SDS-PAGE 이론

문서 내 토픽

1. SDS-PAGE

SDS-PAGE는 Sodium Dodecyl Sulfate- Polyacrylamide gel electrophoresis의 약자이다. SDS는 음이온성 계면활성제의 일종으로 단백질의 가용화제로서 이용되고 있으며 단백질의 전기영동에서 SDS-PAGE법이 가장 일반적인 방법으로 이용된다. SDS-PAGE의 원리는, 단백질을 구성하는 아미노산에 의해서 +,- 상관없이 어느쪽이건 전하를 띄지만 SDS가 결합함으로써 일시적으로 단백질이(-)하전을 띄어 모든 분자를 양극으로 이동시키고, gel의 pore 사이즈에 의해서 분자량의 크기에 따라 각각의 단백질을 분리할 수 있다.
2. SDS 처리

SDS-PAGE를 하기전 시료를 먼저 용해해둔다. 단백질에서는 SDS가 가용화제로 작용하기 때문에 우선 SDS를 처리해 침전물이 있으면 원심분리로 이를 제거한다. SDS는 SDS용액과 혼합시킨후 열처리 또는 실온에서 방치한다.
3. Polyacrylamide gel

Polyacrylamide gel은 %T와 %C로 표현되는데 %T는 acrylamide와 bisacrylamide의 %중량이며 %C는 가교제인 bisacrylamide의 %중량이다. 따라서 %T와 %C가 커지면 그만큼 미세통로의 크기는 작아지게 되어 작은 물질의 분리에 이용할 수 있게 된. Acrylamide의 중합은 ammonium persulfate (APS) 또는 riboflavin의 첨가에 의해 개시된다. APS를 사용하는 경우에는 촉매제로 N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TEMED)를 사용하며 TEMED는 persulfate로부터 자유라디칼의 생성을 촉매함으로써 중합을 개시한다.
4. Buffer 준비

단백질 polyacrylamide gel 전기영동에서는 Tris buffer로 알칼리성 조건을 맞춰서 많이 사용한다. gel에는 Tris-HCL, buffer에는 Tris-Glycine을 사용하여 Cl-과 glycinate 이온의 이동도 차이를 이용한다.
5. 전기영동 원리

전기영동을 시작하면 leading 이온인 Cl-이온과 단백질, glycine이온이 모두 양극을 향해 출발하게 된다. Glycine은 stacking gel의 낮은 pH 조건에서는 거의 중성을 띠므로 국부적인 전류의 감소현상이 유발된다. 따라서 낮은 pH 조건에서도 이동도가 빠른 Cl-이온과 이동도가 느린 glycine 이온 사이에 매우 높은 전위차가 형성되는데 이러한 전위차에 위해 glycine이온이 Cl-이온을 빠르게 뒤따르게 된다. 이때 상대적인 이동속도는 glycine < 단백질 < Cl-이 되며 따라서 단백질은 Cl-와 glycine 이온사이에 축적되어 이동하게 된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. SDS-PAGE

SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis)는 단백질 분자량 분석을 위한 가장 널리 사용되는 전기영동 기술 중 하나입니다. SDS는 단백질의 3차 구조를 변성시켜 모든 단백질 분자가 음전하를 띠게 하고, 이를 통해 단백질의 크기에 비례하여 이동하게 됩니다. 이를 통해 단백질의 분자량을 정확하게 측정할 수 있습니다. SDS-PAGE는 단백질 정제, 단백질 발현 분석, 단백질 구조 연구 등 다양한 분야에서 활용되며, 단백질 연구에 필수적인 기술이라고 할 수 있습니다.
2. SDS 처리

SDS (Sodium Dodecyl Sulfate)는 단백질의 3차 구조를 변성시키는 음이온 계면활성제입니다. SDS 처리를 통해 단백질 분자의 고유한 3차 구조가 풀리고, 모든 단백질 분자가 음전하를 띠게 됩니다. 이를 통해 단백질의 크기에 비례하여 이동하게 되므로, 단백질의 분자량을 정확하게 측정할 수 있습니다. SDS 처리는 SDS-PAGE 실험에서 필수적이며, 단백질 구조 분석, 단백질 정제, 단백질 발현 분석 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 따라서 SDS 처리 과정에 대한 이해와 숙련도가 중요합니다.
3. Polyacrylamide gel

Polyacrylamide gel은 SDS-PAGE에서 단백질 분리를 위해 사용되는 주요 매질입니다. 이 gel은 acrylamide와 bisacrylamide의 공중합체로 구성되어 있으며, 다양한 농도로 제조할 수 있습니다. 농도가 높을수록 gel의 망목 크기가 작아져 작은 분자량의 단백질을 효과적으로 분리할 수 있습니다. 반면 농도가 낮을수록 큰 분자량의 단백질을 분리할 수 있습니다. 따라서 실험 목적에 따라 적절한 농도의 polyacrylamide gel을 선택하는 것이 중요합니다. 또한 gel 제조 시 주의해야 할 사항들, 예를 들어 중합 반응 시간, 온도 등을 잘 숙지하여야 합니다.
4. Buffer 준비

SDS-PAGE 실험에서 사용되는 다양한 버퍼 용액의 준비는 매우 중요합니다. 시료 로딩 버퍼, 전기영동 버퍼, 염색 및 탈색 버퍼 등 각 단계에 맞는 적절한 버퍼 조성과 pH가 필요합니다. 이들 버퍼는 단백질의 변성, 전하, 이동 속도 등에 직접적인 영향을 미치므로 정확한 농도와 pH로 준비해야 합니다. 또한 버퍼 제조 시 발생할 수 있는 오염을 방지하기 위해 초순수 사용, 멸균 등의 주의가 필요합니다. 버퍼 준비의 정확성과 재현성은 SDS-PAGE 실험의 신뢰성을 좌우하는 중요한 요소라고 할 수 있습니다.
5. 전기영동 원리

SDS-PAGE의 핵심 원리는 전기영동입니다. 음전하를 띠는 SDS-단백질 복합체는 전기장 내에서 분자량에 비례하여 이동하게 됩니다. 작은 분자량의 단백질은 빠르게 이동하고, 큰 분자량의 단백질은 느리게 이동합니다. 이를 통해 단백질 혼합물이 분자량별로 분리됩니다. 전기영동 시 전압, 전류, 시간 등의 조건이 중요하며, 적절한 조건 설정이 필요합니다. 또한 전기영동 장치의 온도 관리, 완충 용액의 교체 등 실험 과정에서의 세부적인 주의사항들도 고려해야 합니다. 전기영동 원리에 대한 이해와 숙련도는 SDS-PAGE 실험의 성공을 위해 필수적입니다.

주제 연관 토픽을 확인해 보세요!

주제 연관 리포트도 확인해 보세요!