节pH,能够有效降低胃蛋白酶的失活率;对比例3中未加入氯化铵和氯化铵溶液,其血型物质去除率低于60%,且杂蛋白去除率低,导致活性低。
通过表2可知:实施例1-3中的精制蛋白酶潮解性远低于普通的胃蛋白酶,进而能够显著提高胃蛋白酶的稳定性,便于保存。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种精制胃蛋白酶的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1称取普通胃蛋白酶,加水溶解后,加入盐酸调节pH,其后过滤,收集滤液;
S2向所述滤液中加入氯化铵固体并充分搅拌,待滤液充分结晶后过滤,其后向过滤后的固体中加入氯化铵溶液洗涤后过滤,得到第一次沉淀物;
S3 将所述第一次沉淀物用丙酮洗涤、过滤后得到第二次沉淀物;
S4 将所述第二次沉淀物干燥、粉碎后,得到所述精制胃蛋白酶;
其中,所述步骤S1中,普通胃蛋白酶和水的质量比为1:18-25;
所述步骤S1中,溶液的pH为1.5-3.5;
所述步骤S2中,氯化铵固体的质量为滤液质量的0.4倍,氯化铵溶液的浓度为20%;
所述步骤S2中,所述氯化铵溶液为所述沉淀物质量的3-3.5倍;
所述丙酮的温度≤-5℃。
2.根据权利要求1所述的一种精制胃蛋白酶的方法,其特征在于,所述丙酮洗涤的具体步骤为:向所述第一次沉淀物中加入丙酮,充分搅拌后静置一段时间,其后去上清,并向下层沉淀中加入丙酮,充分搅拌后过滤;其后再向过滤物中加入丙酮,充分搅拌后过滤,得到第二次沉淀物。
3.根据权利要求2所述的一种精制胃蛋白酶的方法,其特征在于,第一次加入的丙酮的质量为第一次沉淀物中的质量的20-23倍;第二次加入的丙酮的质量为下层沉淀物质量的4-6倍;第三次加入的丙酮的质量为过滤物质量的4-6倍。
4.根据权利要求1所述的一种精制胃蛋白酶的方法,其特征在于,所述步骤S4中,干燥步骤为:在55-60℃真空干燥3-5h。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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