Hva er sulfatutfelling?

Sulfatutfelling oppstår når en utfellingsreaksjon blir satt på ved å tilsette et sulfatsalt til en viss løsning. De fleste av disse nedbørreaksjonene er opptatt av å trekke ut proteiner fra en løsning. To hovedmetoder brukes i sulfatutfelling, hvorav den ene blir referert til som "salting out" og krever at store mengder salt tilsettes til en løsning for å få proteinet til å utfelle. Den andre bruker kalde saltløsninger med synkende konsentrasjon etterfulgt av gradvis oppvarming for å få proteinene til å krystallisere.

Kjemiske reaksjoner har mange forskjellige former. Et eksempel på en kjemisk reaksjon er å oppløses, ofte opplevd når sukker tilsettes kaffe. Nedbør kan sees på som det motsatte av dette, ved at faste stoffer dannes ut av en løsning og "bunnfaller" ned i løsningen. Dette skjer når to forskjellige oppløselige løsninger kombineres i en beholder for å lage et stoff som ikke er oppløselig. Uansett går man tapt i en kjemisk reaksjon, snarere en mer reaktiv kjemisk fortrenger en mindre reaktiv og etterlater et fast stoff som et biprodukt av den reaksjonen.

For å forstå sulfatutfellingen korrekt, er det nødvendig å forstå hva som faktisk skjer på atomnivå under oppløsningsreaksjonen. Når sukker tilsettes vann, binder sukkermolekylene seg med vann, hvorav det alltid er et begrenset antall. Til slutt, hvis en person skulle fortsette å legge sukker til vann, ville løsningen være fullstendig mettet, noe som betyr at det ikke var noen vannmolekyler igjen til å binde seg til sukkermolekylene og få dem til å oppløses. Dette betyr at alt sukker som er tilsatt etter dette punktet ikke løses opp, og ganske enkelt vil sitte i bunnen av koppen.

Under sulfatutfelling skjer det samme i bunn og grunn, bortsett fra at det er en annen forbindelse foruten sulfatsaltet som suser for posisjon med vannmolekylene. Mer reaktive materialer kan fortrenge bindinger dannet av mindre reaktive. Dette betyr at saltet, som vanligvis er ammoniumsulfat når proteiner trekkes ut, tar proteinets plass i løsningen, og proteinet stivner som sukker i bunnen av en kopp. Fordi proteinet allerede hadde blitt oppløst i vannet, ser det ut til å danne seg ut av ingenting og utfelles ned i beholderen som et fast stoff.

Den enkleste metoden som brukes for å trekke ut proteiner på denne måten blir referert til som "salting ut." Dette er i hovedsak den samme som reaksjonen beskrevet ovenfor, ved at store mengder salt tilsettes til en løsning for å få proteinet til å stivne. En annen metode for utfelling av sulfat blir også anvendt, hvorved proteinene ekstraheres ved bruk av en konsentrert ammoniumsulfatoppløsning, og deretter tilsettes kalde oppløsninger av ammoniumsulfat for å isolere proteinene som er moteoppløselige ved høyere konsentrasjoner. De kalde løsningene avtar gradvis i konsentrasjonen, og hele oppløsningen varmes sakte opp for å krystallisere proteinene.