Quelles sont les méthodes d’extraction des protéines ?

Comme nous le savons tous, les protéines sont indispensables aux activités de la vie humaine. De nombreux aliments contiennent des protéines et une alimentation normale peut compléter les protéines pour le corps. En fait, dans le domaine de la recherche biochimique, la technologie de séparation et d'extraction des protéines a un large éventail d'applications. Il n'est pas facile d'extraire des protéines. Cela nécessite de nombreux processus et des techniques d'exploitation professionnelles. Il existe désormais les méthodes suivantes pour extraire les protéines.

1. Ultracentrifugation

Le principe de cette méthode de séparation et de purification des antigènes est d'utiliser les différents taux de sédimentation de chaque particule dans la solution de gradient de sorte que les particules avec des taux de sédimentation différents se trouvent dans des couches de gradient de densité différentes pour atteindre l'objectif de séparation les unes des autres. Les milieux à gradient de densité couramment utilisés comprennent le saccharose, le glycérol, le CsCl, etc.

Lors de la séparation et de la purification d'antigènes par ultracentrifugation ou centrifugation à gradient de densité, il est extrêmement difficile de séparer un certain composant antigénique, à l'exception des composants individuels. Par conséquent, elle n'est utilisée que pour séparer quelques antigènes moléculaires de grande taille, tels que l'IgM, le C1q, la thyroglobuline, etc., et certaines substances antigéniques plus légères telles que l'apolipoprotéine A, B, etc. La plupart des protéines de poids moléculaire moyen et faible sont difficiles à purifier à l’aide de cette méthode.

2. Méthode de précipitation sélective

Le principe consiste à utiliser divers précipitants ou à modifier certaines conditions pour induire la précipitation des composants antigéniques protéiques en fonction des différences dans les propriétés physiques et chimiques de chaque protéine, atteignant ainsi l'objectif de purification. La méthode la plus couramment utilisée est le relargage des précipitations.

Principe de la méthode de relargage

La solubilité des protéines en solution aqueuse dépend du nombre de molécules d'eau autour des ions de surface des molécules de protéines, c'est-à-dire qu'elle est principalement déterminée par le degré auquel les groupes hydrophiles à la périphérie des molécules de protéines forment un film d'hydratation avec l'eau et la charge des molécules de protéines. Après l’ajout de sel neutre à la solution protéique, la couche d’hydratation autour des molécules de protéines est affaiblie, voire disparaît, car l’affinité du sel neutre pour les molécules d’eau est supérieure à celle des protéines. Dans le même temps, lorsque du sel neutre est ajouté à la solution protéique, la force ionique change et la charge à la surface de la protéine est largement neutralisée, ce qui réduit encore la solubilité de la protéine et provoque l'agrégation et la précipitation des molécules de protéines. Étant donné que différentes protéines ont une solubilité différente dans différentes concentrations de sel, les solutions salines de différentes saturations précipitent différentes protéines, les séparant ainsi des autres protéines. La solution saline la plus couramment utilisée est le sulfate d'ammonium à 33 à 50 % de saturation. La méthode de relargage est simple et pratique et peut être utilisée pour l'extraction brute d'antigènes protéiques, l'extraction d'immunoglobuline G, la concentration de protéines, etc. La pureté des antigènes purifiés par la méthode de relargage n'est pas élevée et ne convient qu'à la purification préliminaire des antigènes.

3. Chromatographie sur gel

La chromatographie sur gel utilise le tamisage moléculaire pour séparer les protéines. Le gel est une substance dotée d'une structure en réseau poreux tridimensionnel. Après un équilibre adéquat de la solution, il est chargé dans la colonne de chromatographie. Lorsqu'une solution échantillon contenant diverses molécules s'écoule lentement à travers une colonne de chromatographie sur gel, les substances macromoléculaires ne peuvent pas facilement pénétrer dans les micropores des particules de gel et ne peuvent être distribuées qu'entre les particules. Par conséquent, elles se déplacent plus rapidement vers le bas pendant l'élution et sont éluées en premier. En plus de se diffuser dans les espaces entre les particules de gel, les petites molécules peuvent également pénétrer dans les micropores des particules de gel, se déplacer vers le bas plus lentement pendant l'élution et être ensuite éluées. Par conséquent, les molécules de protéines sont séparées en fonction de leur taille moléculaire.

4. Chromatographie par échange d'ions

Le principe de la chromatographie par échange d'ions consiste à utiliser de la cellulose ou un gel avec des groupes ioniques pour adsorber et échanger des antigènes protéiques avec des charges opposées. Étant donné que différentes protéines ont des points isoélectriques différents et portent différentes quantités de charge, leur capacité à se lier à la cellulose (ou au gel) varie. Lors de l'élution en gradient, la force ionique de la phase mobile est progressivement augmentée, de sorte que les ions ajoutés entrent en compétition avec les protéines pour les positions de charge sur la cellulose, dissociant ainsi les protéines adsorbées de l'échangeur d'ions.

Les échangeurs d’ions suivants sont couramment utilisés dans la technologie de chromatographie par échange d’ions :

① Cellulose avec groupes échangeurs d'ions, tels que la carboxyméthylcellulose (CM), la DEAE-cellulose

② Dextran, agarose et polyacrylamide réticulés avec groupes échangeurs d'ions

③Résine hautement réticulée synthétisée par gel.

5. Chromatographie d'affinité

La chromatographie d'affinité est une technique de chromatographie conçue pour utiliser la biospécificité des biomacromolécules, c'est-à-dire l'affinité spécifique entre les biomacromolécules. Par exemple, il existe une affinité particulière entre les antigènes et les anticorps, les enzymes et les inhibiteurs d’enzymes (ou ligands), les protéines enzymatiques et les coenzymes, les hormones et les récepteurs, les IgG et la protéine staphylococcique A (SPA). Par exemple, lors de la purification d'IgG, le SPA peut être adsorbé sur une matrice de phase solide inerte (telle que Spehrose 2B, 4B, 6B, etc.) et préparé dans une colonne de chromatographie. Lorsque l'échantillon traverse la colonne de chromatographie, l'IgG à séparer peut se lier spécifiquement au SPA, tandis que les autres composants ne peuvent pas s'y lier. Une fois la colonne de chromatographie entièrement éluée, la force ionique ou la valeur du pH de l'éluant est modifiée pour dissocier l'IgG du SPA sur la matrice de phase solide, et l'IgG à purifier peut être obtenue en collectant l'éluant.