等電点とは

タンパク質はアミノ酸の鎖で構成されており、それぞれが異なるpH値を持っています。 タンパク質の全体的なpHは、個々のアミノ酸が溶解している特定の溶液でイオンを形成するため、個々のアミノ酸のpH値の混合で構成されます。 タンパク質の等電点（pI）は、そのタンパク質が正味の電荷を持たないpHです。 この特性を利用して、既知のpIを持つタンパク質を不均一混合物中の他のタンパク質から分離できます。

アミノ酸には、塩基性で高いpHを持つアミノ末端基があります。 アミノ酸のもう一方の末端は、低pHの酸性のカルボキシル末端です。 異なるpH値では、タンパク質のアミノ酸の電荷が異なります。 等電点以下のタンパク質は正電荷を持っています。 対照的に、この点を超えるものは負の電荷を持っています。

タンパク質精製の等電点の知識を活用するために、タンパク質の混合物は電界にさらされます。 これは通常、アガロースまたはポリアクリルアミドゲルで行われ、等電点電気泳動として知られています。 古い手法は、両端に電極を備えたショ糖の溶液を使用して、ガラスカラムで大規模に手順を実行することです。 両性電解質と呼ばれる化合物が追加され、一貫したpH勾配が形成されます。 ゲルまたはカラムが電流にさらされると、タンパク質は等電点に達するまで移動し、静止したままになります。

ゲル上のタンパク質は一般に、タンパク質に結合する色素によって可視化されます。 酵素が研究されている場合、発色反応を起こす基質を使用できる場合があります。 通常、既知の等電点のタンパク質を含む標準が使用されます。

目的のタンパク質がどこにあるかがわかったら、一般的な方法は、ゲルから分離されたタンパク質を切り出すことです。 その後、タンパク質を精製し、配列決定することができます。 配列がわかったら、それを使用してポリメラーゼ連鎖反応（pcr）のプライマーを設計し、適切な核酸材料が利用可能な場合はタンパク質の遺伝子をクローニングするのに使用できます。

等電点電気泳動は、密接に関連するタンパク質を分析して、それらが互いにどの程度異なるかを確認する一般的な方法でもあります。 合併症の1つは、タンパク質に糖が結合している可能性があることです。 これはグリコシル化と呼ばれ、タンパク質のpIに影響を与える可能性があります。 実際には、異なる等電点を持つ複数のタンパク質があるように見えますが、実際には、たった1つのタンパク質が示差的にグリコシル化されています。 クロマトグラフィーなどの標準的な方法で精製されたタンパク質は、純度を確保するために等電点電気泳動で分析されることがあります。