塩析

塩析（塩誘起沈殿、塩分画、抗溶媒結晶化、沈殿結晶化、または溺死とも呼ばれる）^{[1]は、非常に高い}イオン強度の溶液中の特定の分子の溶解度の低下を利用した精製技術です。塩析は通常、タンパク質やDNAなどの大きな生体分子を沈殿させるために使用されます。^{[2]特定のタンパク質が}溶液から沈殿するために必要な塩濃度はタンパク質ごとに異なるため、特定の塩濃度を使用して目的のタンパク質を沈殿させることができます。このプロセスは、タンパク質の希薄溶液を濃縮するためにも使用されます。必要に応じて透析を使用して塩を除去することができます。

原理

塩化合物は水溶液中で解離する。この性質は塩析の過程で利用される。塩濃度が上昇すると、一部の水分子が塩イオンに引きつけられ、タンパク質の荷電部分と相互作用できる水分子の数が減少する。^[3]

タンパク質分子には疎水性アミノ酸と親水性アミノ酸があります。タンパク質が水溶液中で折り畳まれた後、疎水性アミノ酸は通常、保護された疎水性領域を形成しますが、親水性アミノ酸は溶媒和分子と相互作用し、タンパク質が周囲の水分子と水素結合を形成できるようにします。タンパク質表面の十分な部分が親水性であれば、タンパク質は水に溶解することができます。^[4]

溶液に塩を加えると、溶媒分子と塩イオンの相互作用がより頻繁に起こる。その結果、タンパク質と塩イオンは溶媒分子との相互作用を競い合い、その結果、タンパク質分子と相互作用できる溶媒分子は以前よりも少なくなる。したがって、タンパク質間相互作用は溶媒と溶質間の相互作用よりも強くなり、タンパク質分子は互いに疎水性相互作用を形成することで会合する。 ^[5]特定の溶媒中で解離した後、選択された塩の負に帯電した原子は、溶液中に存在する正に帯電した分子との相互作用を競い始める。同様に、正に帯電した陽イオンは、溶媒の負に帯電した分子との相互作用を競い合う。このプロセスは塩析として知られている。^[要出典]

石鹸は濃縮塩溶液によって簡単に沈殿します。塩に含まれる金属イオンが脂肪酸と反応して石鹸とグリセリン(グリセロール) が再び形成されます。石鹸からグリセリンを分離するには、ペースト状の沸騰した塊を塩水 (NaCl 溶液) で処理します。釜の内容物は、不純な石鹸の凝乳状の塊である上層と、グリセリンが溶けた水性塩溶液からなる下層に分離します。使用済み苛性ソーダと呼ばれる弱アルカリ性の塩溶液は、鍋または釜の底から抽出され、その後グリセリン回収のために処理される場合があります。^{[引用が必要]}

応用

異なるタンパク質はアミノ酸の組成が異なるため、異なるタンパク質分子は異なる濃度の塩溶液で沈殿します。^{[引用が必要]}

さまざまな濃度の塩溶液におけるタンパク質の溶解度がわかっている限り、塩析によってタンパク質溶液混合物から不要なタンパク質を除去することができます。ろ過または遠心分離によって沈殿物を除去した後、目的のタンパク質が不溶性になるレベルまで塩濃度を変更することで、目的のタンパク質を沈殿させることができます。^[6]

タンパク質の精製における塩析の欠点の1つは、特定の目的タンパク質を沈殿させるだけでなく、不純物も沈殿してしまうことです。したがって、より純粋な目的タンパク質を得るためには、イオン交換クロマトグラフィーなどの追加の精製方法が必要になる場合があります。^[7]

参照

参考文献

^ Genck, Wayne (2010)。「アンチソルベント結晶化を最大限に活用する」。化学処理。PutmanMedia。
^ Chacon-Cortes, D; Griffiths, L (2020年12月4日). 「全血サンプルからゲノムDNAを抽出する方法：現在の展望」. Journal of Biorepository Science for Applied Medicine . 2014 (2): 1–9. doi : 10.2147/BSAM.S46573 .
^ 荒川勉; ティマシェフセルジュ N. (1984 年 12 月). 「二価陽イオン塩によるタンパク質の塩析・塩析のメカニズム: 水和と塩結合のバランス」.生化学. 23 (25): 5912–5923. doi :10.1021/bi00320a004. PMID 6525340.
^ Qiao, Baofu; Jiménez-Ángeles, Felipe; Nguyen , Trung Dac; Olvera de la Cruz, Monica (2019年9月24日). 「水は極性および非極性タンパク質表面ドメインに従う」。米国科学アカデミー紀要。116 (39): 19274–19281。Bibcode : 2019PNAS..11619274Q。doi : 10.1073 / pnas.1910225116。PMC 6765241。PMID 31501317。
^ ノヴァーク、P.;ハヴリーチェク、V. (2016)。「タンパク質の抽出と沈殿」。プロテオミクスプロファイリングと分析化学。 51–62ページ。土井：10.1016/B978-0-444-63688-1.00004-5。ISBN 978-0-444-63688-1。
^ウィングフィールド、ポール（1998 年9月）。「硫酸アンモニウムを使用したタンパク質沈殿」。タンパク質科学の最新プロトコル。付録3：A.3F.1–A.3F.8。doi ：10.1002 / 0471140864.psa03fs13。ISBN 0471140864. PMC 4817497 . PMID 18429073.
^ Duong-Ly, Krisna C.; Gabelli, Sandra B. (2014). 「硫酸アンモニウム沈殿法によるタンパク質の塩析」。酵素学実験法: タンパク質パート C。第 541 巻。pp. 85–94。doi : 10.1016 / B978-0-12-420119-4.00007-0。ISBN 978-0-12-420119-4. PMID 24674064。

さらに読む

シーハン、デイビッド（2009）。物理生化学：原理と応用。ジョン・ワイリー＆サンズ。p.285。ISBN 978-0-470-85602-4。
Miller , SA; Dykes, DD; Polesky, HF (1988 年 2 月11日)。 「ヒトの有核細胞から DNA を抽出するための簡単な塩析法」。核酸研究。16 (3): 1215。CiteSeerX 10.1.1.941.1917。doi :10.1093/ nar /16.3.1215。PMC 334765。PMID 3344216。
McKay, HAC (1953 年1月 1 日)。「三元系における活動度と活動係数」。ファラデー協会紀要。49 : 237–242。doi : 10.1039/TF9534900237。

外部リンク

アンチソルベント結晶化を最大限に活用する
UC Davis ChemWiki で塩漬け

[1] Genck, Wayne (2010)。「アンチソルベント結晶化を最大限に活用する」。化学処理。PutmanMedia。

[2] Chacon-Cortes, D; Griffiths, L (2020年12月4日). 「全血サンプルからゲノムDNAを抽出する方法：現在の展望」. Journal of Biorepository Science for Applied Medicine . 2014 (2): 1–9. doi : 10.2147/BSAM.S46573 .

[3] 荒川勉; ティマシェフセルジュ N. (1984 年 12 月). 「二価陽イオン塩によるタンパク質の塩析・塩析のメカニズム: 水和と塩結合のバランス」.生化学. 23 (25): 5912–5923. doi :10.1021/bi00320a004. PMID 6525340.

[4] ^ Qiao, Baofu; Jiménez-Ángeles, Felipe; Nguyen , Trung Dac; Olvera de la Cruz, Monica (2019年9月24日). 「水は極性および非極性タンパク質表面ドメインに従う」。米国科学アカデミー紀要。116 (39): 19274–19281。Bibcode : 2019PNAS..11619274Q。doi : 10.1073 / pnas.1910225116。PMC 6765241。PMID 31501317。

[5] ノヴァーク、P.;ハヴリーチェク、V. (2016)。「タンパク質の抽出と沈殿」。プロテオミクスプロファイリングと分析化学。 51–62ページ。土井：10.1016/B978-0-444-63688-1.00004-5。ISBN 978-0-444-63688-1。

[6] ^ウィングフィールド、ポール（1998 年9月）。「硫酸アンモニウムを使用したタンパク質沈殿」。タンパク質科学の最新プロトコル。付録3：A.3F.1–A.3F.8。doi ：10.1002 / 0471140864.psa03fs13。ISBN 0471140864. PMC 4817497 . PMID 18429073.

[7] Duong-Ly, Krisna C.; Gabelli, Sandra B. (2014). 「硫酸アンモニウム沈殿法によるタンパク質の塩析」。酵素学実験法: タンパク質パート C。第 541 巻。pp. 85–94。doi : 10.1016 / B978-0-12-420119-4.00007-0。ISBN 978-0-12-420119-4. PMID 24674064。