Hoe werkt SDS Denature Proteïnen

De natriumdodecylsulfaat-polyacrylamidegelelektroforese (SDS-PAGE) is een elektroforetische techniek die in de biotechnologie wordt gebruikt om te scheiden eiwitten op basis van hun molecuulgewicht. In het algemeen zijn eiwitten amfotere moleculen die zowel positieve als negatieve ladingen binnen hetzelfde molecuul bezitten. Daarom wordt een uniforme negatieve lading gegeven aan eiwitmoleculen om ze tijdens elektroforese in een enkele richting te verplaatsen. De negatieve lading wordt gegeven door het natriumdodecylsulfaat (SDS), een anionisch detergent. De natieve eiwitten worden gedenatureerd door het SDS omdat het de niet-covalente krachten van eiwitten verstoort.

Key Areas Covered

1. Wat is SDS
      - Definitie, structuur
2. Hoe werkt SDS Denature Proteïnen
     - Interactie tussen proteïne en SDS
3. Wat is de rol van SDS
     - SDS op PAGINA

Belangrijkste termen: lading / massaverhouding, molecuulgewicht, netto negatieve lading, eiwitten, natriumdodecylsulfaat (SDS), SDS-PAGINA

Wat is SDS

SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) verwijst naar een anionisch detergent, bestaande uit een hydrofiele kopgroep en een hydrofobe staart. Derhalve vormen, wanneer opgelost, zijn moleculen een netto negatieve lading binnen een breed pH-bereik. De structuur van SDS wordt getoond in Figuur 1.

Figuur 1: SDS

Hoe werkt SDS Denature Proteïnen

Omdat SDS een detergens is, wordt de tertiaire structuur van eiwitten verbroken door SDS, waardoor het gevouwen eiwit naar beneden wordt gebracht in een lineair molecuul. Bovendien bindt SDS op uniforme wijze aan het lineaire eiwit. Ongeveer 1,4 g SDS bindt aan 1 g eiwit. Vandaar dat SDS het eiwit in een netto negatieve lading gelijkmatig bekleedt. Deze negatieve lading maskeert de intrinsieke ladingen op verschillende soorten R-groepen van de aminozuren van het eiwit. Bovendien wordt de lading van het eiwit evenredig met het molecuulgewicht. Het gelineariseerde eiwitmolecuul met SDS is 18 Angström breed en de lengte van het eiwit is evenredig met het molecuulgewicht. De interactie tussen een eiwit en SDS is weergegeven in Figuur 2.

Figuur 2: SDS en eiwitinteractie

Wat is de rol van SDS

De R-groepen van aminozuren in een bepaald eiwit kunnen ofwel positieve ofwel negatieve lading dragen, waardoor het eiwit wordt gevormd amfotere molecuul. Daarom migreren in de natieve toestand verschillende eiwitten met hetzelfde molecuulgewicht met verschillende snelheden op de gel. Dit maakt de scheiding van eiwitten in de polyacrylamidegel moeilijk. De toevoeging van SDS aan het eiwit denatureert de eiwitten en bedekt ze in een gelijkmatig verdeelde netto negatieve lading. Dit maakt de migratie van eiwitten naar de positieve elektrode tijdens elektroforese mogelijk. Met andere woorden, SDS lineariseert de eiwitmoleculen en maskeert de verschillende soorten ladingen op R-groepen. Concluderend, de lading-tot-massaverhouding in SDS-gecoate eiwitten is hetzelfde; daarom zal er geen differentiële migratie zijn gebaseerd op de lading van het natieve eiwit. Een SDS-PAGE van rode bloedcelmembraaneiwitten is weergegeven in figuur 3.

Figuur 3: SDS-PAGE

Naast SDS-PAGE wordt SDS gebruikt als een detergens in nucleïnezuurextracties voor de verstoring van het celmembraan en dissociatie van nucleïnezuur: eiwitcomplexen.

Conclusie

SDS is een anionisch detergent dat wordt gebruikt als een reinigingsmiddel in verschillende soorten biotechnologische technieken. Het denatureert de tertiaire structuur van een eiwit om een ​​lineair eiwitmolecuul te produceren. Bovendien bindt het op een uniforme manier aan het gedenatureerde eiwit, waardoor een uniforme verhouding van lading tot massa tot alle typen eiwitten wordt verschaft. Een netto negatieve lading wordt door SDS aan het eiwitmolecuul gegeven door de ladingen op R-groepen van aminozuren van het eiwit te maskeren. Vandaar dat SDS de scheiding van eiwitten mogelijk maakt op basis van hun molecuulgewicht op een PAGE omdat de lading evenredig is aan het molecuulgewicht van de gedenatureerde eiwitten door SDS.

Referentie:

1. "Hoe SDS-PAGE werkt." Bitesize Bio, 16 febr. 2018, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "SDS met structuurbeschrijving" door CindyLi2016 - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Proteïne-SDS-interactie" door Fdardel - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3. "RBC-membraanproteïnen SDS-PAGE-gel" door Ernst Hempelmann - Ernst Hempelmann (Public Domain) via Commons Wikimedia