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Tutorial MenueProteintrennungLerneinheit 2 von 2

Gelelektrophorese

SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE)

Bei der SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE) wird das Protein vor der Auftrennung im Gel durch Inkubation mit dem Detergens SDS denaturiert. Dieses hat zwei wichtige Vorteile gegenüber der nativen PAGE:

  • Nicht-kovalente Proteinaggregate werden aufgelöst
  • Proteine bewegen sich im Gel annähernd proportional zu ihrer Größe

SDS bindet sehr effizient an Proteine; etwa 0,1 % SDS reicht aus, um die Polypeptidkette zu sättigen (dieses entspricht etwa zwei Aminosäuren pro SDS-Molekül). Da SDS negativ geladen ist, wird die Eigenladung des Proteins i.d.R. vernachlässigbar und das Verhältnis von Ladung zu Größe ist für jedes Protein annähernd gleich. Durch den Vergleich mit einem Gemisch, das Proteine bekannter molekularer Massen enthält (der Protein-Standard), lässt sich die molekulare Masse unbekannter Proteine im Gel bestimmen. Die SDS-PAGE wird vor allem eingesetzt, um die Reinheit von Proteinpräparationen oder die Proteinkonzentration abschätzen zu können.

Natrumdodecylsulfat (SDS)
[ C H 3 ( C H 2 ) 10 C H 2 O S O 3 ] N a +

Für die SDS-Gelelektrophorese existieren eine ganze Reihe verschiedener Puffersysteme. In den meisten Fällen sind die Puffer so aufgebaut, dass sich schnelle Ionen (Chlorid) im Gel und langsame Ionen (Glycinat) im Kathodenpuffer befinden. Für kleinere Proteine (unter 20 kDa) haben sich Puffersysteme auf Tris-Tricin-Basis bewährt. Die am häufigsten verwendete Elektrophorese-Methode ist das SDS-PAGE-System nach Laemmli. Hierbei handelt es sich um ein diskontinuierliches System aus zwei Gelen, einem Trenngel (unten) und einem Sammelgel (oben), die sich beide im Hinblick auf den pH, die Ionenstärke und die Porengröße unterscheiden. Die Proben werden im Sammelgel zunächst konzentriert, bevor sie im Trenngel aufgetrennt werden. Dieses führt zu schärferen Banden und erlaubt größere Probenvolumina als in Gelen ohne Sammelgel.

Literatur

Laemmli, U. K. (1970): Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. In: Nature. 227 , 680-685

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