Qu'est-ce que les précipitations des protéines?

La précipitation des protéines est une méthode utilisée pour extraire et purifier les protéines maintenues dans une solution.De grandes molécules complexes, les protéines ont généralement des pièces qui ont une charge électrique négative et des pièces qui ont une charge positive, ainsi que des pièces hydrophiles et hydrophobes.Il y a une tendance aux protéines en solution à regrouper ensemble et à précipiter en raison de l'attraction entre les parties chargées négativement et positivement des molécules et l'attraction mutuelle des parties hydrophobes.La contrer cette tendance, cependant, est le fait que dans une solution aqueuse, les molécules d'eau, qui sont polaires, auront tendance à s'arranger autour des molécules de protéines en raison de l'attraction électrostatique entre les parties de charge opposée de l'eau et des molécules de protéines.Il en résulte que les molécules de protéines sont maintenues séparées et restantes en solution, mais il existe différentes méthodes pour obtenir la précipitation des protéines.

La méthode de précipitation des protéines la plus couramment utilisée est en ajoutant une solution d'un sel, une technique souvent appelée commeSalage.Le sel le plus fréquemment utilisé est le sulfate d'ammonium.L'interaction des ions sel avec les molécules d'eau élimine la barrière d'eau entre les molécules de protéines, permettant aux parties hydrophobes de la protéine d'entrer en contact.Il en résulte que les molécules de protéines agrégent et se précipitent hors de la solution.En règle générale, plus le poids moléculaire de la protéine est élevé, plus la concentration du sel est nécessaire pour provoquer des précipitations, il est donc possible de séparer un mélange de différentes protéines en solution en augmentant progressivement la concentration de sel, de sorte queDifférentes protéines précipitent à différents stades, un processus connu sous le nom de précipitations fractionnaires.

La solubilité d'une protéine dans un milieu aqueux peut être réduite en introduisant un solvant organique.Cela a pour effet de réduire la constante diélectrique, qui dans ce contexte peut être considérée comme une mesure de la polarité d'un solvant.Une réduction de la polarité signifie qu'il y a moins de tendance aux molécules de solvant à se regrouper autour de celles de la protéine, de sorte qu'il y a moins de barrière d'eau entre les molécules de protéines et une plus grande tendance à la précipitation des protéines.De nombreux solvants organiques interagissent avec les parties hydrophobes des molécules de protéines, provoquant une dénaturisation;Cependant, certains, comme l'éthanol et le diméthyl sulfoxyde (DMSO), ne le font pas.

Bien que les protéines puissent avoir des parties chargées négativement et positivement, souvent, en solution, elles auront une charge globale ou négative qui varie en fonction du pH,et les sépare par répulsion électrostatique.Dans des conditions acides, avec un pH faible, les protéines ont tendance à avoir une charge positive globale, tandis qu'à un pH élevé, la charge est négative.Les protéines ont un point intermédiaire auquel il n'y a pas de charge globale et mdash;Ceci est connu comme le point isoélectrique et pour la plupart des protéines, il réside dans la plage de pH 4-6.Le point isoélectrique d'une protéine dissous peut être atteint en ajoutant un acide, généralement de l'acide chlorhydrique ou sulfurique, pour réduire le pH au niveau approprié, permettant le regroupement et la précipitation des molécules de protéines.Un inconvénient de cette méthode est que les acides ont tendance à dénaturer la protéine, mais il est souvent utilisé pour éliminer les protéines indésirables.

Les autres méthodes de précipitation des protéines comprennent des polymères hydrophiles non ioniques et des ions métalliques.Les premiers réduisent la quantité d'eau disponible pour former une barrière entre les molécules de protéines, leur permettant de regrouper et de précipiter.Les ions métalliques chargés positivement peuvent se lier avec des parties chargées négativement de la molécule de protéine, réduisant la tendance de la protéine à attirer une couche de molécules d'eau qui l'entourent, permettant à nouveau aux molécules de protéines à interagir les unes avec les autres et à précipitation de la solution.Les ions métalliques sont efficaces même dans des solutions très diluées.