Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
TỔNG QUAN VỀ SẮC KÝ

Tại sao phải dùng sắc ký:

Sắc ký Protein không phải là một quá trình phân tích cho kết quả định tính (Có –
Không) đơn thuần. Nó thường diễn ra theo nhiều bước khác nhau trong quá trình tinh
sạch Protein. Thông thường quá trình sắc ký là một khâu quan trọng trong các nghiên cứu
Protein như cấu trúc, mối quan hệ giữa các nhóm chức hay biểu hiện protein .v.v.

Trong quá trình phân tách bằng sắc ký, chúng ta cần phải giải quyết một số vấn đề
như sau:
1/ Chúng ta sẽ sử dụng protein vào mục đích nào? (Xác
định hoạt tính, giải trình tự
protein, nghiên cứu cấu trúc hay )
2/ Lượng protein cần thiết sử dụng và mức độ tinh sạch?
3/ Nguồn gốc của protein là từ đâu (Mô, dịch chiết, từ tế bào nuôi cấy …)?
4/ Bạn đã biết gì về protein quan tâm chưa (Tính ổn định, pI, MW )?
5/ Các phân tử tạp nhiễm hiện diện trong mẫu?
6/ Làm cách nào để phân tích các protein theo định lượng, thể tích, nông độ ((UV, protein
assay…) và xác định hoạt tính (ELISA, Blotting ).

Khi trả lời các câu hỏ
i này chúng ta sẽ xác định được phương pháp tinh sạch và
các yếu tố thành công => kế hoạch cho tinh sạch.

Sắc ký là gì?

Sắc ký là một phương pháp được chọn lựa để phân tách và tinh sạch các phân tử
sinh học. Sắc ký thường là phương pháp nhanh, dễ dàng và không ảnh hưởng đến protein,
đây là phương pháp được đề nghị trong nghiên cứu lượng protein hay các phân tử sinh

học với lượng mẫu lớn. Quá trình sắc ký có thể được mô tả một cách đơ
n giản qua một số
bước:

1. Một cột sắc ký được chuẩn bị với các
giá thể và đựơc cân bằng với dung dịch
buffer.
2. Mẫu các phân tử sinh học được hòa vào
vào dung dịch đệm sau đó được đưa qua
cột.
3. Một số mẫu sẽ bị giữ lại trên cột.
4. Dòng dung dịch đệm tiếp tục được bơm
qua cộ
t, mẫu sẽ được đẩy ra khỏi cột
theo từng phân đoạn.
5. Rửa và cân bằng lại cột với dung dịch
đệm và sẵn sàng cho lần TN tiếp theo.

Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
Trong hầu hết quá trình này, chỉ có các phân tử sinh học có trong mẫu được quan
tâm và thu nhận, các thành phấn khác có trong mẫu được xem như là các tạp chất. Các
phân tử sinh học cần thiết sẽ gắn kết với giá thể trong cột còn các chất tạp nhiễm sẽ được
loại ra như các chất thải. Ngược lại, có thể các chất tạp nhiễm bị giữ lại trên cột còn các
phân tử sinh học lại được đẩy ra ngoài. T
ất cả điều đó phụ thuộc vào loại mẫu, loại phân
tử sinh học cần quan tâm và mức độ phức tạp của quy trình hay của phương pháp thực
hiện.

Sắc ký và các thuật ngữ dung trong sắc ký?



• Exclusion limit: Các phân tử có kích thước lớn hơn giới hạn kích thước của giá
thể (Exclusion limit) không thể đi vào bên trong lõi của giá thể được nên sẽ ở
bên ngoài các chất giá thể và đựơc đẩy ra ngoài trong dung dịch bỏ ra trong lần
đầu tiên (Void volume).
• Fractionation Range: Là khoảng có trọng lượng phân tử đủ nhỏ để đi vào trong
giá thể nhưng không qua toàn bộ giá thể hay toàn bộ các lổ của hạt giá thể.
• Resolution (Độ phân giải):
Độ cao (xa) của các thành phần trong quá trình sắc
ký và độ cao của đỉnh trong sắc ký đồ. Đỉnh sắc ký đồ càng cao và càng tách ra,
thì độ phân giải càng cao.
• Tính chọn lọc (Selectivity): Làm thế nào giá thể thực hiện việc phân tách mẫu
mong muốn. Các loại giá thể khác nhau, sẽ cho kết quả khác nhau trên cùng một
mẫu. Ta nói giá thể có tính chọn lọc.




Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
Các đặt tính cần thiết của Resin

Có nhiều đặt tính cần thiết của Resin mà các nhà khoa học quan tâm trong số các
giá thể dung trong sắc ký. Tuỳ thộc vào yêu cầu của TN hay kỹ thuật phân tích trong từng
trường hợp.
1. Độ phân giải cao.
2. Khả năng gắn kết protein cao
3. Tính chọn lọc và tính chuyên biệt cao
4. Giá cả hợp lý


Tốc độ, khả năng lọc của gel (capacity) và độ phân giải là 1 trong 3 yếu t
ố có độ
ảnh hưởng đến nhau trong quá trình sắc ký. Rất khó có thể đạt tối đa một trong ba yếu tố
mà không ảnh hưởng đến yếu tố cỏn lại (Trừ khi sử dụng gel UNO hay UNO sphere cho
phép đạt đựơc độ phân giài cao ở tốc độ cao).

1. Để tận dụng tối đa họat tính của gel (capacity), tốc độ sắc ký phải chậm, và khi đó
đạt được độ phân giải tương
đối tốt.
2. Để đạt đựơc độ phân giải tốt, cần giảm lượng mẫu và tốc độ.
3. Để đạt được tốc độ tối đa, mẫu phải ít, lúc đó độ phân giải sẽ giảm.






Kích thước lổ gel cũng là một yếu tố quan trọng, tùy thuộc vàothí nghiệm thiết kế.
1) Hạt có kích thước nhỏ (5-20 µm) thường cho độ phân giải tốt, như
ng yêu cầu vận
hành ở áp suất cao và giá thành cao.
2) Hạt có kích thước lớn (50 µm up) cho độ phân giải cao, giá thành thấp, vận hành
ở áp suất thấp hơn và thiết bị yêu cầu thấp hơn.

















Hạt có kích
thứơc nhỏ:
peaks nhọn, rõ,
độ phân giải cao
nhưng tạo nên
áp suất cao
trong hệ thống,
tốt cho phân
tích và chuẩn bị
dung dịch ở
lượng nhỏ.
Hạt có kích thứơc
nhỏ: peaks không
rỏ, độ phân giải
không cao nhưng
tạo nên áp suất
không cao trong
hệ thống, không
tốt cho phân tích,
nhưng rất tốt cho

chuẩn bị dung
dịch ở lượng lớn.

Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
CÁC KỸ THUẬT SẮC KÝ

SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION (ION EXCHANGE CHROMATOGRAPHY)

Sắc ký trao đổi ion là kỹ thuật thường được sử dụng nhất. Kỹ thuật này dựa trên
sự phân tách của các điện tích khi mà một phân tử gắn với giá thể có mang điện tích khác
dấu. bản thân của giá thể không tích điện mà chúng xuất phát từ một nhóm chức năng có
tên gọi là ligand. Bản chất hóa học cơ bản của h
ạt mang lại cho nhiều tác nhân trao đổi
ion đặc tính cơ bản của riêng nó. UNOsphere và Macro-Prep, cùng với AG, Chelex, và
Bio-Rex, đều khác nhau do hạt cơ bản của chúng.

Tóm lược về sắc ký trao đổi ion

- Tách các phân tử theo điện tích
- Là kỹ thuật sử dụng thường xuyên
nhất.
- Các nhóm tích điện được cố định trên
giá thể.

- Các phân tử có điện tích trái dấu sẽ
được gắn kết.
- Các phân tử gắn kết
được rửa giải bằng
cách gia tăng lực ion (nồng độ muối)

- Dễ dàng thực hiện ở quy mô lớn hơn.

Thuận lợi
- Kỹ thuật thu lượng mẫu khá đậm đặc.
- Khả năng thu nhận cao
- Không đắt tiền
- Nhanh
Bất lợi
- Mẫu thường được rửa giải trong điều
kiện nồng độ muối cao.
- Tính chọn lọc thấp.

Giá thể trao đổi ion âm tích điện dương
và gắn kết với các phân tử protein tích
điện âm (anion). Q và DEAE là các
ligand trao đổi ion âm thông thường.
Q là Quaternary amine N(CH
3
)
3

DEAE là Diethylaminoethyl N(C
2
H)
2

Giá thể trao đổi ion dương tích điện âm
và gắn kết các protein tích điện dương
(Cation). S và CM là các ligand trao đổi
ion dương thông thường.

S là Sulfonate SO
3
-

CM là Carboxymethyl COO
-


Do phần lớn các protein tự nhiên mang tính acid và có pI nhỏ hơn 7 nên khoảng kỹ thuật
sắc ký trao đổi ion âm được sử dụng nhiều hơn. Ở pH sinh lý (cơ thể) 7.4 protein thừơng
tích điện âm nên các lọai chất trao đổi ion như Macro-Prep High Q hay UNOsphere Q,
thường được sử dụng để tinh sạch proteins.










Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
HYDROXYAPATITE & FLUOROAPATITE

Hydroxyapatite và hiện nay là Fluoroapatite được giới thiệu lần đầu vào mùa hè
năm 2004. Cơ chế tách thực hiện thông qua tương tác giữa protein với các nhóm
phosphate và nhóm calcium trên giá thể. Thêm vào đó, nhóm phosphate trên giá thể có
thể tương tác với nhóm amin trên protein.


Tổng quan chung về Hydroxyapatite
Phân tách protein dựa trên pI, điện tích và kích thước phân tử.
HT có thành phần là calcium phosphate
Các phân tử tương tác với phosphate và calcium
HT là một trong những kỹ thuật cơ bản của trong phân tách các phân tử sinh học.
CHT và CFT không kết tinh.

Thuận lợi

- Là cơ chế tách độc nhất vô nhị (Unique
Separation Mechanism).
- Độ lập lại cao
- Độ phân giải cao
- Dễ dàng nâng cấp lên quy mô lớn.
- Dễ dàng phát triển các phương pháp.
- Độ bền cơ học cao.
- Độ bền hóa học cao.
- Cột có độ bền cao.
- Protocols dễ thiết lập dựa trên các
protocol có sẵn.
- Fluoroapatite có thể thực hiện ở pH
thấp đến pH 5.0
- Resin Ceramic bền

Bất lợi
- Không thể sử d
ụng CHT dưới pH 6.0. - Khó đoán kết quả gắn kết.

Hydroxyapatite and fluoroapatite là công cụ độc đáo trong sắc ký các phân tử sinh

học. Cả hai loại resin đều có đặt tính phân tích đặt biệt, có thể phân tách và tinh sạch
protein mà các phương pháp khác không thể thực hiện đựơc. Cả hai lọai resin đều rất tốt
cho sử dụng với các kháng thể, và thường phân tách các phân tử rất giống nhau (về mặt
bản chất hóa học). CHT và CFT cho phép thực hiện việc phân tách như
các dạng tinh thể
khác nhưng hiện nay được phát triển bằng ceramic nên dễ dàng sử dụng hơn, bền hơn và
khả năng phân tách cao hơn. CHT ceramic hydroxyapatite có nhiều kích thước khác nhau
nên dễ dàng chọn lựa để thực hiện trên các quy mô khác nhau. CHT cho phép thực hiện ở
pH khá trung tính trung dung dịch đệm (có thể sử dụng dd đệm Na hay phosphate, nhưng
phosphate thường được sử dụng hơn bởi vì dễ thực hiện trong các phòng lạnh).
Fluoroapatite cho phép phân tách ở điều ki
ện acid hơn khỏang pH 5.0. mẫu được hòa tan
trong phosphate buffer, 1-10 mM, và rửa gíải với một gradient lên đến 400 mM
phosphate. Đối với CHT các nhà nghiên cứu thường không sử dụng gradient nồng độ
muối NaCl, như trong sắc ký trao đổi ion, mà sẽ tăng nồng độ muối trong buffer.

SIZE EXCLUSION CHROMATOGRAPHY

Kỹ thuật khác thường được sử dụng nhiều là kỹ thuật lọc gel (còn gọi là gel
filtration hay gel permeation chromatography). Kỹ thuật này phân tách dựa trên trọng
Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
lượng phân tử. trong kỹ thuật này các protein lớn nhất sẽ di chuyển nhanh hơn và đựơc
đưa ra khỏ cột trước trong khi các protein nhỏ hơn cần thời gian lâu hơn để đi qua cột và
vì vậy sẽ được rửa giải ra khỏi cột sau cùng.

Tóm lược về Size Exclusion

Tách các phân tử dựa trên kích thước
Các phân tử có kích thước lớn đựơc rửa giải ra trước các phân tử nhỏ hơn


Thuận lợi
- Phương pháp đồng nhất, đơn giản, rẻ
tiền.
- Không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện
của đệm cho phép loại muối hay trao đổi
buffer.
- Là kỹ thuật không có sự hút bám – các
điều kiện nhẹ nhàng, thu hồi đựơc luợng
mẫu nhiều, tốt.
- Phân tách các đơn phân tử khỏi hỗn
hợp mà một số phương pháp khó thực
hiện.
- Có thể loại muối 30% thể
tích cột.
Bất lợi
- Tốc độ chậm.
- Độ phân giải thấp - mẫu protein cần có
các protein khác nhau khá lớn về kích
thước.
- Kỹ thuật không bám hút.
- Hòa tan mẫu.
- Các phân đọan thu được cần cột thu
nhận lớn hơn mẫu (có thể lớn hơn đến
20 lần)
- Không dùng được trong các bước bắt
giữ mẫu.

Có nhiều loại gel dùng trong kỹ thuật SEC do sự khác nhau của khỏang phân
đọan c

ủa từng loại gel. Người ta thường chọn dựa theo kích thước của các phân tử có
chứa trong mẫu.














1. Các phân tử có kích thước lớn không thể đi vào trong lõi của gel và đi bên ngòai,
chúng sẽ đi vào trong thể tích void, và sẽ đi thẳng ra khỏi cột.
2. Các phân tử nhỏ hơn đi vào trong lõi của hạt và bị giữ lại 1 chút nên đi ra ngoài
chậm hơn.
3. Các phân tử rất nhỏ sẽ thâm nhậ
p đựơc vào lõi của hạt bất kỳ vị trí nào trong gel
và cần thời gian lâu nhất để bị đẩy ra ngòai, và đi vào tổng thể tích của mẫu.
Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
SẮC KÝ TƯƠNG TÁC KỴ NƯỚC (HIC)

Sắc ký tương tác kỵ nước là phươpng pháp bổ sung khá tốt cho các kỹ thuật phân
tách khác. Trong những năm gần đây, phương pháp này trở nên thông dụng như là các
bước đầu tiên trong quá trình sắc ký.


Lọai hạt Macro-Prep có dẫn xuất là nhóm kỵ nước, có thể là gốc methyl hay t-
butyl. Các gốc này hấp dẫn các gốc kỵ nước khác có trên bề mặt protein. Khi cho mẫu
protein vào trong điều kiện nồng độ muố
i cao, nồng độ muối cao ép các phần kỵ nước lại
gần nhau và đính với nhau. Quá trình rửa giải đựơc thực hiện bằng cách giảm dần nồng
độ muối cho đến khi các phần gắn kết kỵ nước đi lại vào trong dung dịch.

Tóm lược về sắc ký kỵ nước - HIC
Phân tách các phân tử dựa theo tính kỵ nước của phân tử
Các nhóm kỵ nước khác nhau được cố định trên bề mặ
t giá thể.
Dưới điều kiện nồng độ muối cao (thấp) các phần kỵ nước trên phân tử tương tác các
nhóm cố định.
Các phân tử gắn kết được rửa giải bằng cách giảm lực ion và vì vậy hòa tan các phân tử
ra khỏi giá thể.

Thuận lợi
- Là bước cho phép cô mẫu.
- Công suất cao
- Nhanh
- Mẫu được thu nhận trong nồng độ
muối thấp.
Bất lợi
- Một s
ố protein có thể bị tủa ở nồng độ
muối cao
- Khó nâng cấp lên quy mô lớn.

SẮC KÝ ÁI LỰC (AFFINITY CHROMATOGRAPHY)


Có rất nhiều kỹ thuật trong sắc ky, nhưng kỹ thuật sắc ký ái lực sử dụng các giá
thể có một nhóm có ái lực với protein mà chúng ta quan tâm, nghĩa là các protein này
“muốn” bám vào giá thể. Một ligand đựơc gắn kết vào giá thể và cũng chính ligand này
sẽ gắn kết với phân tử quan tâm. Một ví dụ điển hình là t
ương tác giữa kháng nguyên và
kháng thể. Ta có thể tinh sạch một kháng nguyên bằng cách cho mẫu đi qua cột có chứa
giá thể liên kết với kháng thể để thu nhận protein. Ngược lại, một giá thể có lien kết với
một kháng nguyên chuyên biệt sẽ bắt giữ kháng thể chuyên biệt cho kháng nguyên đó.
Ứng dụng được biết đến nhiều nhất là gắn kết Protein A và Affi-Gel protein A (Protein A
là antigen cho IgG) vào gel để gắn kết các globulin miễn dịch. Có nhiều lọai gel có sẵn
trên th
ị trừơng và cũng có nhiều loại giá thể đã được hoạt hóa có thể được dùng để cố
định trên gel bởi các nhà nghiên cứu.

Tóm lược về sắc ký ái lực

Kỹ thuật hấp thụ phát hiện các ái lực sinh học mà một protein có với một phân tử khác
được cố định tên một pha ổn định.

Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
Thuận lợi

- Phát triển phương pháp tinh sạch trên
protein A dễ dàng
- Bứơc bắt giữ tốt
- Cho phép phân tách protein dạng
nguyên thủy còn hoạt tính với dạng đã
biến tính.

Bất lợi

- Đắt tiền
- Khó tẩy rửa
- Chọn lọc ligand
- Gắn kết ligand lên giá thể hoạt hóa
thường khó

Có nhiều phương thức khác nhau để rửa giải các protein gắn ái lực vì có nhiều
loạ
i sắc ký ái lực khác nhau, các bước theo garadient vẫn thường đựơc sử dụng. Thường
sử dụng trên các hệ thống có áp suất thấp. Các giá thể (thường là agarose) thường chịu
được áp suất dưới 50psi.

SỬ DỤNG CÁC PHƯƠGN PHÁP SẮC KÝ

Thông thường, để đạt được mục tiêu cuối cùng, người ta sử dụng nhiều hơn một
bước sắc ký, người ta thường dùng các phương pháp khác nhau để tách các phân tử theo
các đặt tính khác nhau củ
a protein, ví dụ như một mẫu có thể tinh chế qua lần đầu tiên là
trao đổi ion để thu nhận các protein dựa theo điện tích sau đó thực hiện theo bước lọc gel
(theo kích thước và trao đổi buffer của mẫu như là một bước trung gian), tiếp theo đó ta
có thể thực hiện sắc ký hydroxyapatite như là bước tinh sạch cuối cùng.














Thường thì có giới hạn các bước trong suốt quy trình tinh sạch vì các nguyên liệu
hay mẫu sẽ mất
đi trong mỗi bước. Vì vậy, việc lựa chọn đúng kỹ thuật và vật liệu cho
tinh sạch là điều cực kỳ quan trọng.








Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
TÓM LƯỢC VỀ CÁC KỸ THUẬT SẮC KÝ, ĐẶT TÍNH VÀ ỨNG DỤNG

ION EXCHANGE – TÁCH THEO ĐIỆN TÍCH

Đặt tính
- Độ phân giải tốt
- Tốc độ cao
- Công suất sử dụng cao
- Cô đặc mẫu
- Không đắt tiền


Ứng dụng
- Bắt giữ trong giai đọan đầu của sắc ký
- Trong các giai đọan phân đọan trung gian
- Sạch.












HYDROXYAPATITE (CERAMIC) – TÁCH THEO CƠ CHẾ TƯƠNG TÁC ĐỘC NHẤT (UNIQUE)

Đặt tính
- Độ phân giải rất cao
- Tốc độ cao
- Công suất sử dụng cao
- Cô đặc mẫu
- Không đắt tiền

Ứng dụng
- Bắt giữ trong giai đọan đầu của sắc ký
- Trong các giai đọan phân đọan trung gian
- Sạch.

- Dùng phân tách các phân nhóm phụ, isozymes . . .

Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký



SẮC KÝ LỌC GEL – PHÂN TÁCH THEO KÍCH THƯỚC PHÂN TỬ

Đặt tính
- Độ phân giải ở mức độ vừa phải
- Công suất thấp
- Chậm
- Hòa loãng mẫu
- Không đắt tiền

Ứng dụng
- Lọai muối khỏi dung dịch, trao đổi đệm
- Bước làm sạch sau các bước
- Tách chiết theo nhóm
- Tách chiết các monomer và dimer



SẮC KÝ TƯƠNG TÁC KỴ NƯỚC – THEO MỨC ĐỘ KỴ NƯỚC CỦA PHÂN TỬ

Đặt tính
- Độ phân giải tốt
- Tốc độ cao
- Công suất tốt

- Mẫu thu nhận cô đọng (không hòa loãng mẫu).

Ứng dụng

- Bắt giữ các phân tử trong các giai đọan đầu
- Phân đọan trung gian (Intermediary fractionation)
Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký



SẮC KÝ ÁI LỰC – PHÂN TÁCH THEO TÍNH CHUYÊN BIỆT SINH HỌC

Đặt tính
- Độ phân giải rất tốt
- Tốc độ cao
- Cô đọng mẫu
- Đắt tiền

Ứng dụng
- Dùng trong các bắt giữ bước đầu
- Phân đọan
- Tinh sạch ở giai đọan cuối (Polishing)




MỘT SỐ THÔNG SỐ VÀ LƯU Ý TRONG SẮC KÝ TINH SẠCH PROTEIN

Tóm tắt về Hóa học Protein

Dưới đây là một số đặt tính hóa học cơ bản của protein cho phép chúng ta hiểu và chọn
các kỹ thuật cần thiết cho quá trình sắc ký tinh sạch protein.

Các thành phần của Proteins và Peptides

1. Proteins và peptides có thành phần là các amino acids (aa).
2. Proteins là phân tử rất phức tạp.
3. Có 20 loại amino acids được tìm thấy trong tất cả các cơ thể sống. Proteins và
peptides hòan toàn tương tự nhau, nhưng protein lớn hơn rất nhiều.
Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ
Học phần Kỹ Thuật Công Nghệ Sinh Học – Proteomics/ Sắc ký
4. Peptides có thể chỉ bao gồm một vài amino acids có trọng lượng phân tử khỏang
vài trăm Kd (di-, tripeptides), ví dụ như insulin có 51 amino acids, trọng luợng 6
Kd.
5. Proteins có thể từ 10-20 Kd lên đến hơn 1 triệu Kd. IgG (1,200 aa), 140 Kd. Các
Proteins trung bình thường từ 25- 200 Kd, loại lớn hơn 3-400 Kd, loại nhỏ hơn 25
Kd cho đến khỏang 6-10 Kd thường đựơc gọi là peptides. Kích thước của các
phân tử/protein là một trong những đặt tính rất quan trọng!
6. Các đặt tính của một protein đựơc xác đị
nh bởi các amino acids của nó và mối
tương tác bên trong cấu trúc. Chỉ cần một thay đổi nhỏ có thể ảnh hưởng đến họat
tính và sự hình thành cấu trúc của một protein.

Đặt tính của Proteins và Peptides
1) Cấu trúc bậc 1: một chuỗi các amino acids (aa) tạo thành 1 peptide hay 1
protein.
2) Cấu trúc bậc 2: các amino acids lân cận (10, 20, hay hơn) có thể tạo thành các
đọan gấp theo dạng xoắn, xích hay dạng khung.
3) Cấu trúc bậc 3: Protein sẽ gấp khúc nội tại sau dựa trên các t
ương tác của cấu

trúc bậc 2, các cấu trúc nội tại này quyết định chức năng sinh học của protein.
Mục đích của quá trình thao tác trên protein là giữ nguyên đựơc cấu trúc nội
tại này.
4) Amino acid có thể tích điện âm, dương hay trung tính tùy thuộc vào pH. Mỗi
aa có một pH đặc biệt mà ở đó nó không tích điện, tại giá trị pK
a. Ở pH cao
hơn giá trị này, aa sẽ tích điện âm, và ngược lại, aa tích điện dương.
5) Mỗi protein có một pH mà ở đó tổng các aa tích điện âm và dương và đệin
tích của nó bằng không (0). Đây là điểm đẳng điện (pI), một đặc tính vô cùng
quan trọng giúp cho protein dễ dàng đựơc tinh sạch bằng phương pháp trao
đổi ion.
6) Một vài aa có tinh kỵ nước (water repellent). Chúng sẽ tạo cho protein co đặt
tính này cho phép chúng ta sử dụng ph
ương pháp HIC để tinh sạch.

Khi thực hiện thao tác ctrên một phân tử sinh học, điều cần thiết là phải thao tác chúng
trong các dung dịch đệm. Có nhiều lý do để thực hiện điều này:

Các dung dịch đệm và sự quan trọng của chúng trong sắc ký
1. Đệm dùng để hòa tan protein.
2. Đệm giữ cho protein không bị phân hủy nghĩa là protein không bị thay đổi các
cấu trúc gấp khúc thông thường vì vậy giữ đựơc chức năng của protein lâu hơn.
Đ
ây là một điều chúng ta phải quan tâm lo lắng trong quá trình thao tác trên
protein.
3. Đệm giúp ổn định pH. Không có các dung dịch đệm, những sự thay đổi dù rất nhỏ
trong các thành phần có tính acid hay bazơ của protein sẽ dẫn đến pH không ổn
định. Sự thay đổi pH có ảnh hưởng rất lớn đến đặt tính của protein.
4. Có hang trăm loại đệm khác nhau, các loại đệm thường sử dụng là đệm phosphate
(SEC, trao đổi ion dương, HT), tris (trao đổi ion âm), bis-tris (trao đổi ion âm), và

đệm ammonium phosphate (HIC).

Trần Nhật Phương – Bio-Rad Laboratories Tài liệu sử dụng nội bộ