Электрофорез белков

Электрофоре́з белко́в — способ разделения смеси белков на фракции или индивидуальные белки, основанный на движении заряженных белковых макромолекул различного молекулярного веса в стационарном электрическом поле. Электрофорез белков применяют как для анализа компонентов смеси белков, так и для получения гомогенного белка. Наиболее распространенным вариантом электрофоретического анализа белков является электрофорез белков в полиакриламидном геле по Лэммли[en][2][3].

Белки дрожжей, разделённые с помощью электрофореза в полиакриламидном геле, с применением кумасси для окрашивания белковых фракций. В первой дорожке слева — белковый маркер молекулярной массы[1]

Варианты метода электрофореза белковПравить

Существует множество разновидностей и модификаций данного метода, которые используются (или использовались в определённые периоды развития биохимии и молекулярной биологии) в различных областях[3]:

Электрофорез белков подразделяется также на одномерный и двумерный (2D) электрофорез[6], препаративный и аналитический, а также электрофорез нативных белков[en] и электрофорез в присутствии детергентаденатурирующих условиях). Разновидностью метода электрофореза являются изоэлектрическое фокусирование и изотахофорез. В случае использования иммунологических методов для выявления разделённых белков говорят про иммуноэлектрофорез.

В зависимости от конструкции электрофоретического аппарата различают горизонтальный и вертикальный электрофорез белков.

История и области примененияПравить

После первых экспериментов с электрофорезом, проводившихся в нескольких лабораториях в 1930-е — 1940-е годы, в том числе пионером электрофореза — нобелевским лауреатом Арне Тиселиусом[7], существенный прогресс в дальнейшем развитии и применении этого метода для разделения белков начался в 1955 году с разработки зонального электрофореза в крахмальном геле, которую осуществил Оливер Смитис, впоследствии также нобелевский лауреат[4][8]. Метод совершенствовался[9][10] и получил большое распространение в экспериментальной биохимии и молекулярной биологии.

В 1959 году был предложен метод электрофореза белков в ПААГ[5], в 1962 году — метод диск-электрофореза[11], в 1969 году — применение денатурирующих агентов (SDS)[12]. В 1970 году Лэммли значительно усовершенствовал электрофорез в ПААГ, разделив 28 белковых компонентов бактериофага T4[2]. В 1975 году появился двумерный (2D) электрофорез[6].

Электрофорез белков нашёл широкое применение в биологических исследованиях, как фундаментальных[2][4][13], так и прикладных[14][15][16][17][18]. Ряд вариантов метода используется и поныне; например, 2D-электрофорез является в протеомике одним из методов изучения протеома[19].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Schägger H., von Jagow G. Tricine-sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis for the separation of proteins in the range from 1 to 100 kDa (англ.) // Analytical Biochemistry : журнал. — Orlando, FL, USA: Academic Press, 1987. — Vol. 166, no. 2. — P. 368—379. — ISSN 0003-2697. — PMID 2449095. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 6 апреля 2018 года.
  2. 1 2 3 Laemmli U. K.. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 (англ.) // Nature : журнал. — London, UK: Nature Publishing Group, 1970. — Vol. 227, no. 5259. — P. 680—685. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/227680a0. — PMID 5432063. Архивировано 27 февраля 2015 года. (Проверено 27 февраля 2015)
  3. 1 2 Остерман Л. А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: электрофорез и ультрацентрифугирование (практическое пособие). — М.: Наука, 1981. — 288 с.
  4. 1 2 3 Smithies O. Zone electrophoresis in starch gels: group variations in the serum proteins of normal human adults (англ.) // The Biochemical Journal : журнал. — London, UK: Biochemical Society; Portland Press, 1955. — Vol. 61, no. 4. — P. 629—641. — ISSN 0264-6021. — PMID 13276348. Архивировано 27 февраля 2015 года. (Проверено 27 февраля 2015)
  5. 1 2 Raymond S., Weintraub L. Acrylamide gel as a supporting medium for zone electrophoresis (англ.) // Science : журнал. — Washington, D.C., USA: American Association for the Advancement of Science, 1959. — Vol. 130, no. 3377. — P. 711. — ISSN 0036-8075. — PMID 14436634. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 6 октября 2017 года.
  6. 1 2 O'Farrell P. H. High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins (англ.) // The Journal of Biological Chemistry : журнал. — Baltimore, MD, USA: American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 1975. — Vol. 250, no. 10. — P. 4007—4021. — ISSN 4406-4412. — PMID 236308. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 18 января 2020 года.
  7. Tiselius A. A new apparatus for electrophoretic analysis of colloidal mixtures (англ.) // Transactions of the Faraday Society : журнал. — London, UK: Faraday Society, 1937. — Vol. 33. — P. 524—531. — ISSN 0014-7672. — doi:10.1039/TF9373300524. (Проверено 28 февраля 2015) Архивировано 10 августа 2020 года.
  8. Electrophoresis: Theory, Methods and Applications / Ed. by M. Bier. — 3rd printing edn. — New York, NY, USA: Academic Press, 1964. — P. 225. — 563 p. (англ.) (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 5 октября 2017 года.
  9. Smithies O. An improved procedure for starch-gel electrophoresis: further variations in the serum proteins of normal individuals (англ.) // The Biochemical Journal : журнал. — London, UK: Biochemical Society; Portland Press, 1959. — Vol. 71, no. 3. — P. 585—587. — ISSN 0264-6021. — PMID 13638269. Архивировано 27 февраля 2015 года. (Проверено 27 февраля 2015)
  10. Gahne B. Studies on the inheritance of electrophoretic forms of transferrins, albumins, prealbumins and plasma esterases of horses (англ.) // Genetics : журнал. — Baltimore, MD, USA: Genetics Society of America, 1966. — Vol. 53, no. 4. — P. 681—694. — ISSN 0016-6731. — PMID 5960258. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 5 октября 2017 года.
  11. Ornstein L., Davis B. J. Disc Electrophoresis. — Rochester, NY, USA: Distillation Products Industries, Eastman Kodak Co., 1962. (англ.)
  12. Weber K., Osborn M. The reliability of molecular weight determinations by dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (англ.) // The Journal of Biological Chemistry : журнал. — Baltimore, MD, USA: American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 1969. — Vol. 244, no. 16. — P. 4406—4412. — ISSN 0021-9258. — PMID 5806584. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 18 января 2020 года.
  13. Hunter R. L., Merkert C. L. Histochemical demonstration of enzymes separated by zone electrophoresis in starch gels // Science. — 1957. — Vol. 125. — P. 1294—1295. (англ.)
  14. Baker C. M. A. Molecular genetics of avian proteins. IX. Interspecific and intraspecific variation of egg white proteins of the genus Gallus (англ.) // Genetics : журнал. — Baltimore, MD, USA: Genetics Society of America, 1968. — Vol. 58, no. 2. — P. 211—226. — ISSN 0016-6731. — PMID 5960258. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 6 октября 2017 года.
  15. Baker C. M. A., Croizier G., Stratil A., Manwell C. Identity and nomenclature of some protein polymorphisms of chicken eggs and sera (англ.) // Advances in Genetics : журнал. — New York, NY, USA: Academic Press, 1970. — Vol. 15. — P. 147—174. — ISSN 0065-2660. — PMID 4936422. (Проверено 27 февраля 2015) Архивировано 13 октября 2020 года.
  16. Romanov M. N. (1988-06-07). "Study of genetic polymorphism of ovoproteins in some egg type and meat-egg type lines of chickens" in 4th Symposium of Young Poultry Scientists. Abstracts: 10, Kraków, Poland: World's Poultry Science Association, Polish Branch. OCLC 899128291. Проверено 2020-10-18.  (англ.) Архивировано 6 октября 2017 года.
  17. Романов М. Н. (1994-01-27). "Электрофоретическое изучение овопротеиновых локусов в популяциях яичных кур в процессе совершенствования кросса «Хайсекс коричневый»" in I Междунар. конф. по молекулярно-генетическим маркерам животных, Киев, 27—29 января 1994. Тез. докл.: 34—35, Киев, Украина: Укр. акад. аграр. наук, Ин-т разведения и генетики животных, Ин-т агроэкологии и биотехнологии; Аграрна наука. ЦНСХБ, TRN: RU9815007X. OCLC 899128337. Проверено 2015-02-28.  Архивировано 6 октября 2017 года.
  18. Романов М. Н.; Черников В. Ф. (1994-01-27). "Полиморфные овобелки как маркеры внутрипопуляционной изменчивости озёрной чайки" in I Междунар. конф. по молекулярно-генетическим маркерам животных, Киев, 27—29 января 1994. Тез. докл.: 35—36, Киев, Украина: Укр. акад. аграр. наук, Ин-т разведения и генетики животных, Ин-т агроэкологии и биотехнологии; Аграрна наука. OCLC 899128260. Проверено 2015-02-28.  Архивировано 8 августа 2020 года.
  19. Komatsu S., Kojima K., Suzuki K., Ozaki K., Higo K. Rice Proteome Database based on two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis: its status in 2003 (англ.) // Nucleic Acids Research : журнал. — Oxford, UK: Oxford University Press, 2004. — Vol. 32, no. Database issue. — P. D388—D392. — ISSN 0305-1048. — PMID 14681440. (Проверено 28 февраля 2015) Архивировано 3 июня 2018 года.

ЛитератураПравить

  • Vesterberg O. History of electrophoretic methods // Journal of Chromatography. — 1989. — Vol. 480. — P. 3—19. (англ.)

СсылкиПравить

  • Allozyme Electrophoresis Techniques (англ.) (недоступная ссылка). Fishing: Research: Gene Conservation Lab. Division of Commercial Fisheries, Alaska Department of Fish and Game, State of Alaska. — Пособие по электрофорезу в крахмальном геле. Дата обращения: 27 февраля 2015. Архивировано 27 февраля 2015 года.