蛋白質組學/蛋白質分離 - 電泳/電泳簡介
上一章:蛋白質分離 - 色譜法
如美國傳統詞典所述
1) 帶電膠體顆粒或分子在施加電場(通常由浸入的電極提供)的影響下透過溶液的遷移。也稱為電泳。
2) 一種分離物質(特別是蛋白質)並分析分子結構的方法,基於每種成分在膠體懸浮液中在電場影響下的移動速度。
電泳分離取決於離子或溶質在給定介質中在電場作用下的遷移速度的差異。電泳遷移速度() 為
其中 E 是電場強度,是電泳遷移率。
電泳遷移率與緩衝液中的摩擦力成反比,與樣品的離子電荷成正比。離子所受的摩擦力取決於離子的大小和介質的粘度 (η)。當分析物透過緩衝液移動時,具有不同摩擦力或不同電荷的分析物會相互分離。在給定的 pH 值下,分析物的電泳遷移率為
其中 r 是分析物的半徑,z 是分析物的淨電荷。
分析物電荷與大小之比的差異會導致電泳遷移率的差異。小而帶高電荷的分析物具有更高的遷移率,而大而帶低電荷的分析物具有更低的遷移率。
電泳遷移率是給定分析物在給定介質中的速度指標。它是促進運動的電力和阻礙運動的摩擦力的平衡。在這兩種力在電泳過程中保持穩定;因此,在給定的條件下,電泳遷移率對於給定的離子來說是一個常數。基於離子的這種特性,它可以使用電泳進行分離。
電泳在蛋白質組學、法醫學、分子生物學、遺傳學、生物化學和微生物學中有著廣泛的應用。
蛋白質組學中常用的電泳方法是聚丙烯醯胺凝膠電泳(PAGE)。PAGE 用於分離、鑑定和純化蛋白質。可以分析蛋白質以獲取有關質量、電荷和純度的資訊。不同型別的 PAGE 提供有關蛋白質的不同型別資訊。SDS-PAGE 用於根據分子量分離蛋白質。SDS-PAGE 還用於蛋白質鑑定和定量、二硫鍵鑑定、樣品純度測定以及印跡應用。天然 PAGE 用於在天然形式下分離蛋白質,無需變性。QPNC-PAGE 用於從生物樣品中分離活性或天然金屬蛋白。2D-PAGE 分離修飾蛋白質,並提供有關各種修飾狀態的資訊。2D-PAGE 和 DIGE 用於研究健康和疾病組織中蛋白質的差異表達。在疾病組織中更豐富的蛋白質可能被認為是診斷性疾病標誌物或潛在的藥物靶點。由於單個 2-DE 可以分辨數千種蛋白質,因此它也用於細胞圖蛋白質組學以及表徵亞蛋白質組。毛細管電泳用於更快速、更高效地分離蛋白質。
電泳也用於分離和分析 DNA。DNA 測序、PCR 產物分析、限制性內切酶消化產生的 DNA 片段的分離和大小估計只是其中的一些應用。凝膠電泳用於DNA 指紋識別,該技術在法醫學中有著應用。某些 DNA 片段具有特徵性,並且因人而異。這些片段在限制性內切酶的識別位點被切割,並透過電泳在凝膠上執行。凝膠每條泳道上的條帶位置和數量是 DNA 樣本的特徵,被認為是該樣本的遺傳“指紋”。
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