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Isoelektrische Fokussierung

Version vom 3. Februar 2012, 16:20 Uhr von Gunnar Römer (Diskussion | Beiträge)

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Synonym: IEF

1 Definition

Unter der Isolelektrischen Fokussierung (IEF) versteht man ein technisches Verfahren, bei dem unter Anwendung eines Gels mittels Elektrophorese eine Auftrennung von Proteinen aufgrund ihres relativen Gehaltes an bestimmten Aminosäureresten erfolgen soll. Entscheidend ist dabei der relative Gehalt des Makromoleküls an sauren und basischen Aminosäureresten.

2 Beispiele für saure Aminosäuren


3 Beispiele für basische Aminosäuren

4 Funktionsprinzip

Abhängig vom pH-Wert des sie umgebenden Mediums tragen die entsprechenden Aminosäuren eines Proteinmakromoleküls unterschiedliche, positive oder negative Ladungen. Eine Substanz, die die Eigenschaft hat, sowohl als Säure, als auch als Base vorzuliegen (die entweder ein Proton aufnehmen oder ein Proton abgeben kann), werden in der Chemie als Ampholyt bezeichnet. Summiert man alle in einem Proteinmolekül enthaltenen Ladungen bei einem bestimmten pH-Wert zusammen, erhält man an einem pH-Wert die Ladung Null. Dieser Punkt wird dann als isoelektrischer Punkt bezeichnet. Erreicht ein Proteinmolekül im Rahmen des elektrischen Feldes der Gelelektrophorese diesen isolelektrischen Punkt, verschwindet seine elektrophoretische Beweglichkeit, also die Fähigkeit, in einem elektrischen Feld zu wandern. Es verbleibt an dem Punkt der Isoelektrizität. Alle Moleküle eines ganz bestimmten Proteins sammeln sich dann ebenfalls an dieser Stelle, daher spricht man von der Isoelektrischen Fokussierung.

5 Anwendung

  • Einbringung einer Proteingemisches in ein dafür vorgesehenes Trägergel, welches meist aus einer Basis aus Polyacrylamid besteht. In dem Gel wurde vorher ein pH-Gradient eingefügt. Die Einfügung eines Ladungsgradienten erfolgt entweder elektrophoretisch mittels im elektrischen Feld frei beweglicher Trägerampholyte oder über immobilisierte (d.h. kovalent mit dem Trägergel verbundene) Ladungsträger.
  • Anlegung einer elektrischen Spannung an das Gel
  • jedes enthaltenen Proteinmolekül bewegt sich nun innerhalb des elektrischen Feldes soweit, bis es an den Punkt mit dem pH-Wert, der seinem isoelektrischen Punkt entspricht.
  • weitere Moleküle der gleichen Proteinsorte akkumulieren um denselben Punkt (Fokussierung)

6 Gebrauch

Das technische Verfahren der isolelektrischen Fokussierung findet vor allem Gebrauch in der Analyse des isoelektrischen Punktes von Proteinen. Ferner wird es zur ladungsabhängigen, präparativen Fraktionierung von Proteingemischen eingesetzt. Durch die Entwicklung von immobilisierten pH-Gradienten konnte die Reproduzierbarkeit von einzelnen Fokussierungsprozessen deutlich effektiver gestaltet werden. Damit wurde eine Grundlage für die Entwicklung von noch leistungsfähigeren und genaueren Proteinanalyseverfahren gelegt. Ein Beispiel für eine auf dem System der Isoelektrischen Fokussierung basierenden Weiterentwicklung in der Proteinanalyse ist die 2D-Gelelektrophorese.

Diese Seite wurde zuletzt am 3. Februar 2012 um 16:20 Uhr bearbeitet.

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