Co to jest opady białka?

Wytrącenie białka jest metodą stosowaną do ekstrakcji i oczyszczania białek trzymanych w roztworze. Duże, złożone cząsteczki, białka mają na ogół części, które mają ujemny ładunek elektryczny i części, które mają ładunek dodatni, a także części hydrofilowe i hydrofobowe. Istnieje tendencja do roztworu w roztworze do zbadania i wytrącania się z powodu przyciągania między negatywnie i dodatnio naładowanymi częściami cząsteczek i wzajemnym przyciąganiem części hydrofobowych. Przeciwdziałanie tej tendencji jest jednak fakt, że w roztworze wodnym cząsteczki wody, które są polarne, będą miały tendencję do rozmieszczenia się wokół cząsteczek białkowych z powodu przyciągania elektrostatycznego między przeciwnie naładowanymi częściami cząsteczek wody i białka. Powoduje to, że cząsteczki białka są oddzielone i pozostają w roztworze, ale istnieją różne metody osiągania wytrącania białek.

Najczęściej stosowaną metodą wytrącania białka jest dodanie roztworu soli, techniki często określanej jako „solanie”. Najczęściej stosowana sól jest siarczan amonu. Interakcja jonów soli z cząsteczkami wody usuwa barierę wodną między cząsteczkami białka, umożliwiając kontakt hydrofobowych części białka. Powoduje to, że cząsteczki białka łączą się razem i wytrącały się z roztworu. Zasadniczo, im wyższa masa cząsteczkowa białka, tym niższe stężenie soli wymagane jest do spowodowania wytrącania, więc możliwe jest oddzielenie mieszaniny różnych białek w roztworze poprzez stopniowe zwiększanie stężenia soli, tak że różne białka wytrącą w różnych stadiach, proces znany jako wytrącenie frakcjonalne.

Rozpuszczalność białka w pożywce wodnej można zmniejszyć poprzez wprowadzenie organicznego rozpuszczalnika. To powoduje zmniejszenie THstała dielektryczna, która w tym kontekście można uznać za miarę biegunowości rozpuszczalnika. Zmniejszenie polaryzacji oznacza mniejszą tendencję do skupienia się wokół cząsteczek rozpuszczalnika wokół białka, tak że istnieje mniejsza bariera wody między cząsteczkami białka i większą tendencję do wytrącania białka. Wiele rozpuszczalników organicznych oddziałuje z hydrofobowymi częściami cząsteczek białka, powodując denaturację; Jednak niektóre, takie jak etanol i dimetylosulfotlenk (DMSO), nie.

Chociaż białka mogą mieć części negatywnie i pozytywnie naładowane, często w roztworze będą miały ogólny ładunek dodatni lub ujemny, który zmienia się w zależności od pH i utrzymują je od siebie poprzez odpychanie elektrostatyczne. W warunkach kwaśnych, przy niskim pH, białka mają zwykle ogólny ładunek dodatni, podczas gdy przy wysokim pH ładunek jest ujemny. Białka mają średni punkt, w którym nie ma ogólnej opłaty - jest to znane jako izoelektryczne POINT i dla większości białek leży w zakresie pH 4-6. Punkt izoelektryczny dla rozpuszczonego białka można osiągnąć przez dodanie kwasu, zwykle kwasu solnego lub siarkowego, w celu zmniejszenia pH do odpowiedniego poziomu, umożliwiając grupowanie i wytrącanie cząsteczek białka. Wadą tej metody jest to, że kwasy mają tendencję do denatury białka, ale często stosuje się je do usuwania niechcianych białek.

Inne metody wytrącania się białka obejmują niejonowe hydrofilowe polimery i jony metali. Pierwszy z nich zmniejsza ilość wody dostępnej, tworząc barierę między cząsteczkami białka, umożliwiając im zbiór i wytrącanie się. Pozytywnie naładowane jony metali mogą wiązać się z ujemnie naładowanymi częściami cząsteczki białka, zmniejszając tendencję białka do przyciągania warstwy cząsteczek wody wokół niego, ponownie pozwalając cząsteczkom białka na interakcję ze sobą i wytrącanie się z roztworu. Jony metali są skuteczne nawet w bardzo rozcieńczonych roztworach.