PAGE를 이용한 단백질의 검정

실험 목적

단백질의 구조와 기능을 알아보고 PAGE를 이용하여 단백질을 분리하고 분석한다. 본 실험을 통해 PAGE를 익히고 이해하여 앞으로의 실험에서 올바르게 활용할 수 있다.

SDS-PAGE의 원리

단백질 전기영동에 쓰이는 구성물질인 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)는 서로 교차 연결되어 작은 구멍을 형성한다.

이 구멍을 통해 단백질이 크기에 따라 정렬되며 젤 내에 정렬된 단백질을 염료를 이용해 염색하여 가시화한다. 단백질 분자가 이동한 거리를 통해 단백질의 상대적 분자량을 분석할 수 있는데, 많이 이동한 단백질은 분자량이 작은 것으로, 적게 이동한 단백질은 분자량이 큰 것으로 간주한다.

DNA 분자와는 달리 단백질은 20개의 아미노산의 조합으로 이루어져 있어, 단백질마다 전기적인 성질이 매우 다르다. 또한, 단백질은 3차원 구조를 구성하고 있어, 3차원 구조와 단백질이 가지는 전기적 성질이 전기장에서 겔 안에서의 이동성에 영향을 주어 단백질의 분자량에 따른 분리가 불가능하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고 단백질이 겔 속에서 단백질의 분자량에 따라 분리를 하기 위하여, 모든 단백질이 같은 전하/분자량(charge/mass) 비율을 가지도록 만들어야 한다.

도데실황화 나트륨(SDS: Sodium Dodecyl Sulfate)은 계면활성제로, 단백질의 소수성을 가진 부분(3차원 구조를 형성했을 때 구조 내부에 있는 부분)과 결합하여 단백질의 3차원 구조를 풀게 되고, 단백질이 SDS에 둘러싸여 같은 전하/분자량을 가지게 된다. 이렇게 SDS에 둘러싸인 단백질은 겔에서 전기장 안에서 분자량에 따라 이동 정도가 다르게 나타난다. 이러한 원리로 단백질을 그 크기에 따라 분리할 수 있다.

실험 요인 분석

Beta-mercaptoethanol의 사용목적

mercaptoethanol은 이황화결합을 환원시키는데 사용되며, 수산기 라디칼을 제거하여 생물학적 항산화제 역할을 할 수 있다. 일부 단백질은 mercaptoethanol에 의해 변성된다. 이 반응은 시스테인 잔기의 티올 그룹 사이에 형성될 수 있는 이황화결합을 절단한다. 이황화결합을 끊음으로써 일부 단백질의 3차 구조와 4차 구조가 모두 파괴될 수 있다.