经典的FDNB法是N 末 端氨基酸的分析方法,是蛋白质化学中最重要的方法之一,可用于测定蛋白质或 肽的N末端基团、蛋白质中肽链的数目、蛋白质的最小分子量及蛋白质水解产 物的氨基酸组成。
FDNB法的反应原理如图1所示。2,4-二硝基氟苯(FDNB)在很温和的 条件下(室温,pH=8~9),能与蛋白质的游离氨基反应,生成二硝基氟苯衍生 物———DNP蛋白。DNP蛋白完全水解释放出N末端的DNP-氨基酸,通过色谱 分离后与标准DNP氨基酸对照进行鉴定。
图1 FDNB法的反应原理
FDNB的反应性很强,能在不引起肽链断裂的温和条件下,定量与蛋白质反 应,因而在测定过程中不会因肽链断裂而人为形成“新”末端。除了某些链内氨 基酸衍生物外,DNP-氨基酸都呈黄色,非常有利于检测。
虽然FDNB也能与α-氨基外的其他少数基团反应,但生成物并不影响N端 氨基酸的分析,如o-DNP酪氨酸(无色)、im-DNP组氨酸(无色)、ε-DNP赖 氨酸(黄色,醚不溶),因而FDNB是一个理想的端基分析试剂。
DNB法的具体分析过程如下:
① 蛋白质的二硝基苯化 反应在微碱性介质中进行,在NaHCO3 存在下,暗室中反应,反应时间主要取决于蛋白质样品的溶解度和反应性。
② 除去过量试剂 反应结束后酸化处理,离心,并用醇、醚洗涤,DNP蛋 白质避光储存。
③ DNP-蛋白质的水解 用盐酸水解时,大部分DNP-氨基酸不会被破坏 (表1)。
④ 分离DNP-氨基酸 根据各自的溶解度以有机溶剂乙醚从水解产物中 提取。
表1 酸水解时的DNP-氨基酸的回收率 | |||
DNP-氨基 | 5.7mol/L盐酸水解 | 12mol/L盐酸105℃水解16h 回收率/% |
|
水解时间/h | 回收率/% | ||
DNP-Ala DNP-Arg DNP-Asp 双-DNP-Cys DNP-Glu DNP-Gly DNP-Ile DNP-Leu 双-DNP-Lys ε-DNP-Lys DNP-Met DNP- Phe DNP-Pro DNP- Ser DNP-The DNP- Trp 双-DNP-Tyr DNP-Val |
12 24 12 12 8 12 12 8 12 12 12 12 24 12 12 12 |
80 90 60 25 75 40 80 80 95 95 70 10 90 90 90 75 80 |
75 75 75 75 50 75 75 75 75 75 50 50 75 75 50 75 |
⑤ DNP-氨基酸的分析 采用单相或双相纸色谱、硅胶薄板色谱,与标准 DNP氨基酸对照进行定量分析。
用FDNB法鉴定出α-N-DNP-氨基酸,并确定N末端氨基酸的数目,从而计 算出多肽链的数目。但在有些情况下,会检测不到末端基团:末端封闭,无游离 α-氨基的环状化合物;末端乙酰化;DNP-氨基酸被分解,如DNP-Pro、DNP- Gly;酸解未形成DNP-氨基酸,如末端为Val、Ile时,水解生成DNP-小肽。
在FDNB法中,由于DNP-氨基酸对光敏感,实验必须避光在暗处进行。此 外,酸水解DNP-蛋白质获得氨基酸和DNP-氨基酸的混合物,必须反复抽提来 分离。因此,作为端基分析的经典方法,FDNB法近年来逐步被操作更简单、灵 敏度更高的DNS法代替。
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