SDS-PAGE(폴리아크릴아마이드 겔 전기영동)

SDS-PAGE

1. 정의 및 원리

SDS는 Sodium Dodecyl Sulfate의 약어로 음이온 계면활성제의 일종이다. SDS는 단백질의 가용화제로 이용되고 있으며, 단백질의 전기영동에 SDS-PAGE가 가장 일반적인 방법으로 사용되고 있다. PAGE는 Polyacrylamide gel electrophoresis의 약자이다.

단백질은 구성하는 아미노산에 의해서 +,- 관계없이 어떤 전하를 띄는데, SDS가 결합함으로써 일시적으로 -하전을나타내면서 모든 분자를 양극으로 이동시키게 된다. GEL의 PORE사이즈에 의해서 이동속도 차를 이용하게 되며, 분자량의 크기에 따라 단백질을 분리할 수 있다. 이때 sample buffer에 DTT나 MERCAPTOETHANOL이 첨가되어 있어서 disulfide bond도 끊어지게 되면서 단백질은 일차 구조를 형성하게 된다. 전극을 가해주어 +쪽으로 이동시키며 분자량 별로 분리한다.

2. SDS 역할

SDS는 amphipathic의 특성을 가지는 대표적인 detergent이다. 단백질과 가장 강력한 결합력을 보인다. 일반적으로 단백질을 구성하는 아미노산 2개에 sds 1개가 결합되게 되면서 단백질은 고유 전하를 잃어버리고 sds에 의해 -전하를 나타내게 된다. SDS의 작용으로 denatured된 단백질들은 막대기처럼 펼쳐진 상태로 아크릴아마이드가 이루는 그물구조를 통과한다. 그래서 크기가 큰 단백질일 수록 길이가 길어서 그물을 빠져나오는데 시간이 걸리게 되고, 그로인해 이동속도가 느려지게 되면서 단백질이 분리가 되는 것이다.

3. gel의 구성

폴리아크릴아마이드가 이루는 그물구조인데, pH를 다르게 하면서 stacking 과 running GEl로 되어있다. running gel의 acrylamide 농도에 따라 Gel 그물구조 크기가 달라지면 이를 이용하면서 단백질 이동속도를 조절할 수 있다.

1) stacking gel
pH6.8
stacking 이란 단백질을 겔에 로딩할 때, 출발점이 다른 단백질 샘플을 최대한 가깝게 다져준다.
쉽게 말해 단백질들이 출발선 상에 오도록 일자로 정렬하게 만들어주는 역할이다. 

sample buffer로 -로 변성시킨 단백질을 gel 에 로딩하면 buffer안에 있던 glycine이온은 net charge가 0이 되는 pI값이 6.2이다. gel은 6.8이므로 이 차이에 의해 cl-가 가장 빨리 내려가게 되고 glycine은 느리게 내려가게 된다. 이동속도는 cl-단백질-glycine이 되고 cl-와 glycine사이의 high voltage gradient가 생기게 되어 두 이온사이의 단백질들 이동속도가 차이가 낮아지고, 일직선으로 내려가게된다. 출발선상에 같게 위치하게 된다. 

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2) running gel (seperation gel)
pH 8.8
stacking gel에서 다져진 단백질을 분자량 사이즈에 따라 분리한다.
glycine이 완전히 이온화되고 cl-glycine-단백질로 이동속도가 달라지면서 gradient 형성되었던것이 거의 없어지게 된다. 단백질은 분자량에 따라 분리가 된다.

SDS-PAGE

SDS PAGE principles - simple animated tutorial

출처: https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=qpting&logNo=220819827153&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F