IEFに基づくタンパク質等電点分析

タンパク質分子は両性電解質であり、溶液の酸塩基度を調整してタンパク質分子上の正電荷と負電荷が等しくなると、電場中でそのタンパク質分子は正極にも負極にも移動しません。この時の溶液のpH値が、そのタンパク質の等電点（isoelectric point, pI）です。タンパク質の等電点はそのアミノ酸配列と三次元構造に密接に関連しており、特定のタンパク質の等電点は固定されているため、異なるタンパク質の等電点を比較することで、それらの構造や機能の違いを研究することができます。等電点の正確な測定は、生物製品の電荷異質性の特性評価において重要なステップです。

等電焦点分析（Isoelectric Focusing、IEF）は、タンパク質の等電点分析に非常に効果的な技術です。その特性を利用して、等電点でのタンパク質の電荷がゼロになるため、電気泳動中に電荷を持ったタンパク質は極性の反対方向に移動します。等電点に到達すると（この時のpH値により該当するタンパク質は電荷を持たなくなります）、電流が最小になり、動かなくなり、生物製品の等電点を検出することができます。百泰派克生物科技（BTP）はCNAS/ISO9001の二重品質認証体系を通じて、IEFの原理に基づき、異なる種類の生物製品に対するタンパク質等電点検出プラットフォームを構築し、タンパク質、抗体、ワクチン、ペプチド、コラーゲンなどの等電点を正確に測定することができます。

実験装置

GE社のEttan IPGphor 3

技術応用

cIEFに基づく等電点分析では、検出器は280nmでの吸収ピークを収集します。280nmで吸収ピークがない生物製品、例えばコラーゲンに対して、cIEFの方法は明らかに適していません。IEFに基づく方法は、280nmで吸収ピークを持たないタンパク質の等電点検出の有効な補完手段であり、コラーゲン系生物製品や医療機器の特性評価に広く応用されています。

事例示意

実験過程で、1本のゲルストリップを使ってマーカーをテストし、プレキャストゲルストリップのpI分布を校正します。もう1本のゲルストリップを使ってサンプルをテストします。2本のゲルストリップは同時に等電焦点分析を行い、システム誤差を減らします。

左側がpIマーカーの結果、右側がコラーゲン試料の結果です。

典型的なQ&A

質問1なぜ多くのタンパク質の等電点は中性から酸性寄りなのですか？

回答タンパク質はアミノ酸から構成されていますが、大多数のアミノ酸の等電点は人体のpH（pH=7.4）よりも低いため、ほとんどのタンパク質の等電点は酸性寄りです。例えば、ヤギの胃ペプシンの等電点は約3です。

質問2等電点がアルカリ性寄りのタンパク質はありますか？

回答pIがアルカリ性のタンパク質も存在します。タンパク質中のアルカリ性アミノ酸、例えばヒスチジン、アルギニン、リシンの割合が大きいと、等電点がアルカリ性寄りになります。例えば、プロタミンの等電点は約12です。

質問3等電点検出を行う際、2つの検出方法はどのように選択しますか？

回答CIEFに基づく等電点検出は、サンプルが280nmの紫外吸収を持っていることが必要です。280nmの紫外吸収を持たないサンプル（例えばコラーゲン）は、IEFに基づく等電点検出を行います。

中/英語プロジェクトレポート

技術レポートでは、百泰派克は詳細な中英二言語版の技術レポートを提供します。レポートには以下が含まれます：

1. 実験手順（中英語）
2. 関連する実験パラメータ（中英語）
3. IEFに基づくタンパク質等電点分析の詳細情報
4. 電気泳動の画像
5. 生データ