본문내용
1. SDS PAGE
1.1. SDS PAGE의 정의와 특징
SDS PAGE(Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis)는 단백질을 분리해내는 기술로, 전기영동 이동성을 이용하는 방법이다. 단백질을 구성하는 아미노산 서열의 길이, 분자량, 3차원 접힘 구조 등의 요인에 따라 나타나는 전기적 이동 특성을 이용하여 단백질을 분리할 수 있다. 핵산 전기영동에는 주로 아가로스 겔을 사용하지만, 단백질 전기영동에는 폴리아크릴아마이드 겔을 사용한다. 아크릴아마이드 단량체와 교차결합제가 반응하여 폴리아크릴아마이드 겔 매트릭스를 형성하며, 이 반응은 비가역적이다. SDS는 음이온성 계면활성제로, 단백질과 소수성 결합을 형성하여 단백질을 균일한 음전하로 코팅한다. 이를 통해 단백질의 고유 전하와 3차원 구조가 무시되고, 분자량에 비례하여 전기영동 상에서 이동하게 된다. 따라서 SDS PAGE를 통해 단백질의 크기에 따른 분리가 가능해진다. 불연속 완충액 시스템은 전기영동의 1차 단계에서 시료 내 모든 단백질을 하나의 샤프한 밴드로 농축시켜 분리능을 향상시킨다. 이는 큰 공극을 가진 농축 겔이 단백질의 이동을 방해하지 않기 때문이다. 따라서 SDS PAGE는 단백질의 분자량 측정, 단백질 복합체의 하위 구성체 분석 등에 널리 이용된다.
1.2. SDS PAGE의 원리
SDS PAGE의 원리이다. SDS(Sodium Dodecyl Sulfate)는 음이온성 계면활성제 중 하나이다. 단백질은 그것을 구성하는 아미노산에 의해 양이온이나 음이온과 같은 전하를 띠게 되지만, SDS를 처리하면 비가역적으로 polypeptide 사슬이 균일하게 음전하를 띠게 된다. 따라서 모든 분자를 양극으로 이동시키고 gel의 pore size에 따라서 분자량의 크기에 따라 단백질을 분리하는 것이 가능해진다. 모든 이온과 단백질은 음전하를 띠기 때문에 전하를 흘려주게 되면 모두 (+) 쪽으로 이동하게 된다. 제일 위쪽에는 glycine 이온이 있고 그 아래에 단백질, 그 아래에 Cl 이온이 존재하게 된다. glycine 이온은 Cl 이온보다 빠르게 이동하기 때문에, 전류를 흘렸을 때 glycine 이온이 단백질을 눌러 Cl 이온과 glycine 이온 사이에 샌드위치처럼 끼게 되면서 출발선에 단백질들이 정렬하게 된다. Tris-Glycine은 pH가 8.3이고 stacking gel은 pH가 6.8이기 때문에 glycine 이온이 비교적 느리게 내려오지만, running gel 아래부터는 pH가 8.8이기 때문에 이전보다 더 빠른 속도로 단백질을 제치고 더 빨리 아래로 내려온다. 전기적 힘을 통해 단백질이 내려오지만, 추가적으로 glycine 이온이 내려가는 힘을 이용하여 더 빠르게 분리될 수 있다. 이처럼 SDS PAGE 실험에서 SDS 처리를 통해 단백질의 전하를 균일하게 만들고, 불연속 완충액 시스템을 이용하여 전기영동을 수행함으로써 단백질을 분자량 크기에 따라 효과적으로 분리할 수 있다.
1.3. SDS PAGE의 구성 요소
SDS PAGE의 구성 요소는 다음과 같다. SDS는 음이온성 계면활성제 중 하나이다. 단백질은 그것을 구성하는 아미노산에 의해 양이온이나 음이온과 같은 전하를 띄게 된다. 하지만 SDS를 처리하면 비가역적으로 polypeptide 사슬이 균일하게 음전하를 띄게 된다. 따라서 모든 분자를 양극으로 이동시키고 gel의 pore size에 따라서 분자량의 크기에 따라 단백질을 분리하는 것이 가능하게 된다. 또한 Discontinuous buffer system이라고 불리는 전기영동법은 Laemmli system이라고 하며 Laemmli system에서 사용하는 gel은 총 2개이다. stacking gel과 running gel이 있는데, running gel이 아랫 부분, stacking gel이 윗 부분이다. 단백질들은 아래로 내려오면서 stacking gel을 먼저 지나게 된다. 이 불연속 완충용액 시스템은 퇴적용 겔에서 시료 안의 모든 복합체들을 매우 적은 부피로 농축시켜서 분해용 겔에서 단백질의 해상도를 크게 증가시켜주는 역할을 한다. 모든 이온과 단백질은 음전하를 띠기 때문에 전하를 흘려주게 되면 모두 (+) 쪽으로 이동하게 된다. 제일 위쪽에는 glycine 이온이 있고 ...
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