Wat is eiwitprecipitatie?

Eiwitprecipitatie is een methode die wordt gebruikt om eiwitten in een oplossing te extraheren en te zuiveren.Grote, complexe moleculen, eiwitten hebben over het algemeen onderdelen met een negatieve elektrische lading en onderdelen die een positieve lading hebben, evenals hydrofiele en hydrofobe delen.Er is een neiging tot eiwitten in oplossing om samen te klonteren en neer te slaan vanwege de aantrekkingskracht tussen de negatief en positief geladen delen van de moleculen en de wederzijdse aantrekkingskracht van de hydrofobe delen.Het tegengaan van deze neiging is echter het feit dat in een waterige oplossing watermoleculen, die polair zijn, de neiging hebben zich rond de eiwitmoleculen te regelen vanwege de elektrostatische aantrekkingskracht tussen tegengesteld geladen delen van het water- en eiwitmoleculen.Dit resulteert in de eiwitmoleculen die uit elkaar worden gehouden en in oplossing blijven, maar er zijn verschillende methoden voor het bereiken van neerslag van eiwitten.

De meest gebruikte methode van eiwitprecipitatie is door een oplossing van een zout toe te voegen, een techniek die vaak wordt genoemd alsuitzalen.Het meest gebruikte zout is ammoniumsulfaat.De interactie van de zoutionen met watermoleculen verwijdert de waterbarrière tussen eiwitmoleculen, waardoor de hydrofobe delen van het eiwit in contact kunnen komen.Dit resulteert in de eiwitmoleculen die samen aggregeren en uit oplossing neerslaat.Als algemene regel, hoe hoger het molecuulgewicht van het eiwit, hoe lager de concentratie van het zout dat nodig is om neerslag te veroorzaken, dus het is mogelijk om een mengsel van verschillende eiwitten in oplossing te scheiden door de zoutconcentratie geleidelijk te vergroten, zodat datVerschillende eiwitten gaan neer in verschillende stadia, een proces dat bekend staat als fractionele neerslag.

De oplosbaarheid van een eiwit in een waterig medium kan worden verminderd door een organisch oplosmiddel te introduceren.Dit heeft het effect van het verminderen van de diëlektrische constante, die in deze context kan worden beschouwd als een maat voor de polariteit van een oplosmiddel.Een vermindering van polariteit betekent dat er minder een neiging is voor oplosmiddelmoleculen om rond die van het eiwit te clusteren, zodat er minder een waterbarrière is tussen eiwitmoleculen en een grotere neiging tot eiwitprecipitatie.Veel organische oplosmiddelen interageren met de hydrofobe delen van eiwitmoleculen, waardoor denaturisatie veroorzaakt;Sommigen, zoals ethanol en dimethylsulfoxide (DMSO), niet.

Hoewel eiwitten onderdelen negatief en positief geladen kunnen hebben, hebben ze vaak in oplossing een algehele positieve of negatieve lading die varieert volgens de pH,en houdt ze uit elkaar door elektrostatische afstoting.In zure omstandigheden, met een lage pH, hebben eiwitten de neiging om een algehele positieve lading te hebben, terwijl bij hoge pH de lading negatief is.Eiwitten hebben een tussenliggende punt waarop er geen algemene lading is mdash;Dit staat bekend als het iso-elektrische punt en voor de meeste eiwitten ligt het in het pH-bereik 4-6.Het iso -elektrische punt voor een opgeloste eiwit kan worden bereikt door een zuur, meestal zoutoplans of zwavelzuur, toe te voegen om de pH tot het juiste niveau te verminderen, waardoor clustering en neerslag van de eiwitmoleculen mogelijk is.De eerste vermindert de hoeveelheid water die beschikbaar is om een barrière te vormen tussen eiwitmoleculen, waardoor ze samen kunnen klonken en neerslaan.Positief geladen metaalionen kunnen binden met negatief geladen delen van het eiwitmolecuul, waardoor de neiging van het eiwit een laag watermoleculen eromheen kan aantrekken, opnieuw, waardoor de eiwitmoleculen met elkaar kunnen interageren en uit oplossing kunnen neerslaan.Metaalionen zijn zelfs effectief in zeer verdunde oplossingen.