115年:醫學一(2)
利用抗原抗體交互作用的專一性（specificity）進行蛋白質純化，屬於下列何種方法？
A親合力層析法（affinity chromatography）
B離子交換層析法（ion-exchange chromatography）
C凝膠過濾層析術（gel filtration chromatography）
D鹽析法（salting-out）
詳細解析
本題觀念
蛋白質純化最常利用的物理化學性質，包括分子大小、表面電荷、溶解度差異，以及分子間的專一結合能力。抗原（antigen）與抗體（antibody）之間的結合具有高度專一性（specificity），也就是一種抗體通常只辨識並結合特定的抗原，這種近似「鎖與鑰匙」的專一結合，正是親合力層析法（affinity chromatography）用來純化蛋白質的核心原理。本題要辨別的是四種常見蛋白質純化方法各自依據什麼性質分離，並找出真正利用「專一結合」這項性質的方法。
選項分析
- A. 親合力層析法（affinity chromatography）：把配體（ligand，例如抗原或抗體）固定在層析管柱的固相基質上，樣品流過管柱時，只有能與配體專一結合的目標蛋白質會被捕捉並留在管柱上，其餘不相干的成分則被沖洗流出；之後再改變溶液的酸鹼值（pH）、鹽濃度，或加入過量的競爭性配體，把結合的目標蛋白質洗脫下來。抗原-抗體交互作用正是這種高度專一可逆結合的代表範例，完全符合題目所問，為正確答案。
- B. 離子交換層析法（ion-exchange chromatography）：依蛋白質表面所帶的電荷（正電或負電）與樹脂上帶相反電荷的官能基之間的靜電作用力來分離，藉由調整緩衝液的鹽濃度或pH值改變結合強弱，分離依據是「電荷」，與抗原抗體的專一辨識無關，故非本題答案。
- C. 凝膠過濾層析術（gel filtration chromatography）：又稱分子篩層析，依蛋白質分子的大小分離：體積較大的分子無法進入膠體顆粒的孔洞，會較快通過管柱先被洗出；體積較小的分子則會進入孔洞、延後洗出。分離依據是「分子量大小」，同樣與抗原抗體專一結合無關，故非本題答案。
- D. 鹽析法（salting-out）：利用高濃度的鹽類（例如硫酸銨）降低蛋白質在水溶液中的溶解度，使目標蛋白質沉澱析出，分離依據是「溶解度差異」，屬於較粗略的初步純化步驟，與抗原抗體交互作用的專一辨識無關，故非本題答案。
答案解析
答案為(A)。親合力層析法是唯一以「分子間專一辨識與結合」作為分離原理的層析方法，抗原與抗體之間高度專一的可逆結合，正好可以當作固定於管柱上的配體，選擇性地捕捉目標蛋白質，達到遠比其他方法更高的純化效率與專一性。相對地，離子交換層析、凝膠過濾層析與鹽析法，分別是依電荷、分子大小、溶解度這些較「通用」的物理化學性質來分離，都不涉及專一的分子辨識，因此都不是本題所問的方法。
核心知識點
準備考試時，建議把常見的蛋白質純化方法依「分離依據」整理成一張表：親合力層析（專一結合，如抗原抗體、酵素與其受質類似物）、離子交換層析（電荷）、凝膠過濾層析（分子大小）、鹽析法（溶解度）。掌握「利用專一性結合」這個關鍵詞，就能快速鎖定親合力層析法，這是生化學蛋白質純化技術中最常考的核心觀念之一，也是後續學習抗體純化、單株抗體（monoclonal antibody）生產技術的基礎。