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“瘦肉精门”拷问科学家的良知

日期:2011-04-06 16:05:38

(一)根据配体特异性的分离方法-亲和色谱法

亲和层析法(aflinity chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法,它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来,而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand)的分子能特异而非共价地结合。其基本原理:蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在,每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质,因此蛋白质的分离(Separation),提纯(Purification)和鉴定(Characterization)是生物化学中的重要的一部分,至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来,因此往往采取几种方法联合使用。

(二)根据蛋白质分子大小的差别的分离方法

1、透析与超滤

透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。

超滤法是利用高压力或离心力,强使水和其他小的溶质分子通过半透膜,而蛋白质留在膜上,可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。

2、凝胶过滤法

也称分子排阻层析或分子筛层析,这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝胶(Sephadex ged)和琼脂糖凝胶(agarose gel)。

(三)根据蛋白质带电性质进行分离

蛋白质在不同pH环境中带电性质和电荷数量不同,可将其分开。

1、电泳法

各种蛋白质在同一pH条件下,因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。值得重视的是等电聚焦电泳,这是利用一种两性电解质作为载体,电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的pH梯度,当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时,到达各自等电点的pH位置就停止,此法可用于分析和制备各种蛋白质。

2、离子交换层析法

离子交换剂有阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素;CM-纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素;DEAE?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素),当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。

(四)根据蛋白质溶解度不同的分离方法

1、蛋白质的盐析

中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响,一般在低盐浓度下随着盐浓度升高,蛋白质的溶解度增加,此称盐溶;当盐浓度继续升高时,蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出,这种现象称盐析,将大量盐加到蛋白质溶液中,高浓度的盐离子(如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力,可夺取蛋白质分子的水化层,使之“失水”,于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同,故盐析所需的盐浓度也不一样,因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。

影响盐析的因素有:(1)温度:除对温度敏感的蛋白质在低温(4度)操作外,一般可在室温中进行。一般温度低蛋白质溶介度降低。但有的蛋白质(如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白)在较高的温度(25度)比0度时溶解度低,更容易盐析。(2)pH值:大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。(3)蛋白质浓度:蛋白质浓度高时,欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来(共沉现象)。因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释,使蛋白质含量在2.5-3.0%。

蛋白质盐析常用的中性盐,主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。 其中应用最多的硫酸铵,它的优点是温度系数小而溶解度大(25度时饱和溶液为4.1M,即767克/升;0度时饱和溶解度为3.9M,即676克/升),在这一溶解度范围内,许多蛋白质和酶都可以盐析出来;另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间,当用其他pH值进行盐析时,需用硫酸或氨水调节。

蛋白质在用盐析沉淀分离后,需要将蛋白质中的盐除去,常用的办法是透析,即把蛋白质溶液装入秀析袋内(常用的是玻璃纸),用缓冲液进行透析,并不断的更换缓冲液,因透析所需时间较长,所以最好在低温中进行。此外也可用葡萄糖凝胶G-25或G-50过柱的办法除盐,所用的时间就比较短。

2、等电点沉淀法

蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小,因而溶解度也最小,各种蛋白质的等电点有差别,可利用调节溶液的pH达到某一蛋白质的等电点使之沉淀,但此法很少单独使用,可与盐析法结合用。

3、低温有机溶剂沉淀法

用与水可混溶的有机溶剂,甲醇,乙醇或丙酮,可使多数蛋白质溶解度降低并析出,此法分辨力比盐析高,但蛋白质较易变性,应在低温下进行。

(一)根据配体特异性的分离方法-亲和色谱法

亲和层析法(aflinity chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法,它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来,而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand)的分子能特异而非共价地结合。其基本原理:蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在,每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质,因此蛋白质的分离(Separation),提纯(Purification)和鉴定(Characterization)是生物化学中的重要的一部分,至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来,因此往往采取几种方法联合使用。

(二)根据蛋白质分子大小的差别的分离方法

1、透析与超滤

透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。

超滤法是利用高压力或离心力,强使水和其他小的溶质分子通过半透膜,而蛋白质留在膜上,可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。

2、凝胶过滤法

也称分子排阻层析或分子筛层析,这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝胶(Sephadex ged)和琼脂糖凝胶(agarose gel)。

(三)根据蛋白质带电性质进行分离

蛋白质在不同pH环境中带电性质和电荷数量不同,可将其分开。

1、电泳法

各种蛋白质在同一pH条件下,因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。值得重视的是等电聚焦电泳,这是利用一种两性电解质作为载体,电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的pH梯度,当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时,到达各自等电点的pH位置就停止,此法可用于分析和制备各种蛋白质。

2、离子交换层析法

离子交换剂有阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素;CM-纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素;DEAE?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素),当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。

(四)根据蛋白质溶解度不同的分离方法

1、蛋白质的盐析

中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响,一般在低盐浓度下随着盐浓度升高,蛋白质的溶解度增加,此称盐溶;当盐浓度继续升高时,蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出,这种现象称盐析,将大量盐加到蛋白质溶液中,高浓度的盐离子(如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力,可夺取蛋白质分子的水化层,使之“失水”,于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同,故盐析所需的盐浓度也不一样,因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。

影响盐析的因素有:(1)温度:除对温度敏感的蛋白质在低温(4度)操作外,一般可在室温中进行。一般温度低蛋白质溶介度降低。但有的蛋白质(如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白)在较高的温度(25度)比0度时溶解度低,更容易盐析。(2)pH值:大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。(3)蛋白质浓度:蛋白质浓度高时,欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来(共沉现象)。因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释,使蛋白质含量在2.5-3.0%。

蛋白质盐析常用的中性盐,主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。 其中应用最多的硫酸铵,它的优点是温度系数小而溶解度大(25度时饱和溶液为4.1M,即767克/升;0度时饱和溶解度为3.9M,即676克/升),在这一溶解度范围内,许多蛋白质和酶都可以盐析出来;另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间,当用其他pH值进行盐析时,需用硫酸或氨水调节。

蛋白质在用盐析沉淀分离后,需要将蛋白质中的盐除去,常用的办法是透析,即把蛋白质溶液装入秀析袋内(常用的是玻璃纸),用缓冲液进行透析,并不断的更换缓冲液,因透析所需时间较长,所以最好在低温中进行。此外也可用葡萄糖凝胶G-25或G-50过柱的办法除盐,所用的时间就比较短。

2、等电点沉淀法

蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小,因而溶解度也最小,各种蛋白质的等电点有差别,可利用调节溶液的pH达到某一蛋白质的等电点使之沉淀,但此法很少单独使用,可与盐析法结合用。

3、低温有机溶剂沉淀法

用与水可混溶的有机溶剂,甲醇,乙醇或丙酮,可使多数蛋白质溶解度降低并析出,此法分辨力比盐析高,但蛋白质较易变性,应在低温下进行。

沸沸扬扬的瘦肉精事件再起波澜:国内“瘦肉精”最初源头来自一位浙江大学曾任农业部饲料与动物营养重点开放实验室主任的许梓荣教授,据称这位教授1987年在美国弗吉尼亚大学当访问学者,回国后写了关于“瘦肉精”的论文,被列为国家科委“八五”攻关项目。

在80年代中旬未知其危害前,“瘦肉精”(当时是盐酸克伦特罗)项目由于符合了培养瘦肉型猪的要求,作为优秀项目引入中国成为八五攻关项目本来无可厚非,但是重点在后面,1989年西班牙相继出现了中毒事件,之后法国,意大利,美国也出现了此类事件,因此相继禁止了盐酸克伦特罗的使用。作为攻关这一领域的主要科学家,理应保持对这一领域发展动态的关注,就不应该不知道欧洲,美国都禁止了盐酸克伦特罗用于。。。那么这个时候这些相关的科研人员做了什么呢?在耗费多年心血刻苦研究刚刚取得成功,数不清的荣誉正在在召唤,还有极其巨大的经济效益已经在招手的时刻,突然发现这一切可能顷刻化为乌有的时候,他们做出了怎样的选择呢?

有三种可能,一是向上级汇报了欧美相继发现盐酸克伦特罗中毒事件而先后被禁用于饲料,反对对其研究成果进行推广。但是由于其他人在巨大既得利益的驱使下,隐瞒或者无视其建议,继续推广其研究成果而造成瘦肉精最终泛滥失控,造成了“被隐瞒”;另外的可能二是选择了沉默,即不汇报,也不推广,以转换课题来逃避,默认事态的发展,三是明知并隐瞒其危害和被禁用的事实,为利益或者荣誉而昧着良心继续大力促进“瘦肉精”的推广。。。。。。

事实的真相是什么,恐怕只有当事人站出来澄清才有答案。

但是我们注意到在1995年许梓荣还在《浙江农业大学学报》上发表了题为“Clenbuterol对肥育猪作用效果的研究”的文章(Clenbuterol即克仑特罗),文章中阐述了Clenbuterol在促进猪瘦肉增多方面的作用,而且没有任何文字提到了其副作用,而当时欧洲等地早就报道了相关的中毒事件,作为这一领域的国内领衔科学家,难道说这位教授真的不知道吗?

如果说真不知道国外的情况,那么在1997年国内已经禁止了输港猪肉瘦肉精的使用的前提下,1998年许梓荣还在“第三届全国饲料营养学术研讨会”上作出了题为“Clenbuterol和Ractopamine对肥育猪肉质的影响”的报告,文章也没有只字提及相关不良作用。

确实,面对付出了多年心血,即将产生大量商业价值的科研成果,眼看着巨大利益在招手,试问有多少人在这个时候能有勇气刹住车,停下来指出自己之前做的东西可能是有害的,让自己的心血付诸东流?在这个没有资助可能连实验室都混不下去的现实社会中,科学家的良知,在巨大的经济利益和社会荣誉面前,到底应该有多少分量?

如果当时这位教授站了出来,高声疾呼“瘦肉精”的危害,即使他也许再也找不到这样好的科研转化成果,也许再也不可能得到众多的科技奖励,但是这样的科学家可以说代表了中国的脊梁!将赢得成千上万人的尊重,在科研道德发展史上留下浓厚的一笔!

当今的社会纷纷攘攘,急功近利,浮躁的商业行为直逼最贴近民生的食品行业,从最开始添加甲醇的假酒,到著名的苏丹红事件,从引发奶业整个行业震动的三聚氰胺事件,到利用“孔雀绿”处理多宝鱼,利用避孕药催熟的黄鳝,这些等等事件中都不乏有学术人员的推波助澜——毕竟在第一线上的农民,或养殖业人员大部分都不会知道进行这样的处理。

那么这些参与的学术人员不了解此类做法的危害吗?不,怎么可能不知道呢,但是在巨大的利益诱惑的面前,他们违背了自己的科研良知,放弃了道德准则,在出现了各种中毒事件后,他们可有一丝悔改?

逝者如斯,过往已发生,我们希望的是在未来的日子里,不会再出现更多的××精,××胺,也希望科研人员能谨守科研良知,尊重自己和科学。

后续报道:

据齐鲁晚报报道,克伦特罗被禁后,许梓荣对β-兴奋剂作为饲料添加剂的研究并未停止,他将目光转向了莱克多巴胺(RactoPamine)。  莱克多巴胺是“瘦肉精”中克伦特罗的最佳替代品,其被禁亦稍晚于克伦特罗,中国在2002年明确将其列入《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录》。

1996年到1999年,许梓荣作为主要作者,发表了多篇莱克多巴胺提高猪瘦肉率的论文,在这些论文中提到了主要副作用:引起动物腿疾。这些论文大多得到了国家科委的资助。事实上目前科研界仍然有为莱克多巴胺“正名”的呼声,然而莱克多巴胺的副作用明显且触目:在美国,一些服用莱克多巴胺的猪不能站立和行走。