Hur fungerar SDS-denaturproteiner
Share
Natriumdodecylsulfat-polyakrylamidgelelektroforesen (SDS-PAGE) är en elektroforetisk teknik som används i bioteknik för att separera proteiner baserat på deras molekylvikt. Generellt är proteiner amfotära molekyler som har både positiva och negativa laddningar inom samma molekyl. Därför ges en enhetlig negativ laddning till proteinmolekyler för att flytta dem i en enda riktning under elektrofores. Den negativa laddningen ges av natriumdodecylsulfatet (SDS), ett anjoniskt tvättmedel. De nativa proteinerna denatureras av SDS eftersom det stör de icke-kovalenta krafterna hos proteiner.
Viktiga områden som omfattas
1. Vad är SDS
- Definition, struktur
2. Hur fungerar SDS-denaturproteiner
- Interaktion mellan protein och SDS
3. Vad är rollen för SDS
- SDS i PAGE
Viktiga termer: Laddning / Massförhållande, Molekylvikt, Netto negativ laddning, Proteiner, Natriumdodecylsulfat (SDS), SDS-PAGE
Vad är SDS
SDS (natriumdodecylsulfat) avser ett anjoniskt tvättmedel, bestående av en hydrofil huvudgrupp och en hydrofob svans. Följaktligen bildar molekylerna vid upplösning en netto-negativ laddning inom ett brett pH-område. Strukturen för SDS visas i Figur 1.
Figur 1: SDS
Hur fungerar SDS-denaturproteiner
Eftersom SDS är ett tvättmedel, störs den tertiära strukturen av proteiner med SDS, vilket bringar det vikta proteinet ner i en linjär molekyl. Dessutom binder SDS till det linjära proteinet på ett enhetligt sätt. Runt 1,4 g SDS binds till 1 g protein. Därför täcker SDS proteinet i en netto negativ laddning enhetligt. Denna negativa laddning maskerar de inneboende laddningarna på olika typer av R-grupper av proteins aminosyror. Dessutom blir laddningen av proteinet proportionellt mot molekylvikten. Den linjäriserade proteinmolekylen med SDS är 18 Ångström bred och längden av proteinet är proportionell mot molekylvikten. Samspelet mellan ett protein och SDS visas i figur 2.
Figur 2: SDS och proteininteraktion
Vad är rollen för SDS
R-grupperna av aminosyror i ett visst protein kan bära antingen positiv eller negativ laddning, vilket gör proteinet ett amfotera molekyl. Därför migrerar olika proteiner med samma molekylvikt i olika nivån vid olika hastigheter på gelén. Detta gör separation av proteiner i polyakrylamidgelen svår. Tillsatsen av SDS till proteinet deaturerar proteinerna och täcker dem i en likformigt fördelad, netto negativ laddning. Detta möjliggör migrering av proteiner mot den positiva elektroden under elektrofores. Med andra ord lineariserar SDS proteinmolekylerna och maskerar de olika typerna av laddningar på R-grupper. Sammanfattningsvis är laddningen till massförhållandet i SDS-belagda proteiner samma; Därmed kommer det inte finnas någon differentiell migrering baserad på laddningen av det nativa proteinet. En SDS-PAGE av röda blodkroppsmembranproteiner visas i figur 3.
Figur 3: SDS-PAGE
Förutom SDS-PAGE används SDS som ett tvättmedel i nukleinsyra extraktioner för störningen av cellmembranet och dissociation av nukleinsyra: proteinkomplex.
Slutsats
SDS är ett anjoniskt rengöringsmedel som används som tvättmedel i olika typer av biotekniska tekniker. Det denaturerar den tertiära strukturen av ett protein för att producera en linjär proteinmolekyl. Vidare binder den till det denaturerade proteinet på ett enhetligt sätt, vilket ger en enhetlig laddning till massförhållande till alla typer av proteiner. En netto negativ laddning ges till proteinmolekylen med SDS genom att maskera laddningarna på R-grupper av aminosyror av proteinet. Sålunda tillåter SDS separation av proteiner baserat på deras molekylvikt på en PAGE, eftersom laddningen är proportionell mot molekylvikten för de denaturerade proteinerna med SDS.
Referens:
1. "Hur SDS-PAGE fungerar." Bitesize Bio, 16 Feb. 2018, Tillgänglig här.
Image Courtesy:
1. "SDS med strukturbeskrivning" Av CindyLi2016 - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Protein-SDS-interaktion" Av Fdardel - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons
3. "RBC-membranproteiner SDS-PAGE gel" Av Ernst Hempelmann - Ernst Hempelmann (Public Domain) via Commons Wikimedia
