prÁctico de bioquÍmica

28
PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA 2019

Upload: others

Post on 21-Oct-2021

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

2019

Page 2: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Purifique su propia proteína

Modalidad:

Presentación grupal de 15 min

Preparar PowerPoint

Todos los integrantes del grupo deben

participar

Page 3: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Purifique su propia proteína

Buscar protocolos ya existentes en Google o Scholar Google con palabras clave

En español e inglés

Page 4: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Purifique su propia proteína

También pueden idear de cero su protocolo

Para eso:

¿Qué peso molecular tiene?

¿Qué estructura cuaternaria tiene?

¿Qué punto isoeléctrico tiene?

¿Cómo puede detectarse? ¿Ensayos de actividad?

¿Qué tan compleja es la fuente de origen?

https://www.rcsb.org/

https://web.expasy.org/protparam/

Page 5: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Purifique su propia proteína

Poco texto

Imágenes clave

Explicar contexto: la proteína, su estructura y

función, el sistema en el que se encuentra,

dificultades

Detallar protocolo de purificación propuesto

Detallar cómo harían para evaluar la

purificación (resultados esperados)

Page 6: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Purifique su propia proteína

Métodos para lisis y homogeneización: ej. Sonicación

Métodos basados en centrifugación: ej. centrifugación zonal

Métodos basados en precipitación: ej. salting-out

Métodos para concentrar, para cambio de buffer: ej. diálisis, liofilización

Métodos cromatográficos distintos: ej. cromatografía de afinidad

Page 7: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

PROTOCOLO DE PURIFICACIÓN

Muestra de origen

Obtención del Extracto

Métodos separativos

Análisis de la

purificación

Métodos basados en

precipitación

MÉTODOS

CROMATOGRÁFICOS

Métodos basados en filtración,

centrifugación

Ensayos de actividad / detección específica

con anticuerpos

SDS-PAGE

Tabla de purificación

Page 8: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

PREPARACIÓN DE UN EXTRACTO

Lisis y homogeneización: método dependiente del material de partida en un buffer adecuado

Lisis osmótica / lisis enzimática

Licuación / molienda

Homogeneizadores / Prensa de French

Agitación con perlas de vidrio

Sonicación

El homogeneizado se centrifuga para remover los restos celulares, obteniéndose así el

EXTRACTO

Sonicador

Page 9: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

MÉTODOS SEPARATIVOS

Page 10: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

SALTING-OUT

Las proteínas precipitan a altas concentraciones de sulfato de amonio: (NH4)2SO4

Las sales remueven la capa de solvatación, se exponen parches hidrofóbicos en la superficie de las

proteínas, estas se agregan por interacciones hidrofóbicas y precipitan

Page 11: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

SALTING-OUT

La cantidad de parches hidrofóbicos y la

concentración en la que se encuentre una

proteína determina la cantidad de (NH4)2SO4

necesaria para que precipite

Se elije una concentración de sal que permita

recuperar la mayor cantidad posible de la

proteína de interés y la menor cantidad de

otras proteínas no deseadas

Suele usarse al inicio de un protocolo de

purificación: permite concentrar y remover

contaminantes

Page 12: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Propiedad de la proteína Método

Reconocimiento específico de un ligando Cromatografía de afinidad (AC)

Unión a un ion metálico Cromatografía de afinidad por un ion metálico inmovilizado (IMAC)

Carga Cromatografía de Intercambio Iónico (IEX)

Tamaño Gel Filtración (GF)

HidrofobicidadCromatografía de interacción hidrofóbica (HIC)

Cromatografía de Fase Reversa (RPC)

Cromatografía

• Método más común de purificación de proteínas

• Separación de acuerdo a la diferencia entre las propiedades de la proteína de interés y

las propiedades de otras sustancias en la muestra

• Las propiedades utilizadas en los tipos más comunes de cromatografía son:

Page 13: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de Afinidad

Proteína de interés unida

Impurezas no unidas

Separación de proteínas en base a la

unión reversible de la proteína de interés

y un ligando específico inmovilizado en la

matriz cromatográfica

Condiciones que favorecen la

unión al ligando

Condiciones que favorecen la elución de

la proteína unida

Lavado del material no unido

Matriz inerte

Brazo espaciador

Ligando específico

Fase estacionaria

Page 14: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de Afinidad: Elución de la proteína de interés

Cambio de la composición de la fase móvil: pH, fuerza

iónica, polaridad

1. Condiciones suaves

2. Cambios extremos de pH o altas concentraciones de

Urea o cloruro de guanidinio (agentes caotrópicos)

Fase móvil selectiva: sustancia que compite por la

unión

3. Sustancia que compite por el ligando

4. Sustancia que compite por la proteína de interés

Page 15: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de Afinidad: Ejemplos

Blue Sepharose

Fase estacionaria Ligando Proteína blanco

Cibacron Blue F 36-A (colorante)

Albúmina

Enzimas que usan NAD+ como cofactor

Lectinas como Concanavalina A (Con A)Lectina de lenteja

Glicoproteínas

Heparina

• Proteínas de unión al ADN: endonucleasas, ligasa, polimerasas, etc.

• Inhibidores de serin proteasas, como antitrombina III

• Receptores de hormonas esteroideas

• Lipoproteinas

Heparin Sepharose

Con A Sepharose 4B

Page 16: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de Afinidad: Proteínas con etiqueta de afinidad

Fase estacionaria Ligando Proteína blanco

IMAC

Grupo quelante inmovilizado en la matriz coordinado con Ni2+

Proteínas recombinantes con etiqueta de cola de His

Grupo quelante inmovilizado en la matriz coordinado con Co2+

Proteínas recombinantes con etiqueta de cola de HisMayor selectividad para proteínas con etiqueta de cola de His

Glutatión inmovilizado en la matriz

Proteínas recombinantes con etiqueta de glutatión S-transferasa(GST)

Page 17: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de Afinidad: Reacción antígeno-anticuerpo

Purificación de anticuerpos IgG

Purificación de antígenos

Page 18: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de interacción hidrofóbica (HIC)

Page 19: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

Cromatografía de fase reversa (RPC)

Elución

Aumento de la hidrofobicidad de la fase móvil

Adsorción

Fase móvil hidrofílica

Mismo tipo de interacción que HIC

pero:

• Ligando más hidrofóbicos

• Interacción hidrofóbica más fuerte

• Mayor resolución (separación de

componentes con diferencias

menores de hidrofobicidad)

Page 20: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ACONDICIONAMIENTODE LA MUESTRA

Page 21: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

¿CÓMO CONCENTRAR?

Remoción de agua:

Ultrafiltración: membranas semipermeables no

dejan pasar proteínas pero sí el solvente y

moléculas de bajo PM (ej. centricones)

Liofilización: se congela la muestra y se sublima

el agua en vacío (se concentran sales también)

Precipitación y redisolución en menor volumen

Precipitación salina: “salting-out”

Precipitación con solventes orgánicos (ej.

acetona)

Centricón

Liofilizador

Page 22: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

¿CÓMO CAMBIAR DE BUFFER O DESALAR?

Cromatografía de exclusión molecular: Sephadex G-25 (límite de exclusión: 5 kDa)

Diálisis: la muestra va dentro de una membrana semipermeable cerrada (Cut-off: 15 a 20 kDa) y

se deposita en gran cantidad del nuevo buffer

Page 23: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN

Page 24: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN

Page 25: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN

Los métodos separativos se usan de forma secuencial:

Método separativo 1

(ej. precipitación salina)

Método separativo 2

(ej. intercambio iónico)

Método separativo 3

(ej. exclusión molecular)

Page 26: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN

El orden escogido no es al azar:

Método separativo 1

(ej. precipitación salina)

Método separativo 2

(ej. intercambio iónico)

Método separativo 3

(ej. exclusión molecular)

Page 27: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN

Luego de cada paso de purificación se deben realizar los controles:

Método separativo 1

(ej. precipitación salina)

Método separativo 2

(ej. intercambio iónico)

Método separativo 3

(ej. exclusión molecular)

Actividad específica

Rendimiento

Actividad específica

Rendimiento

Actividad específica

Rendimiento

SDS-PAGE

Page 28: PRÁCTICO DE BIOQUÍMICA

ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN

Recordar que entre los distintos pasos puede ser necesario acondicionar la

muestra:

Método separativo 1

(ej. precipitación salina)

Método separativo 2

(ej. intercambio iónico)

Método separativo 3

(ej. exclusión molecular)

Desalado

Concentrar,

cambio de pH