Protein Yağış Nedir?

Protein çökeltisi, bir çözeltide tutulan proteinleri çıkarmak ve saflaştırmak için kullanılan bir yöntemdir. Büyük, karmaşık moleküller, proteinler genellikle negatif bir elektrik yüküne sahip kısımlara ve pozitif bir yüke sahip kısımların yanı sıra hidrofilik ve hidrofobik kısımlara sahiptir. Çözeltideki proteinlerin birlikte yığılma ve moleküllerin negatif ve pozitif yüklü kısımları ile hidrofobik kısımların karşılıklı çekimi arasındaki çekim nedeniyle çökelme eğilimi vardır. Bununla birlikte, bu eğilime karşı koymak, sulu bir çözeltide, kutupsal olan su moleküllerinin, suyun zıt yüklü kısımları ve protein molekülleri arasındaki elektrostatik çekim nedeniyle kendilerini protein moleküllerinin etrafında düzenleme eğiliminde olmalarıdır. Bu, protein moleküllerinin ayrı tutulması ve çözelti içinde kalması ile sonuçlanır, ancak proteinlerin çökelmesini sağlamak için çeşitli yöntemler vardır.

En yaygın şekilde kullanılan protein çökeltme yöntemi, bir tuz çözeltisi ekleyerek, genellikle "tuzlama" olarak adlandırılan bir tekniktir. En sık kullanılan tuz amonyum sülfattır. Tuz iyonlarının su molekülleri ile etkileşimi, protein molekülleri arasındaki su bariyerini ortadan kaldırarak proteinin hidrofobik kısımlarının temas etmesini sağlar. Bu, protein moleküllerinin bir araya toplanması ve çözeltiden çökelmesiyle sonuçlanır. Genel bir kural olarak, proteinin moleküler ağırlığı ne kadar yüksek olursa, çökelmeye neden olması gereken tuzun konsantrasyonu o kadar düşüktür, bu nedenle tuz konsantrasyonunu kademeli olarak artırarak çözelti içindeki farklı proteinlerin bir karışımını ayırmak mümkündür. farklı proteinler, fraksiyonel çöküntü olarak bilinen bir işlem olan farklı aşamalarda çökelir.

Bir proteinin sulu bir ortamdaki çözünürlüğü, bir organik çözücü eklenerek azaltılabilir. Bu, bu bağlamda bir çözücünün polaritesinin bir ölçüsü olarak kabul edilebilecek dielektrik sabitini azaltma etkisine sahiptir. Polaritede bir azalma, solvent moleküllerinin protein moleküllerinin etrafında toplanma eğilimi daha az olduğu, böylece protein molekülleri arasında daha az su bariyeri olduğu ve protein çökelmesine karşı daha büyük bir eğilim olduğu anlamına gelir. Birçok organik çözücü, protein moleküllerinin hidrofobik kısımları ile etkileşime girerek denaturizasyona neden olur; ancak, etanol ve dimetil sülfoksit (DMSO) gibi bazıları değildir.

Her ne kadar proteinler negatif ve pozitif yüklü parçalara sahip olsalar da, çoğu zaman çözelti içinde, pH'a göre değişen ve bunları elektrostatik itme ile uzak tutan genel bir pozitif veya negatif yüke sahip olacaklardır. Asidik koşullarda, düşük bir pH ile, proteinler genel bir pozitif yüke sahip olma eğilimindedir, yüksek pH'da ise yük negatifdir. Proteinler, genel bir şarjın olmadığı bir orta noktaya sahiptir - bu izoelektrik nokta olarak bilinir ve çoğu protein için pH 4-6 aralığında bulunur. Çözünmüş bir protein için izoelektrik noktaya, pH'ı uygun seviyeye düşürmek için bir asit, genellikle hidroklorik veya sülfürik asit eklenerek, protein moleküllerinin kümelenmesine ve çökmesine izin vererek ulaşılabilir. Bu yöntemin bir dezavantajı, asitlerin proteini denatüre etme eğiliminde olmalarıdır, ancak sıklıkla istenmeyen proteinleri çıkarmak için kullanılır.

Diğer protein çökeltme yöntemleri arasında iyonik olmayan hidrofilik polimerler ve metal iyonları bulunur. İlki, protein molekülleri arasında bir bariyer oluşturmak için mevcut su miktarını azaltır; Pozitif yüklü metal iyonları, protein molekülünün negatif yüklü bölümleriyle bağlanabilir, proteinin etrafındaki bir su molekülü katmanını çekme eğilimini azaltır, protein moleküllerinin birbirleriyle etkileşime girmesini ve çözeltiden çökelmesini sağlar. Metal iyonları çok seyreltik çözeltilerde bile etkilidir.