Was ist Proteinniederschlag?
Proteinausfällung ist eine Methode, die zum Extrahieren und Reinigen von Proteinen verwendet wird, die in einer Lösung gehalten werden. Große, komplexe Moleküle, Proteine haben im Allgemeinen Teile mit negativer elektrischer Ladung und Teile, die eine positive Ladung sowie hydrophile und hydrophobe Teile haben. Es besteht die Tendenz, dass Proteine in Lösung zusammengeklumpt und ausfallen Die Begegnung dieser Tendenz ist jedoch die Tatsache, dass in einer wässrigen Lösung die polarischen Wassermoleküle aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen entgegengesetzt geladenen Teilen des Wassers und Proteinmoleküle dazu neigen, sich um die Proteinmoleküle zu veranstalten. Dies führt dazu, dass die Proteinmoleküle voneinander gehalten und in Lösung bleiben. Es gibt jedoch verschiedene Methoden zum Erreichen der Ausfällung von Proteinen.
Die am häufigsten verwendete Methode zur Proteinausfällung besteht darin, eine Lösung eines Salzes hinzuzufügen, eine Technik, die häufig als "Salben" bezeichnet wird. Das am häufigsten verwendete Salz ist Ammoniumsulfat. Die Wechselwirkung der Salzionen mit Wassermolekülen entfernt die Wasserbarriere zwischen Proteinmolekülen und ermöglicht die hydrophoben Teile des Proteins in Kontakt. Dies führt dazu, dass die Proteinmoleküle miteinander aggregieren und aus der Lösung ausfallen. Je höher das Molekulargewicht des Proteins ist, desto niedriger ist die Konzentration des Salzes, das für Ausfälle erforderlich ist. Daher ist es möglich, ein Gemisch verschiedener Proteine in Lösung zu trennen, indem die Salzkonzentration allmählich erhöht wird, so dass verschiedene Proteine in verschiedenen Stadien ausfällt, ein als
Die Löslichkeit eines Proteins in einem wässrigen Medium kann durch Einführung eines organischen Lösungsmittels reduziert werden. Dies wirkt sich ausE dielektrische Konstante, die in diesem Zusammenhang als Maß für die Polarität eines Lösungsmittels angesehen werden kann. Eine Verringerung der Polarität bedeutet, dass Lösungsmittelmoleküle weniger neigen, um sich um die des Proteins zu gruppieren, so dass eine weniger Wasserbarriere zwischen Proteinmolekülen und einer größeren Tendenz zur Proteinausfällung vorhanden ist. Viele organische Lösungsmittel interagieren mit den hydrophoben Teilen von Proteinmolekülen und verursachen Denaturisation; Einige, wie Ethanol und Dimethylsulfoxid (DMSO), tun jedoch nicht.
Obwohl Proteine negativ und positiv geladene Teile haben können, haben sie häufig in Lösung eine positive oder negative Ladung, die je nach pH -Wert variiert, und hält sie durch elektrostatische Abstoßung auseinander. Bei sauren Bedingungen bei einem niedrigen pH -Wert haben Proteine tendenziell eine positive Ladung, während bei hohem pH -Wert die Ladung negativ ist. Proteine haben einen Zwischenpunkt, an dem es keine Gesamtladung gibt - dies wird als isoelektrische POI bezeichnetNT und für die meisten Proteine liegt es im pH-Bereich 4-6. Der isoelektrische Punkt für ein gelöstes Protein kann durch Zugabe einer Säure, normalerweise Hydrochlor- oder Schwefelsäure, erreicht werden, um den pH -Wert auf das geeignete Niveau zu reduzieren, wodurch die Clusterbildung und die Ausfällung der Proteinmoleküle ermöglicht werden. Ein Nachteil dieser Methode ist, dass die Säuren dazu neigen, das Protein zu denaturieren, aber häufig zum Entfernen unerwünschter Proteine verwendet.
Andere Methoden zur Proteinausfällung umfassen nichtionische hydrophile Polymere und Metallionen. Ersteres reduziert die Wassermenge, die zur Bildung einer Barriere zwischen Proteinmolekülen bildet, sodass sie zusammenklumpen und ausfällt. Positiv geladene Metallionen können sich mit negativ geladenen Teilen des Proteinmoleküls verbinden und die Tendenz des Proteins reduzieren, eine Schicht von Wassermolekülen um sie herum anzulocken, sodass die Proteinmoleküle erneut miteinander interagieren und aus Lösung ausfallen können. Metallionen sind auch in sehr verdünnten Lösungen wirksam.