การตกตะกอนโปรตีนคืออะไร?

การตกตะกอนของโปรตีนเป็นวิธีที่ใช้ในการสกัดและชำระล้างโปรตีนที่เก็บไว้ในสารละลายโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนโปรตีนโดยทั่วไปมีส่วนที่มีประจุไฟฟ้าและชิ้นส่วนที่มีประจุบวกเช่นเดียวกับส่วนที่ไม่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำมีแนวโน้มสำหรับโปรตีนในการแก้ปัญหาการรวมกันเป็นก้อนและตกตะกอนเนื่องจากการดึงดูดระหว่างส่วนที่มีประจุลบและเชิงบวกของโมเลกุลและแรงดึงดูดซึ่งกันและกันของส่วนที่ไม่ชอบน้ำอย่างไรก็ตามการต่อต้านแนวโน้มนี้คือความจริงที่ว่าในสารละลายน้ำโมเลกุลของน้ำซึ่งเป็นขั้วโลกจะมีแนวโน้มที่จะจัดเรียงตัวเองรอบโมเลกุลโปรตีนเนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างไฟฟ้าสถิตระหว่างส่วนที่มีประจุของน้ำและโมเลกุลโปรตีนสิ่งนี้ส่งผลให้โมเลกุลโปรตีนถูกแยกออกจากกันและยังคงอยู่ในสารละลาย แต่มีวิธีการต่าง ๆ ในการบรรลุการตกตะกอนของโปรตีน

วิธีการที่ใช้กันมากที่สุดของการตกตะกอนโปรตีนคือการเพิ่มการแก้ปัญหาเกลือซึ่งเป็นเทคนิคที่มักเรียกกันว่าเกลือออกเกลือที่ใช้บ่อยที่สุดคือแอมโมเนียมซัลเฟตปฏิสัมพันธ์ของไอออนเกลือกับโมเลกุลของน้ำจะกำจัดสิ่งกีดขวางน้ำระหว่างโมเลกุลโปรตีนทำให้ส่วนที่ไม่ชอบน้ำของโปรตีนสัมผัสได้สิ่งนี้ส่งผลให้โมเลกุลโปรตีนรวมเข้าด้วยกันและตกตะกอนจากสารละลายตามกฎทั่วไปยิ่งน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีนสูงขึ้นเท่าใดความเข้มข้นของเกลือก็จะลดลงเพื่อให้เกิดการตกตะกอนดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะแยกส่วนผสมของโปรตีนที่แตกต่างกันในสารละลายโดยค่อยๆเพิ่มความเข้มข้นของเกลือโปรตีนที่แตกต่างกันตกตะกอนในระยะต่าง ๆ กระบวนการที่เรียกว่าการตกตะกอนเศษส่วน

ความสามารถในการละลายของโปรตีนในตัวกลางน้ำสามารถลดลงได้โดยการแนะนำตัวทำละลายอินทรีย์สิ่งนี้มีผลในการลดค่าคงที่ไดอิเล็กทริกซึ่งในบริบทนี้ถือได้ว่าเป็นตัวชี้วัดของขั้วของตัวทำละลายการลดลงของขั้วหมายความว่ามีแนวโน้มน้อยกว่าสำหรับโมเลกุลของตัวทำละลายในการรวมตัวกันรอบ ๆ โปรตีนดังนั้นจึงมีสิ่งกีดขวางน้ำน้อยกว่าระหว่างโมเลกุลโปรตีนและแนวโน้มที่มีต่อการตกตะกอนโปรตีนมากขึ้นตัวทำละลายอินทรีย์จำนวนมากมีปฏิสัมพันธ์กับส่วนที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุลโปรตีนทำให้เกิด denaturization;อย่างไรก็ตามบางอย่างเช่นเอทานอลและ dimethyl sulfoxide (DMSO), ไม่.

แม้ว่าโปรตีนสามารถมีชิ้นส่วนที่มีประจุลบและเป็นบวกบ่อยครั้งในการแก้ปัญหาพวกเขาจะมีประจุบวกหรือลบโดยรวมที่แตกต่างกันไปตามค่า pHและทำให้พวกมันแตกต่างผ่านการขับไล่ไฟฟ้าสถิตในสภาวะที่เป็นกรดที่มีค่า pH ต่ำโปรตีนมักจะมีประจุบวกโดยรวมในขณะที่ค่า pH สูงประจุจะเป็นลบโปรตีนมีจุดกลางที่ไม่มีประจุโดยรวม mdash;สิ่งนี้เรียกว่าจุด Isoelectric และสำหรับโปรตีนส่วนใหญ่มันอยู่ในช่วง pH 4-6จุด Isoelectric สำหรับโปรตีนที่ละลายสามารถเข้าถึงได้โดยการเพิ่มกรดซึ่งมักจะเป็นไฮโดรคลอริกหรือกรดซัลฟูริกเพื่อลดค่า pH ในระดับที่เหมาะสมช่วยให้การรวมกลุ่มและการตกตะกอนของโมเลกุลโปรตีนข้อเสียของวิธีนี้คือกรดมีแนวโน้มที่จะทำลายโปรตีน แต่มักจะใช้ในการกำจัดโปรตีนที่ไม่พึงประสงค์

วิธีการอื่น ๆ ของการตกตะกอนโปรตีนรวมถึงโพลีเมอร์ที่ไม่ชอบน้ำและไอออนโลหะอดีตลดปริมาณน้ำที่มีอยู่ในการสร้างสิ่งกีดขวางระหว่างโมเลกุลโปรตีนทำให้พวกเขาสามารถรวมกันเป็นก้อนและตกตะกอนไอออนของโลหะที่มีประจุบวกสามารถผูกพันกับส่วนที่มีประจุลบของโมเลกุลโปรตีนลดแนวโน้มของโปรตีนในการดึงดูดชั้นของโมเลกุลน้ำรอบ ๆ มันทำให้โมเลกุลโปรตีนโต้ตอบกับกันและกันอีกครั้งและตกตะกอนจากสารละลายไอออนโลหะมีประสิทธิภาพแม้ในสารละลายที่เจือจางมาก