十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS-PAGE) 是一种强大的实验室技术,用于仅根据分子量来分离蛋白质。类似的基于毛细管的技术,[毛细管凝胶电泳](/guides/capillary-gel- electrophoresis) (CGE),以自动毛细管形式执行基于 SDS 的蛋白质大小测定,提供更快的分析时间和定量 UV 或荧光检测。科学家经常处理“蛋白质汤”——含有数百种不同类型蛋白质的复杂混合物。 SDS-PAGE 充当分子筛,使研究人员能够解开该混合物以识别特定蛋白质、检查样品的纯度或验证合成蛋白质的大小。
SDS-PAGE 的工作原理
该过程依赖于这样一个事实:与 DNA 不同,蛋白质具有复杂的折叠形状和不同的自然电荷。为了确保大小是影响它们运动的唯一因素,该实验使用了一系列步骤来“重置”蛋白质特性。
- 变性
将蛋白质样品与含有 SDS(强去污剂)的缓冲液混合并加热。 SDS 充当化学矫直剂;它将蛋白质复杂的 3D 结构展开成线性链。至关重要的是,SDS 将蛋白质包裹在均匀的负电荷中,确保它们向正极移动,无论其原始电荷如何。
- 加载
将样品装入聚丙烯酰胺凝胶的孔中,聚丙烯酰胺凝胶是一种合成基质,充当微观障碍物。通常将“蛋白质阶梯”(具有已知分子量的蛋白质混合物)加载到第一个孔中,作为其余实验的标尺。
- 迁移
在凝胶上施加电流。由于蛋白质带负电,它们会向底部的阳极(正极)移动。当它们移动时,较小的蛋白质轻松地穿过凝胶的孔并快速移动,而较大的蛋白质则缠结并移动得更慢。
- 可视化
电泳完成后,肉眼看不见蛋白质。将凝胶浸泡在染色剂中——最常见的是考马斯亮蓝。染料与蛋白质结合,显示出一系列独特的蓝色条带。通过将这些条带的位置与蛋白质阶梯进行比较,科学家可以计算出样品中每种蛋白质的准确分子量。