2Dゲル電気泳動とは何ですか？

2次元（2D）ゲル電気泳動は、2つの異なる軸に沿ってタンパク質のバンドを最初に分離することにより、科学者がタンパク質混合物を分解および分析するために使用する方法です。 これは、タンパク質の複雑な混合物や厚い混合物、多くの場合タンパク質のサイズが重複する場合に最もよく使用される手法です。 前者の方法は2つの異なるタンパク質特性に基づいてタンパク質を分離するため、2Dゲル電気泳動は1次元ゲル電気泳動とは異なります。一方、1次元ゲル電気泳動は通常、タンパク質サイズなどの単一の特性に基づいてタンパク質を分離します。

ゲル電気泳動は、DNAなどの多くの生体分子が電荷を持っているという事実を利用して分子を分離する研究でよく使用されます。 多孔質のイオン性ゲルに電圧勾配をかけることにより、アガロースのような多孔質の基質を通してサイズによって荷電分子を分離できるため、この事実は科学者に有利に使用できます。 時間が経つにつれて、分子はこのゲルを通過して、分子の自然電荷と反対の電荷に向かっていきます。 小分子と重荷電分子はどちらも、弱分子の大きな分子またはタンパク質よりも速く動きます。 2Dゲル電気泳動では、勾配を作成する単一の特性でタンパク質を分離した後、ゲルを横向きにして、2番目の特性に基づいて以前に得られたバンドを分離できます。

2Dゲル電気泳動では、タンパク質凝集体を単一成分タンパク質に分離できる1つの特徴として、タンパク質の分子電荷がよく使用されます。 タンパク質の質量は、2Dゲル電気泳動でタンパク質を分離するために使用されるもう1つの一般的な特性です。 一次元ゲル電気泳動の単一レーンを介してタンパク質をゲル上で泳動させた後、そのゲルを遠心分離機で回転させて、より小さくてより重いタンパク質よりも重いタンパク質を速く引き下げることができます。 引っ張りの方向は、電圧勾配による電荷への引力により、タンパク質がゲルを介して引き出された方向に垂直です。

電気泳動には、タンパク質のタグ付けなど、合成された特性に基づいたタンパク質の分離など、分子研究で多くの用途があります。 タンパク質が他の分子でタグ付けされている場合、特徴的な質量に基づいたタンパク質分離も使用されます。 タグ付きタンパク質は、タグなしタンパク質よりもゲルを通過しやすいため、この手法はこれらのタンパク質複合体で使用できます。

実験室の多くの分離ゲルはアガロースでできていますが、2Dゲル電気泳動によるタンパク質分離は、ポリアクリルアミドゲルで行うのが最適です。 これらのタイプのゲルは、ウェスタンブロットおよびその他のタンパク質サイズベースのアッセイで使用されます。 アガロースは、DNAセグメントの分離によく使用されます。