ドデシル硫酸ナトリウム - ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (SDS-PAGE) は、タンパク質を分離するためにバイオテクノロジーで使用される電気泳動技術です。 それらの分子量に基づいています。一般に、タンパク質は、同じ分子内に正電荷と負電荷の両方を持つ両性分子です。したがって、電気泳動中にタンパク質分子を一方向に移動させるために、一様な負電荷がタンパク質分子に与えられます。負電荷は、陰イオン洗剤であるドデシル硫酸ナトリウム (SDS) によって与えられます。 SDS はタンパク質の非共有結合力を乱すため、天然のタンパク質は SDS によって変性されます。
対象となる主な分野
1. SDSとは
– 定義、構造
2. SDS はどのようにタンパク質を変性させるのか
– タンパク質と SDS の相互作用
3. SDS の役割とは
– ページ内の SDS
重要な用語:電荷/質量比、分子量、正味負電荷、タンパク質、ドデシル硫酸ナトリウム (SDS)、SDS-PAGE
SDS とは
SDS (ドデシル硫酸ナトリウム) は、親水性の頭部と疎水性の尾部からなるアニオン性界面活性剤を指します。したがって、溶解すると、その分子は広いpH範囲内で正味の負電荷を形成します。 SDS の構造は 図 1 に示されています .
図 1:SDS
SDS はどのようにタンパク質を変性させますか
SDS は界面活性剤であるため、SDS によってタンパク質の三次構造が破壊され、折り畳まれたタンパク質が直鎖状の分子になります。さらに、SDS は線状タンパク質に均一に結合します。約 1.4 g の SDS が 1 g のタンパク質に結合します。したがって、SDS は正味の負電荷でタンパク質を均一にコーティングします。この負電荷は、タンパク質のアミノ酸のさまざまなタイプの R 基の固有電荷を覆い隠します。また、タンパク質の電荷は分子量に比例します。 SDS によって線形化されたタンパク質分子は幅 18 オングストロームで、タンパク質の長さは分子量に比例します。タンパク質と SDS の間の相互作用は、図 2 に示されています。 .
図 2:SDS とタンパク質の相互作用
SDS の役割とは
特定のタンパク質のアミノ酸の R 基は、正または負の電荷を持つ可能性があり、タンパク質を 両性 にしています。 分子。したがって、ネイティブな状態では、同じ分子量の異なるタンパク質が異なる速度でゲル上を移動します。これにより、ポリアクリルアミドゲルでのタンパク質の分離が困難になります。 SDS をタンパク質に添加すると、タンパク質が変性し、均一に分布した正味の負電荷で覆われます。これにより、電気泳動中にタンパク質が正極に向かって移動します。言い換えれば、SDS はタンパク質分子を線形化し、R 基のさまざまなタイプの電荷をマスクします。結論として、SDS でコーティングされたタンパク質の電荷対質量比は同じです。したがって、ネイティブ タンパク質の電荷に基づく移動の差異はありません。赤血球膜タンパク質の SDS-PAGE を 図 3 に示します。 .
図 3:SDS-PAGE
SDS-PAGE に加えて、SDS は、細胞膜の破壊および核酸:タンパク質複合体の解離のための核酸抽出における界面活性剤として使用されます。
結論
SDS は、さまざまなタイプのバイオテクノロジー技術で界面活性剤として使用される陰イオン界面活性剤です。タンパク質の三次構造を変性させて、線状のタンパク質分子を生成します。さらに、それは均一な方法で変性タンパク質に結合し、すべてのタイプのタンパク質に均一な電荷対質量比を提供します。正味の負電荷は、タンパク質のアミノ酸の R 基の電荷をマスキングすることにより、SDS によってタンパク質分子に与えられます。したがって、電荷は SDS による変性タンパク質の分子量に比例するため、SDS では PAGE 上の分子量に基づいてタンパク質を分離できます。
参照:
1.「SDS-PAGEの仕組み」。 一口サイズの略歴 、2018 年 2 月 16 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1. CindyLi2016 による「構造記述付き SDS」 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 4.0)
2. Fdardel 作の「タンパク質-SDS 相互作用」 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 4.0)
3. 「RBC 膜タンパク質 SDS-PAGE ゲル」Ernst Hempelmann 著 – Ernst Hempelmann (パブリック ドメイン) via Commons Wikimedia
