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Tutorial MenueProteinreinigung und -fällungLerneinheit 2 von 2

Fällung von Proteinen

Die isoelektrische Fällung

Proteine tragen zahlreiche ionisierbare Gruppen mit unterschiedlichen pKa-Werten. Jedes Protein hat einen bestimmten pH-Wert, bei dem sich die positiven und negativen Ladungen des Proteins genau ausgleichen. Das Protein hat an diesem Punkt keine Nettoladung mehr und würde sich in einem elektrischen Feld nicht mehr bewegen. Dieser pH-Wert wird als isoelektrischer Punkt (IEP oder pI) bezeichnet.

Die Löslichkeit eines Proteins wird sehr stark durch den pH-Wert der Umgebung beeinflusst und ist am isoelektischen Punkt am geringsten.

Ober- oder unterhalb des IEP tragen alle Moleküle die gleiche Ladung (positiv oder negativ) und stoßen sich daher ab, eine Zusammenballung zu unlöslichen Aggregaten ist dadurch verhindert und das Protein bleibt in Lösung. So ist z.B. die Löslichkeit von Lactalbumin bei pH 5,2-5,3 am geringsten, über- oder unterhalb dieses pH-Wertes steigt die Löslichkeit des Proteins stark an. Dieses Verhalten ist typisch für globuläre Proteine, wobei der pH-Wert, bei dem das Löslichkeitsminimum auftritt, von Protein zu Protein wechselt.

Tab.1
Isoelektrische Punkte einiger Proteine
ProteinIEP
Pepsin1,0
Serum-Albumin4,8
Urease5.,0
Collagen6,7
Myoglobin7,0
Hämoglobin (human)7,07
Ribonuclease9,6
Cytochrom c10,6
Lysozym11,8

Da nun verschiedene Proteine unterschiedliche IEP-Werte haben, können sie voneinander durch isoelektrische Fällung getrennt werden. An seinem IEP fällt ein Protein mehr oder weniger vollständig aus, während die andern Proteine bei diesem pH-Wert in Lösung bleiben. Dieser Effekt wird in der Praxis häufig mit dem Aussalzen des Proteins kombiniert. Die in ihrer nativen Konformation ausgefallenen Proteine können dann in einem Medium mit geeigneter Salzkonzentration und entsprechendem pH-Wert wieder in Lösung gebracht werden.

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