단백질 분리정제_Protein Purification

단백질(Protein)은 크기, 형태, 전하, 소수성, 다른 분자간의 친화력에 있어 다양하다.

---

단백질 구조_Protein Structure

이러한 성질들을 이용하여 단백질은 서로 분리할 수 있다.

​

1. 염석(Salting out)

이미지 출처_ https://masteringcollegebiochemistry.wordpress.com/2019/01/24/protein-purification-salting-out/

대부분의 수용액 단백질들은 수용액의 염농도가 증가할수록 용해도가 감소하게 돼 가라앉게 된다.

 

---

2. 관크로마토그래피(column chromatography)

이미지출처_ https://byjus.com/chemistry/column-chromatography/

 

관 내부에 적당한 화학적 특성을 가진 구멍 많은 고체 물질을 집어넣어 용액을 넣어주므로 어떤 단백질이냐에 따라 관 통과하는 속도가 다르며, 단백질은 분리해낼 수 있다. 크로마토그래피에는 세종류가 있다.

 

 

① 이온교환크로마토그래피 (ion-exchange chromatography)

이미지 출처_ http://www.reachdevices.com/Protein/ProteinPurification.html

 

음이온을 띈 것은 양이온 수지에 달라붙어 늦게 내려오지만 양이온을 띈 것은 빨리 내려온다.

 

 

② 겔여과 크로마토그래피 (gel filtration chromatography)

이미지 출처_ https://microbenotes.com/gel-filtration-chromatography/

 

관 속에는 구멍이 있는 기질이 있는데, 큰 분자는 구멍을 통과 못해 빠르게 내려오고, 작은 분자는 구멍들을 거쳐 느리게 내려간다.

 

 

③ 친화 크로마토그래피 (Affinity Chromatograhy)

이미지 출처_ https://microbenotes.com/affinity-chromatography/

 

특정 단백질과 상호작용할 수 있는 ligand(리간드)를 공유결합시켜 상호작용하는 단백질을 느리게 통과, 그렇지 않은 것은 빠르게 통과한다.

---

3. 겔 전기영동 (gel-electrophoresis)

이미지 출처_ https://www.britannica.com/science/gel-electrophoresis

 

단백질을 포함하는 용액은 전기장에 두면 분자들은 그들의 크기와 순전하에 따라 방향과 속도가 달리하여 이동된다.

이미지 출처_ https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032386116301148

 

SDS surfactant(SDS 계면활성제)를 이용해 각단백질 모양들은 일정하게 Polyacrylamide gel(다공성폴리아크릴아미드 겔판)을 통해 이동한다. 여기서 첨가된 Mercaptoethanol(메캅토에탄올)로 S-S결합을 끊고, 단백질의 크기에 의해 이동속도가 좌우된다.

---

<용어정리>

​

· Chromatography - 혼합물을 분리하는 실험적인 기법 중 하나. 혼합물은 이동상(mobile phase)이라는 유체에 녹아 있으며, 정지상(stationary phase)이라는 구조를 따라 움직이게 됨.

​

· Ligand - 배위결합하고 있는 화합물의 중심금속 이온의 주위에 결합하고 있는 분자나 이온을 의미하며, 착이온 안에 존재

​

· SDS surfactant - 로릴 황산 나트륨, 또는 도데실 황산 나트륨는 음이온성 계면활성제의 일종. 분자식은 NaC₁₂H₂₅SO₄

​

· Polyacrylamide - 아크릴 아미드 서브 유닛으로부터 형성된 중합체. 화학식은 (C3H5NO)n

​

· Mercaptoethanol - 화학식 HOCH2CH2SH인 화합물. 일반적으로 ME 또는 βME로 축약되어 불림. 이것은 이황화결합(디설파이드 본드, disulfide bonds)을 환원시키는데 사용되며, 수산기 라디칼을 제거하여 생물학적 항산화제 역할을 할 수 있음.

---

<출  처>

 

Protein Purification: Salting Out

 

 

 

Column Chromatography - Principle, Procedure, Applications & Elution in Chromatography

 

 

Protein purification by IE-chromatography

 

 

Affinity Chromatography- Definition, Principle, Parts, Steps, Uses

 

 

Gel electrophoresis | DNA Separation & Analysis | Britannica

 

 

How does the anionic surfactant SDS affect the association of hydrophobically end-modified PNIPAM chains in aqueous solution?