Hvað getið þið sagt mér um jafnhleðslusýrustig prótíns?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

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.

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.

...