Was ist Sulfatfällung?
Sulfatfällung tritt auf, wenn eine Fällungsreaktion durch Zugabe eines Sulfatsalzes zu einer bestimmten Lösung ausgelöst wird. Die meisten dieser Fällungsreaktionen betreffen die Extraktion von Proteinen aus einer Lösung. Bei der Sulfatfällung werden zwei Hauptmethoden angewendet, von denen eine als "Aussalzen" bezeichnet wird und erfordert, dass einer Lösung übermäßige Mengen Salz zugesetzt werden, damit das Protein ausfällt. Die andere verwendet kalte Salzlösungen mit abnehmender Konzentration, gefolgt von einer allmählichen Erwärmung, um die Proteine zur Kristallisation zu bringen.
Chemische Reaktionen nehmen viele verschiedene Formen an. Ein Beispiel für eine chemische Reaktion ist das Auflösen, das häufig auftritt, wenn dem Kaffee Zucker zugesetzt wird. Als Gegenteil kann die Fällung angesehen werden, bei der sich Feststoffe aus einer Lösung bilden und in die Lösung „ausfallen“. Dies tritt auf, wenn zwei verschiedene lösliche Lösungen in einem Behälter kombiniert werden, um eine Substanz zu erzeugen, die nicht löslich ist. Bei einer chemischen Reaktion geht nichts verloren, vielmehr verdrängt eine reaktivere Chemikalie eine weniger reaktive und hinterlässt einen Feststoff als Nebenprodukt dieser Reaktion.
Um die Sulfatfällung richtig zu verstehen, ist es notwendig zu verstehen, was während der Auflösungsreaktion tatsächlich auf atomarer Ebene geschieht. Wenn dem Wasser Zucker zugesetzt wird, verbinden sich die Zuckermoleküle mit den Wassermolekülen, von denen es immer eine endliche Zahl gibt. Würde eine Person weiterhin Zucker zu Wasser geben, wäre die Lösung vollständig gesättigt, was bedeutet, dass keine Wassermoleküle mehr vorhanden sind, die sich mit den Zuckermolekülen verbinden und sie auflösen könnten. Dies bedeutet, dass sich der nach diesem Zeitpunkt zugesetzte Zucker nicht auflöst und einfach im Boden der Tasse sitzt.
Während der Sulfatfällung geschieht im Wesentlichen das Gleiche, mit der Ausnahme, dass es neben dem Sulfatsalz eine weitere Verbindung gibt, die um die Position mit den Wassermolekülen drängt. Reaktivere Materialien können Bindungen ersetzen, die von weniger reaktiven gebildet werden. Dies bedeutet, dass das Salz, das im Allgemeinen Ammoniumsulfat ist, wenn Proteine extrahiert werden, den Platz des Proteins in der Lösung einnimmt und das Protein sich wie Zucker am Boden einer Tasse verfestigt. Da das Protein bereits im Wasser gelöst war, scheint es sich aus dem Nichts zu bilden und fällt als Feststoff im Behälter aus.
Die einfachste Methode, um Proteine auf diese Weise zu extrahieren, wird als "Aussalzen" bezeichnet. Dies entspricht im Wesentlichen der oben beschriebenen Reaktion, da einer Lösung zu viel Salz zugesetzt wird, damit sich das Protein verfestigt. Eine zweite Methode der Sulfatfällung wird ebenfalls angewendet, wobei die Proteine unter Verwendung einer konzentrierten Ammoniumsulfatlösung extrahiert werden und dann kalte Ammoniumsulfatlösungen zugesetzt werden, um die bei höheren Konzentrationen löslichen Proteine zu isolieren. Die Konzentration der kalten Lösungen nimmt allmählich ab und die gesamte Lösung wird langsam erwärmt, um die Proteine zu kristallisieren.