Bioquímica: ¿Por qué el ácido tricloroacético se usa tan a menudo para la precipitación de proteínas?

Primero, algunos detalles jugosos del mecanismo de precipitación de proteínas. Al igual que muchos otros factores precipitantes, el ácido tricloroacético (TCA) desnaturaliza las proteínas impulsando la agregación hidrofóbica .

TCA actúa principalmente a través de dos mecanismos:

  • Deshidratación de las cáscaras de hidratación alrededor de la proteína . Estas son regiones estructuradas de agua que se forman alrededor de parches hidrofóbicos en la superficie de la proteína plegada. Las aguas en el caparazón son robadas en el caparazón de hidratación alrededor del precipitante, aumentando efectivamente el efecto hidrofóbico. Este mecanismo es común con otros agentes de precipitación, como el sulfato de amonio.
  • Además, el TCA aniónico puede desencadenar el despliegue parcial de proteínas a través de la interrupción de las interacciones electrostáticas que determinan la estructura terciaria nativa de la proteína. Como resultado, el interior hidrofóbico normalmente bien escondido de la proteína queda expuesto al disolvente.

Ambos dan como resultado la coalescencia intermolecular de moléculas de proteína individuales en agregados más grandes, para minimizar la exposición de las regiones hidrofóbicas al disolvente. Si el agregado crece suficientemente grande, desplazará más agua y aumentará su densidad, formando un precipitado opaco.

¿Por qué se usa TCA?

El TCA es una buena opción para algunas precipitaciones, ya que puede usarse a concentraciones razonablemente bajas (~ 20%). Esto significa que el volumen puede mantenerse bajo y, por lo tanto, la concentración de proteína alta.

Se usa con frecuencia en la proteómica de células completas por esta razón, pero como funciona en parte al exponer las regiones hidrofóbicas interiores existentes al solvente, el TCA es menos efectivo para las proteínas desordenadas [1]. Esto podría tener serias implicaciones, ya que muchas proteínas pueden no precipitarse de forma efectiva a concentraciones más bajas de TCA.

Usamos TCA para nuestros ensayos funcionales (transporte de proteínas) ya que es bueno y barato y actúa muy rápidamente. Sin embargo, apesta algo podrido, por lo que la inhalación nasal debe evitarse a toda costa.

El TCA se utiliza con menos frecuencia para la purificación de proteínas ya que, a diferencia de otros precipitantes (como el sulfato de amonio), el paso de desnaturalización parcial significa que su proteína puede no volver a disolverse en la solución sin un detergente presente. Por lo tanto, si está utilizando la precipitación como método para purificar la proteína funcional, sería mejor que se quedara con sulfato de amonio.

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En realidad, el TCA normalmente solo se emplea con muestras que no requieren enzimas funcionales, como SDS-PAGE o análisis de espectrometría de masas.

El sulfato de amonio se usa con más frecuencia.

¿Cómo funciona TCA?

Además de la alteración de las capas de solvatación de las proteínas, estos compuestos también desnaturalizan parcialmente las proteínas, exponiendo incluso una superficie más hidrófoba al disolvente.

Por qué usado:

  1. Es efectivo a concentraciones más bajas que las otras – ~ 15% para TCA, ~ 75% para acetona y ~ 90% para etanol – lo que significa que el volumen de muestra no aumenta drásticamente.
  2. Debido a esto, la concentración de proteína permanece más alta durante una precipitación de TCA, aumentando la eficacia de la precipitación.
  3. Elimina los procedimientos de desalinización de seguimiento (sulfato de amonio).
  4. La precipitación de proteína mediada por TCA también es independiente de las propiedades físico-químicas de las proteínas

Contras:

  1. TCA desnaturaliza parcialmente las proteínas. (ácido)
  2. Existe una buena posibilidad de que su proteína de interés no se disuelva en un tampón acuoso en ausencia de un detergente (SDS); e incluso si lo hace, puede tener una actividad específica notablemente menor.
  3. Debido a que el TCA es un ácido, el sedimento de proteína se lava con acetona al 75% para eliminar el TCA, o se agrega la base después de que el sedimento se resuspende en tampón de muestra SDS-PAGE.

Aquí hay un documento interesante sobre el tema: Página en nih.gov
Actualización: Aquí tienes Los pormenores de la concentración de proteínas – Precipitación de proteínas