Высаливание

Высаливание (также известное как осаждение, вызванное солью , фракционирование соли , кристаллизация антирастворителем , кристаллизация осадка или вытопление ) ^[1] Это метод очистки, который использует пониженную растворимость определенных молекул в растворе с очень высокой ионной силой . Высаливание обычно используется для осаждения крупных биомолекул, таких как белки или ДНК. ^[2] Поскольку концентрация соли конкретного белка , необходимая для осаждения из раствора, различается от белка к белку, для осаждения целевого белка можно использовать определенную концентрацию соли. Этот процесс также используется для концентрирования разбавленных растворов белков. диализ При необходимости для удаления соли можно использовать .

Принцип

Соединения солей диссоциируют в водных растворах. Это свойство эксплуатируется в процессе высаливания. Когда концентрация соли увеличивается, некоторые молекулы воды притягиваются ионами соли , что уменьшает количество молекул воды, доступных для взаимодействия с заряженной частью белка. ^[3]

есть гидрофобные аминокислоты и гидрофильные аминокислоты В молекулах белка .После сворачивания белка в водном растворе гидрофобные аминокислоты обычно образуют защищенные гидрофобные области, тогда как гидрофильные аминокислоты взаимодействуют с сольватными молекулами и позволяют белкам образовывать водородные связи с окружающими молекулами воды. Если достаточная часть поверхности белка гидрофильна, белок можно растворить в воде. ^[4]

Когда в раствор добавляют соль, происходит более частое взаимодействие между молекулами растворителя и ионами соли. В результате ионы белка и соли конкурируют за взаимодействие с молекулами растворителя, в результате чего становится меньше молекул растворителя, доступных для взаимодействия с молекулами белка, чем раньше. Таким образом, взаимодействия белок-белок становятся сильнее, чем взаимодействия растворитель-растворенное вещество, и молекулы белка связываются, образуя гидрофобные взаимодействия друг с другом. ^[5] После диссоциации в данном растворителе отрицательно заряженные атомы выбранной соли начинают конкурировать за взаимодействие с положительно заряженными молекулами, присутствующими в растворе. Аналогичным образом положительно заряженные катионы конкурируют за взаимодействие с отрицательно заряженными молекулами растворителя. Этот процесс известен как высаливание. ^{[ нужна ссылка ]}

Мыло легко осаждается концентрированным раствором соли, ион металла в соли реагирует с жирными кислотами, образуя мыло и глицерин (глицерин). Для отделения глицерина от мыла пастообразную кипящую массу обрабатывают рассолом (раствором NaCl). Содержимое котла высаливается (разделяется) на верхний слой, представляющий собой творожистую массу нечистого мыла, и нижний слой, состоящий из водного раствора соли с растворенным в нем глицерином. Слабощелочной раствор соли, называемый отработанным щелоком, извлекается со дна кастрюли или чайника и впоследствии может быть обработан для извлечения глицерина. ^{[ нужна ссылка ]}

Приложение

Поскольку разные белки имеют разный состав аминокислот, разные молекулы белка осаждаются при разных концентрациях солевого раствора. ^{[ нужна ссылка ]}

Нежелательные белки можно удалить из смеси белковых растворов путем высаливания, если известна растворимость белка в различных концентрациях солевого раствора.После удаления осадка фильтрацией или центрифугированием желаемый белок можно осаждать, изменяя концентрацию соли до уровня, при котором желаемый белок становится нерастворимым. ^[6]

Одним из недостатков высаливания при очистке белков является то, что помимо осаждения конкретного интересующего белка также осаждаются и примеси. Таким образом, для получения более чистого интересующего белка могут потребоваться дополнительные методы очистки, такие как ионообменная хроматография. ^[7]

См. также

Ссылки

^ Генк, Уэйн (2010). «Извлеките максимум пользы из кристаллизации антирастворителя» . Химическая обработка . ПутманМедиа.
^ Чакон-Кортес, Д; Гриффитс, Л. (4 декабря 2020 г.). «Методы выделения геномной ДНК из образцов цельной крови: современные перспективы» . Журнал биорепозиториев для прикладной медицины . 2014 (2): 1–9. дои : 10.2147/BSAM.S46573 .
^ Аракава, Цутому; Тимашев, Серж Н. (декабрь 1984 г.). «Механизм всаливания и высаливания белков солями двухвалентных катионов: баланс между гидратацией и связыванием солей». Биохимия . 23 (25): 5912–5923. дои : 10.1021/bi00320a004 . ПМИД 6525340 .
^ Цяо, Баофу; Хименес-Анхелес, Фелипе; Нгуен, Чунг Дак; Ольвера де ла Крус, Моника (24 сентября 2019 г.). «Вода следует за полярными и неполярными поверхностными доменами белка» . Труды Национальной академии наук . 116 (39): 19274–19281. Бибкод : 2019PNAS..11619274Q . дои : 10.1073/pnas.1910225116 . ПМК 6765241 . ПМИД 31501317 .
^ Новак, П.; Гавличек, В. (2016). «Экстракция и осаждение белка». Протеомное профилирование и аналитическая химия . стр. 51–62. дои : 10.1016/B978-0-444-63688-1.00004-5 . ISBN 978-0-444-63688-1 .
^ Вингфилд, Пол (сентябрь 1998 г.). «Осаждение белка с использованием сульфата аммония» . Современные протоколы в науке о белках . Приложение 3: A.3F.1–A.3F.8. дои : 10.1002/0471140864.psa03fs13 . ISBN 0471140864 . ПМЦ 4817497 . ПМИД 18429073 .
^ Дуонг-Ли, Кришна К.; Габелли, Сандра Б. (2014). «Высаливание белков с помощью осаждения сульфатом аммония». Лабораторные методы в энзимологии: Белок, часть C. Том. 541. стр. 85–94. дои : 10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0 . ISBN 978-0-12-420119-4 . ПМИД 24674064 .

Дальнейшее чтение

Шихан, Дэвид (2009). Физическая биохимия: принципы и приложения . Джон Уайли и сыновья. п. 285. ИСБН 978-0-470-85602-4 .
Миллер, ЮАР; Дайкс, Д.Д.; Полески, ХФ (11 февраля 1988 г.). «Простая процедура высаливания для извлечения ДНК из ядросодержащих клеток человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 16 (3): 1215. CiteSeerX 10.1.1.941.1917 . дои : 10.1093/нар/16.3.1215 . ПМК 334765 . ПМИД 3344216 .
Маккей, HAC (1 января 1953 г.). «Активность и коэффициенты активности в тройных системах». Труды Фарадеевского общества . 49 : 237–242. дои : 10.1039/TF9534900237 .

Внешние ссылки

Получите максимум от кристаллизации антирастворителя
Высаливание на UC Davis ChemWiki

[1] Генк, Уэйн (2010). «Извлеките максимум пользы из кристаллизации антирастворителя» . Химическая обработка . ПутманМедиа.

[2] Чакон-Кортес, Д; Гриффитс, Л. (4 декабря 2020 г.). «Методы выделения геномной ДНК из образцов цельной крови: современные перспективы» . Журнал биорепозиториев для прикладной медицины . 2014 (2): 1–9. дои : 10.2147/BSAM.S46573 .

[3] Аракава, Цутому; Тимашев, Серж Н. (декабрь 1984 г.). «Механизм всаливания и высаливания белков солями двухвалентных катионов: баланс между гидратацией и связыванием солей». Биохимия . 23 (25): 5912–5923. дои : 10.1021/bi00320a004 . ПМИД 6525340 .

[4] Цяо, Баофу; Хименес-Анхелес, Фелипе; Нгуен, Чунг Дак; Ольвера де ла Крус, Моника (24 сентября 2019 г.). «Вода следует за полярными и неполярными поверхностными доменами белка» . Труды Национальной академии наук . 116 (39): 19274–19281. Бибкод : 2019PNAS..11619274Q . дои : 10.1073/pnas.1910225116 . ПМК 6765241 . ПМИД 31501317 .

[5] Новак, П.; Гавличек, В. (2016). «Экстракция и осаждение белка». Протеомное профилирование и аналитическая химия . стр. 51–62. дои : 10.1016/B978-0-444-63688-1.00004-5 . ISBN 978-0-444-63688-1 .

[6] Вингфилд, Пол (сентябрь 1998 г.). «Осаждение белка с использованием сульфата аммония» . Современные протоколы в науке о белках . Приложение 3: A.3F.1–A.3F.8. дои : 10.1002/0471140864.psa03fs13 . ISBN 0471140864 . ПМЦ 4817497 . ПМИД 18429073 .

[7] Дуонг-Ли, Кришна К.; Габелли, Сандра Б. (2014). «Высаливание белков с помощью осаждения сульфатом аммония». Лабораторные методы в энзимологии: Белок, часть C. Том. 541. стр. 85–94. дои : 10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0 . ISBN 978-0-12-420119-4 . ПМИД 24674064 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]