Sólin Sólin Rís 06:41 • sest 20:23 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 05:00 • Sest 04:51 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:59 • Síðdegis: 21:23 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:51 • Síðdegis: 15:06 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 06:41 • sest 20:23 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 05:00 • Sest 04:51 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:59 • Síðdegis: 21:23 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:51 • Síðdegis: 15:06 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Lífvísindi: almennt Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns?

Flokkun:

8.4.2014
Náttúruvísindi og verkfræði Lífvísindi: almennt
Náttúruvísindi og verkfræði Efnafræði

Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns?

Pétur Orri Heiðarsson

Amínósýrur eru byggingarefni prótínsameinda og sumar þeirra hafa hlaðna virknihópa. Yfirborð prótína hefur því hleðslu sem fer eftir fjölda og gerð amínósýranna og sýrustigi lausnarinnar.

Jafnhleðslusýrustig (pI) er það sýrustig þar sem heildarhleðsla prótíns er núll. Við sýrustig neðar en pI viðkomandi prótíns er heildarhleðsla þess jákvæð en neikvæð við hærri sýrustig. Við þessar aðstæður hrinda prótínsameindirnar hvor annarri frá sér þar sem þær hafa sömu hleðslu en þegar heildarhleðslan er núll minnka þessi fráhrindiáhrif töluvert og prótínin geta fallið úr lausn (sjá mynd).

Talið er að pI prótína sé háð meðal annars stærð þeirra og staðsetningu innan frumu. Langflest prótín hafa minnsta leysni, virkni og stöðugleika við sýrustig nálægt pI. Jafnhleðslusýrustig flestra prótína er á bilinu pH 5,5-8 en eins og gefur að skilja eru afar fá prótín með pI nálægt pH 7,4-7,5 enda er það náttúrulegt sýrustig flestra svæða innan í frumum líkamans.

Leysni prótíns er í lágmarki við jafnhleðslusýrustig (pI) þess því þá er heildarhleðsla prótínsins núll og engir fráhrindikraftar milli prótínsameindanna (sjá miðmyndina). Við sýrustig neðar en pI viðkomandi prótíns er heildarhleðsla prótínsins jákvæð (sjá mynd í vinstra horni, uppi) og við hærra sýrustig er heildarhleðslan neikvæð (sjá mynd í hægra horni, uppi); í báðum tilvikum er leysni prótínsins meiri en við jafnhleðslusýrustigið.

Hægt er að nýta jafnhleðslusýrustig við einangrun og hreinsun prótína. Þetta má gera til dæmis með rafdrætti (e. isoelectric focusing) en þá er prótínlausn sem inniheldur mismunandi prótín keyrð á pólýakrílamíðgeli sem hefur pH-halla (e. gradient). Þegar pI < pH er prótínið jákvætt hlaðið og þegar rafstraumur er settur á ferðast prótínið í gegnum gelið í átt að forskautinu eða anóðunni, það er neikvæða pólnum. Þar sem prótínið ferðast í sífellt hærra sýrustig verður heildarhleðsla þess sífellt minni þar til það kemur að jafnhleðslusýrustiginu. Hér hefur prótínið ekki lengur hleðslu og hættir því að færast úr stað. Hin mismunandi prótín safnast þess vegna á þá staði í gelinu sem samsvara jafnhleðslusýrustigi þeirra.

Útfellingu prótína við jafnhleðslusýrustig má nýta með mikilli sértækni sem getur verið afar hagkvæmt í hreinsunarferli prótína á stærri skala. Þetta getur hins vegar haft í för með sér óafturkræfa afmyndun prótínanna þannig að oft er betra að fella úr lausn þau prótín sem ekki er leitast eftir að einangra. Jónaskiptaskiljur má einnig nota til þess að einangra prótín á grundvelli yfirborðshleðslu.

Heimildir:
  • Lehninger Principles of Biochemistry, 4th ed.
  • Kiraga et al. (2007) BMC Genomics 8, 163.

Mynd:
  • Pétur Orri Heiðarsson.

Höfundur

Pétur Orri Heiðarsson

Ph.D. í lífefnafræði

Útgáfudagur

8.4.2014

Spyrjandi

Margrét Guðmundsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Pétur Orri Heiðarsson. „Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns?“ Vísindavefurinn, 8. apríl 2014, sótt 2. apríl 2025, https://visindavefur.is/svar.php?id=25331.

Pétur Orri Heiðarsson. (2014, 8. apríl). Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=25331

Pétur Orri Heiðarsson. „Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns?“ Vísindavefurinn. 8. apr. 2014. Vefsíða. 2. apr. 2025. <https://visindavefur.is/svar.php?id=25331>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Skoða öll nýjustu svörin

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns?
Amínósýrur eru byggingarefni prótínsameinda og sumar þeirra hafa hlaðna virknihópa. Yfirborð prótína hefur því hleðslu sem fer eftir fjölda og gerð amínósýranna og sýrustigi lausnarinnar.

Jafnhleðslusýrustig (pI) er það sýrustig þar sem heildarhleðsla prótíns er núll. Við sýrustig neðar en pI viðkomandi prótíns er heildarhleðsla þess jákvæð en neikvæð við hærri sýrustig. Við þessar aðstæður hrinda prótínsameindirnar hvor annarri frá sér þar sem þær hafa sömu hleðslu en þegar heildarhleðslan er núll minnka þessi fráhrindiáhrif töluvert og prótínin geta fallið úr lausn (sjá mynd).

Talið er að pI prótína sé háð meðal annars stærð þeirra og staðsetningu innan frumu. Langflest prótín hafa minnsta leysni, virkni og stöðugleika við sýrustig nálægt pI. Jafnhleðslusýrustig flestra prótína er á bilinu pH 5,5-8 en eins og gefur að skilja eru afar fá prótín með pI nálægt pH 7,4-7,5 enda er það náttúrulegt sýrustig flestra svæða innan í frumum líkamans.

Leysni prótíns er í lágmarki við jafnhleðslusýrustig (pI) þess því þá er heildarhleðsla prótínsins núll og engir fráhrindikraftar milli prótínsameindanna (sjá miðmyndina). Við sýrustig neðar en pI viðkomandi prótíns er heildarhleðsla prótínsins jákvæð (sjá mynd í vinstra horni, uppi) og við hærra sýrustig er heildarhleðslan neikvæð (sjá mynd í hægra horni, uppi); í báðum tilvikum er leysni prótínsins meiri en við jafnhleðslusýrustigið.

Hægt er að nýta jafnhleðslusýrustig við einangrun og hreinsun prótína. Þetta má gera til dæmis með rafdrætti (e. isoelectric focusing) en þá er prótínlausn sem inniheldur mismunandi prótín keyrð á pólýakrílamíðgeli sem hefur pH-halla (e. gradient). Þegar pI < pH er prótínið jákvætt hlaðið og þegar rafstraumur er settur á ferðast prótínið í gegnum gelið í átt að forskautinu eða anóðunni, það er neikvæða pólnum. Þar sem prótínið ferðast í sífellt hærra sýrustig verður heildarhleðsla þess sífellt minni þar til það kemur að jafnhleðslusýrustiginu. Hér hefur prótínið ekki lengur hleðslu og hættir því að færast úr stað. Hin mismunandi prótín safnast þess vegna á þá staði í gelinu sem samsvara jafnhleðslusýrustigi þeirra.

Útfellingu prótína við jafnhleðslusýrustig má nýta með mikilli sértækni sem getur verið afar hagkvæmt í hreinsunarferli prótína á stærri skala. Þetta getur hins vegar haft í för með sér óafturkræfa afmyndun prótínanna þannig að oft er betra að fella úr lausn þau prótín sem ekki er leitast eftir að einangra. Jónaskiptaskiljur má einnig nota til þess að einangra prótín á grundvelli yfirborðshleðslu.

Heimildir:
  • Lehninger Principles of Biochemistry, 4th ed.
  • Kiraga et al. (2007) BMC Genomics 8, 163.

Mynd:
  • Pétur Orri Heiðarsson.

...