자유유동 전기이동법에 의한 대두단백질 분리

Separation of Soybean Protein by Free-flow Electrophoresis

실험실에서 자체 제작한 자유유통 전기이동 장치 에서 등전집속법을 이용한 대두 단백질의 분리를 통 해 운전 조건들이 분리에 미치는 영향을 조사하였 다. 매 실험마다 pH, 전기전도도, uv 흉광도 (280nm) 등을 측정하였고 시료의 순도는 SDS­P PAGE 분석을 통해 점검하였다. Tris와 boric acid로 처리한 대두단백질 추출액에 g glutamic acid, histidine, argmme, glycine 등 아 미노산 각 ImM과 dipeptide로 glycyl-glycine 2mM, 배경 전해액으로서 KCI ImM로 구성된 시료 의 완충액을 혼합하여 시료로 사용하였다. 분리막을 셀룰로오스 아세테이트를 사용할 경우 pH는 양극쪽에서 3, 음극쪽에서 8 정도의 값을 보였으며 2개의 변곡점을 나타내었다. 가해준 전압은 3 300V에서 lOOOV의 범위였으며 전압이 높을수록 더 나은 분리도를 얻었으나 전압을 더 높일 경우 과도한 Joule열의 발생으로 인해 한계가 있었다. 시간이 지남에 따라 단백질들은 분리조 중앙 부근에서 집속이 일어났으며 pH와 전기전도도의 변화로부터 분리 조내의 이온들이 막을 통해 전극쪽으로 이통해 가고 있음을 알 수 있었다. 완충용액의 농도를 5배로 증 가시킬 경우 300V에서 좋은 집속을 얻었으냐 10배 이상으로 농도를 높일 경우에는 분리조 입구와 출구 의 유체 온도차가 $25^{\circ}C$ 이상이 되어 단백질의 변성 이 일어날 수 있어 더 높일 수 없었다. 이온교환막을 사용할 경우 이온의 분극화현상을 일으켜 U자 형태 의 전기전도도 분포를 나타내었다. 아미노산 혼합물 대신 상용의 ampholyte를 사용하더라도 분리도에 있어 큰 차이가 없었다.

The effect of operating conditions on separation of soybean proteins in a home-made free-flow electrophoresis apparatus was investigated. Measurement of the pH, conductivity, and UV-absorbance(280 nm) were carried out at each run and the purity of the sample was tested with SDS-PAGE analysis. The soybean extract pretreated with Tris and boric acid was mixed with the amino acids composed of glutamic acid, histidine, arginine, glycine(1 mM each) with glycyl-glycine(2mM) and KCl(1mM). When the cellulose acetate was used as a compartment between the electrode and the buffer solution in the cell, pH distribution in the separation cell varied from 3.0 at the anodic side to 8.0 at the cathodic side and had two inflection point. The applied voltage was from 300V to 1000V and the separation was better at a higher voltage but the voltage was limited by the capability of the cooling system due to Joule heat. The proteins focused near the middle of the channel. From the change of pH and conductivity it was found that the ions in the channel moved out to the electrodes through the membrane. In the case when the concentration of the buffer solution was increased 5 times, proteins were focused at 300V. We could not increase up to the ten times of the concentration since the temperature difference between inlet and outlet was more than $25^{\circ}C$ and denaturation of proteins was expected. When ion-exchange membranes were used U-type pH distribution was set up due to the ionic polarization near the membrane. The commercial ampholytes, instead of the mixed amino acids showed not much improvements in purity of the separated sample.