¿Qué es la precipitación de proteínas?
La precipitación de proteínas
es un método utilizado para extraer y purificar proteínas sostenidas en una solución. Moléculas grandes y complejas, las proteínas generalmente tienen partes que tienen una carga eléctrica negativa y partes que tienen una carga positiva, así como partes hidrófilas e hidrofóbicas. Existe una tendencia a las proteínas en solución a agrupar y precipitar debido a la atracción entre las partes cargadas negativamente y positivamente de las moléculas y la atracción mutua de las partes hidrofóbicas. Sin embargo, contrarrestar esta tendencia es el hecho de que en una solución acuosa, las moléculas de agua, que son polares, tenderán a arreglarse alrededor de las moléculas de proteínas debido a la atracción electrostática entre las partes cargadas de agua y las moléculas de proteínas. Esto da como resultado que las moléculas de proteínas se mantengan separadas y permanezcan en solución, pero existen varios métodos para lograr la precipitación de proteínas.
El método de precipitación de proteínas más utilizado es agregar una solución de una sal, una técnica a menudo denominada "saling". La sal más utilizada es sulfato de amonio. La interacción de los iones de sal con moléculas de agua elimina la barrera de agua entre las moléculas de proteínas, lo que permite que las partes hidrofóbicas de la proteína entren en contacto. Esto da como resultado las moléculas de proteínas que se agregan juntas y precipitan fuera de solución. Como regla general, cuanto mayor sea el peso molecular de la proteína, menor es la concentración de la sal que se requiere para causar precipitación, por lo que es posible separar una mezcla de diferentes proteínas en solución al aumentar gradualmente la concentración de sal, de modo que diferentes proteínas precipitan en diferentes etapas, un proceso conocido como precipitación fracción.
La solubilidad de una proteína en un medio acuoso se puede reducir introduciendo un disolvente orgánico. Esto tiene el efecto de reducir elE constante dieléctrica, que en este contexto puede considerarse como una medida de la polaridad de un solvente. Una reducción en la polaridad significa que hay menos tendencia a que las moléculas de solventes se agrupen alrededor de las de la proteína, por lo que hay menos barrera de agua entre las moléculas de proteínas y una mayor tendencia hacia la precipitación de proteínas. Muchos solventes orgánicos interactúan con las partes hidrofóbicas de las moléculas de proteínas, causando desnaturalización; Sin embargo, algunos, como el etanol y el dimetilsulfóxido (DMSO), no lo hacen.
Aunque las proteínas pueden tener piezas cargadas negativamente y positivamente, a menudo en solución, tendrán una carga general positiva o negativa que varía según el pH y las mantiene separadas mediante la repulsión electrostática. En condiciones ácidas, con un pH bajo, las proteínas tienden a tener una carga positiva general, mientras que a pH alto, la carga es negativa. Las proteínas tienen un punto intermedio en el que no hay carga general: esto se conoce como el POI isoeléctricoNT y para la mayoría de las proteínas, se encuentra en el rango de pH 4-6. El punto isoeléctrico para una proteína disuelta se puede alcanzar agregando un ácido, generalmente ácido clorhídrico o sulfúrico, para reducir el pH al nivel apropiado, permitiendo la agrupación y la precipitación de las moléculas de proteínas. Una desventaja de este método es que los ácidos tienden a desnaturalizar la proteína, pero a menudo se usa para eliminar proteínas no deseadas.
Otros métodos de precipitación de proteínas incluyen polímeros hidrofílicos no iónicos e iones metálicos. El primero reduce la cantidad de agua disponible para formar una barrera entre las moléculas de proteínas, lo que les permite agrupar y precipitar. Los iones metálicos cargados positivamente pueden unirse con partes cargadas negativamente de la molécula de proteína, lo que reduce la tendencia de la proteína a atraer una capa de moléculas de agua a su alrededor, lo que nuevamente permite que las moléculas de proteína interactúen entre sí y precipitan fuera de solución. Los iones metálicos son efectivos incluso en soluciones muy diluidas.