SDS-PAGE 겔 준비 실험

문서 내 토픽

1. SDS-PAGE 원리 및 기술

SDS-PAGE(Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)는 Ulrich K. Laemmli가 개발한 불연속 전기영동 시스템으로, 분자 질량 5~250 kDa의 단백질을 분리하는 방법이다. SDS와 폴리아크릴아미드 겔을 함께 사용하면 단백질의 구조와 전하 영향을 제거하여 분자량의 차이에 의해서만 분리된다. 변성된 샘플을 폴리아크릴아미드 겔에 로딩하고 전압(약 100V)을 인가하면 음으로 대전된 분자가 양극으로 이동하며, 작은 단백질은 빠르게 이동하고 큰 단백질은 느리게 이동하여 분자 크기에 따라 분리된다.
2. SDS-PAGE 겔 구조 및 준비 방법

SDS-PAGE 겔은 아래쪽 running gel(분리 겔)과 위쪽 stacking gel(적층 겔)로 구성된다. Running gel은 유리판 높이의 60%를 채우고 약 40분 이상 굳혀진다. 굳은 후 증류수를 제거하고 stacking gel 용액을 채운 후 comb을 설치하여 굳힌다. 샘플 로딩 전에 comb을 제거하고 증류수로 3번 세척한다. 총 30mL running gel 용액으로 약 3개의 minigel unit 제조가 가능하다.
3. Ammonium persulfate (APS) 시약

Ammonium persulfate((NH4)2S2O8)는 CAS 번호 7727-54-0의 흰색 분말 또는 무색 결정 고체로, 분자량 228.2g/mol이다. 강력한 산화제로 가연성 물질과 쉽게 반응하며 분해 시 유독성 가스를 낸다. 끓는점은 120℃, 밀도는 1.98g/cm³이다. SDS-PAGE 겔 중합 시 개시제로 사용되며, fresh 용액 또는 냉동실 보관 용액을 사용한다.
4. TEMED (Tetramethylethylenediamine) 시약

TEMED((CH3)2NCH2CH2N(CH3)2, C6H16N2)는 CAS 번호 110-18-9의 무색에서 노란색 액체로, 분자량 116.22g/mol이고 비린내가 난다. 고인화성 액체 및 증기로 역화 위험이 있으며, 가열 시 유독성 가스를 낸다. 끓는점은 -58.6℃, 밀도는 0.78g/mL이다. 금속 이온의 리간드로 주로 사용되며, SDS-PAGE 겔 중합의 촉매제로 작용한다. 실온 노출 시 활성이 감소하므로 여름철에는 냉장실 보관을 권장한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. SDS-PAGE 원리 및 기술

SDS-PAGE는 단백질 분석의 기본이 되는 매우 중요한 기술입니다. SDS(소듐 도데실 설페이트)가 단백질에 음전하를 균일하게 부여함으로써 단백질을 크기에 따라 분리할 수 있다는 원리는 우아하고 효과적입니다. 이 기술은 단백질의 분자량 결정, 순도 확인, 단백질 발현 수준 분석 등 다양한 목적으로 널리 사용되고 있습니다. 특히 변성 조건에서 단백질을 완전히 펼쳐서 분석할 수 있다는 점이 장점이며, 상대적으로 간단하고 비용 효율적이라는 점도 이 기술이 오랫동안 사랑받는 이유입니다. 다만 3차 구조 정보를 잃는다는 한계가 있지만, 이를 보완하기 위해 2D-PAGE 등 다양한 변형 기술들이 개발되었습니다.
2. SDS-PAGE 겔 구조 및 준비 방법

SDS-PAGE 겔의 구조는 단순해 보이지만 매우 정교하게 설계되어 있습니다. 농축겔과 분리겔의 두 층 구조는 샘플 로딩과 단백질 분리를 효율적으로 수행하기 위한 것으로, 이러한 설계는 분석 결과의 질을 크게 향상시킵니다. 겔 준비 과정에서 아크릴아마이드 농도를 조절하여 분리 범위를 조정할 수 있다는 점은 매우 유연합니다. 다만 겔 준비 과정이 정확해야 하며, 기포 제거, 중합 시간 조절 등 여러 변수를 신경 써야 합니다. 최근에는 상용화된 프리캐스트 겔이 편의성을 제공하지만, 기본 원리를 이해하고 직접 겔을 준비할 수 있는 능력은 여전히 중요합니다.
3. Ammonium persulfate (APS) 시약

APS는 SDS-PAGE 겔 중합에 필수적인 개시제로서 매우 중요한 역할을 합니다. APS는 자유 라디칼을 생성하여 아크릴아마이드의 중합을 시작하는데, 이 과정이 없으면 겔 형성이 불가능합니다. APS의 농도와 신선도는 중합 속도와 겔의 품질에 직접적인 영향을 미치므로 신중하게 관리해야 합니다. 특히 APS는 습기에 민감하고 시간이 지나면서 효율이 감소하기 때문에 냉동 보관이 필수적입니다. 신선한 APS를 사용하는 것이 일관된 실험 결과를 얻기 위한 핵심 요소이며, 이를 간과하면 재현성 있는 결과를 얻기 어렵습니다.
4. TEMED (Tetramethylethylenediamine) 시약

TEMED는 APS와 함께 작용하여 겔 중합을 촉진하는 촉매제로서 매우 중요합니다. TEMED는 APS가 생성한 자유 라디칼을 안정화시키고 중합 반응을 가속화하는 역할을 하므로, 중합 속도와 겔의 최종 품질을 결정하는 데 큰 영향을 미칩니다. TEMED의 농도를 조절하면 중합 시간을 제어할 수 있어 실험 조건에 맞게 최적화할 수 있습니다. 다만 TEMED는 휘발성이 높고 냄새가 강하므로 취급 시 주의가 필요합니다. APS와 TEMED의 비율을 정확히 유지하는 것이 재현성 있는 겔 준비의 핵심이며, 이 두 시약의 상호작용을 이해하는 것이 SDS-PAGE 기술을 숙달하는 데 필수적입니다.

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