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Chromatographie von Proteinen

Historisches zur Chromatographie

Der Begriff Chromatographie (von griech. chroma "die Farbe" und graphein "schreiben") stammt von dem russischen Botaniker Mikhail Tswett, der 1906 Blattextrakte mittels Petrolether durch kleine Calciumcarbonat-gefüllte Glassäulen drückte und so die Pigmente auftrennte. Vermutlich ist der Begriff auf die farbigen Banden zurückzuführen, die sich bei der Trennung ergaben ("Farbschreibung"), er könnte aber auch auf den Namen Tswett (russ. für "Farbe") zurückzuführen sein.

Am Anfang der Chromatographie standen Verfahren, die als Vorläufer der Papierchromatographie angesehen werden können. 1834 trennte F. F. Runge Farbstoffgemische über Filterpapiere ("Zur Farbenchemie: Musterbilder für Freunde des Schönen"); 1851 untersuchten Schoenbein und Goppelsroeder das Verhalten von Salzlösungen an Filterpapierstreifen.

Lederer, Kuhn, Winterstein und Hesse gelang es 1931, die Methode von Tswett auch für hydrophile und farblose Verbindungen anzuwenden.

Izmailow und Shraiber (1938) entwickelten die ersten Verfahren zur Dünnschichtchromatographie, die gegenüber der Papierchromatographie viele Vorteile hatte. 1941 trennten A. J. P. Martin und R. L. M. Synge die Gemische von Aminosäuren aus Wollhydrolysaten auf Säulen mit wassergesättigtem Kieselgel. Die ersten Chromatographie-Materialien zur Auftrennung niedermolekularer Stoffe waren für die Chromatographie von Proteinen allerdings völlig ungeeignet, denn diese Materialien wie z.B. Polystyren-basierende Ionenaustauscher haben genau die Eigenschaften, die bei der Auftrennung von Proteinen unerwünscht sind:

  • sie sind sehr stark quervernetzt und lassen nur kleine Moleküle eindringen, aber keine Proteine mit hohem Molekulargewicht
  • und sie gehen mit Proteinen hydrophobe und ionische Interaktionen ein

Cellulose, Agarose und Kohlenhydratpolymere waren die ersten, klassischen Materialien für die Chromatographie von Proteinen. Agarose-Derivate lassen sich allerdings nicht bei hohen Drücken verwenden. Für die HPLC-Verfahren wurden daher eine Reihe anderer Materialien entwickelt, die auch unter Druck ihre poröse Struktur behalten.

Literatur

Peterson,, E. A.; Sober, H. A. (1956): Chromatography of proteins. I. Cellulose ion- exchange adsorbents. In: J. Amer. Chem. Soc.. 78 , 751-755

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