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GELELEKTROPHORESE VON PROTEINEN

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1<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> <strong>VON</strong> <strong>PROTEINEN</strong><br />

1. KURZBESCHREIBUNG DER ÜBUNG<br />

1.1 ZIEL DER ÜBUNG<br />

Molekulargewichtsbestimmung biologischer Analyten nach Separation unter Verwendung<br />

einer Kalibrierfunktion, welche mittels Markerproteinen erstellt wird.<br />

1.2 EINGESETZTE ANALYSENTECHNIK<br />

SDS-Gelelektrophorese (SDS = sodium dodecylsulfate) mit selbst angefertigten, isokratischen<br />

Polyacrylamid-Gelen (PAG). Entwicklung auf einer Hoefer SE 250 Mini-Vertikal-<br />

Gelelektrophoreseeinheit zur raschen Elektrophorese von Protein- oder Nukleinsäure-Proben<br />

geringen Volumens.<br />

2. PRINZIP DER POLYACRYLAMIDGEL-ELEKTROPHORESE <strong>VON</strong><br />

PROTEIN-SDS KOMPLEXEN (SDS-PAGE)<br />

In freier Lösung wandern ionische Verbindungen elektrophoretisch (im elektrischen Feld)<br />

entsprechend ihrer Ionenbeweglichkeit, welche von ihrer Größe, Ladung und Form abhängt.<br />

‐‐ ‐ ‐‐ ‐‐ ‐ ‐<br />

‐‐ ‐ ‐‐ ‐<br />

‐‐ ‐‐ ‐ ‐ ‐ ‐‐ ‐ ‐ ‐<br />

‐ ‐‐ ‐ ‐ ‐<br />

Puffer<br />

Substanzgemisch<br />

Substanz 1<br />

Substanz 2<br />

‐<br />

Kathode<br />

‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐<br />

‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐<br />

‐‐ ‐ ‐‐ ‐‐ ‐ ‐‐<br />

‐‐ ‐ ‐‐ ‐ ‐‐ ‐‐<br />

Anode<br />

Abb 1: Separation im elektrischen<br />

Feld in freier Lösung<br />

+<br />

Im elektrischen Feld wirkt auf die Ladung q eines Teilchen die beschleunigende Kraft<br />

F e:<br />

F e = q * E mit q = z * e<br />

E .. Elektr. Feldstärke, z .. Ladungszahl, e .. Elementarladun)<br />

Ebenso aber auch die Reibungskraft F fr:<br />

F fr = f c * v<br />

v .. Wanderungsgeschw. d. Teilchens, f c .. Reibungskoeffizient<br />

f c .. abh. von Viskosität d. Mediums od. Porosität d. Matrix<br />

Gleichgewicht d. Kräfte bewirkt konst. Geschw. im elektr. Feld :<br />

F e = F tc; q * E = f c * v<br />

� v = (q * E) / f c = u * E<br />

u .. Mobilität = Proportionalitätsfaktor zw. Feldstärke E und<br />

Wanderungsgeschwindigkeit<br />

Gültigkeit des Stokes‘schen Gesetesz für kleine, kugelförmige Teilchen:<br />

u = q / f c = (z * e)/(6π * η * r)<br />

Nichtkugelförmige Teilchen (Peptide, Proteine):<br />

u ∞ q / M 2/3<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik


2<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

Biopolymere wie Proteine werden demnach in freier Lösung ebenfalls nach Größe und<br />

Ladung getrennt, wobei letztere vom pH des Trennpuffers (relativ zum pI des Proteins)<br />

bestimmt wird. Um Proteine nach ihrer Größe zu trennen, verwendet man eine Matrix (mit<br />

einer permanenten oder temporären Porenstruktur), welche die Analyten entsprechend ihrer<br />

Größe retardieren soll. Als solche wird in der Gelelektrophorese, wie der Name sagt, ein Gel,<br />

z.B. aus Polyacrylamid verwendet 1 .<br />

H 2C<br />

CH<br />

C O<br />

NH 2<br />

H 2C<br />

+<br />

H 2C<br />

CH<br />

C O<br />

NH<br />

CH 2<br />

NH<br />

C O<br />

CH<br />

H 2<br />

C CH<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2C<br />

C O<br />

NH 2<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH 2<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH<br />

H 2C<br />

NH<br />

C O<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

C CH H 2C<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH 2<br />

H<br />

C<br />

H 2C<br />

H 2C<br />

C O<br />

NH 2<br />

H<br />

C<br />

H 2C<br />

C O<br />

NH 2<br />

Abb. 2: Polyacrylamidgel<br />

Die Verwendung einer solchen „siebenden“ Matrix reicht aber offensichtlich nicht aus, um<br />

die Analytionen allein entsprechend ihrer Größe zu retardieren, da große Moleküle mit hoher<br />

Ladungszahl schneller wandern können als kleine Moleküle mit geringer Ladung. Um eine<br />

Trennung ausschließlich entsprechend der Größe zu erhalten, müssen die Ladungsdifferenzen<br />

der nativen Proteine eliminiert werden, besser gesagt ihre unterschiedlichen Verhältnisse von<br />

Ladung zu Größe. Alle Proteine sollten daher dieselbe Mobilität (in freier Lösung) besitzen.<br />

Dazu lässt man die Proteine mit Na-dodecylsulfat (SDS) reagieren. SDS ist ein<br />

Tensid, und besitzt eine lipophile Alkylgruppe (C12) und einen hydrophilen, anionischen<br />

Sulfatrest. Man belegt nun die Proteinoberfläche mit den lipophilen C12-Ketten (dies<br />

geschieht vorwiegend bei erhöhter Temperatur). Umso größer das Protein ist, desto mehr<br />

SDS-Moleküle binden an seiner Oberfläche (etwa 1.4g SDS/g Protein). Die ursprüngliche<br />

Proteinladung wird dabei maskiert. Da jedes bindende SDS-Molekül mit seiner Sulfat-Gruppe<br />

jeweils eine negative Ladung beisteuert, sind die entstehenden Protein-SDS-Komplexe umso<br />

stärker negativ geladen, je mehr SDS am Protein angelagert ist. Da die Anzahl der<br />

angelagerten SDS-Ketten hauptsächlich (wenn auch nicht ausschließlich) von der<br />

Proteingröße abhängt, entstehen Komplexe mit demselben Ladung-zu-Masse-Verhältnis, d.h.<br />

mit derselben Mobilität (in freier Lösung). Ohne Siebmedium würden die Komplexe<br />

tatsächlich mit derselben Geschwindigkeit im elektrischen Feld wandern. In der Siebmatrix<br />

hingegen wandern sie entsprechend ihrer Größe, und nicht beeinflusst durch die native<br />

1<br />

Man beachte, dass dieser Matrix eine Elektrolytlösung beigefügt ist, welche den pH-Wert vorgibt und im wesentlichen für den elektrischen<br />

Stromtransport verantwortlich ist.<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH<br />

CH 2<br />

NH<br />

C O<br />

C<br />

CH<br />

H 2<br />

C<br />

H 2C<br />

H 2C<br />

H<br />

C<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH 2<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH 2<br />

C O<br />

NH 2<br />

H 2C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

CH<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH 2<br />

H<br />

C<br />

C O<br />

NH 2<br />

C O<br />

NH 2<br />

H 2C<br />

H 2C<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik<br />

CH<br />

C O<br />

NH<br />

CH 2<br />

NH<br />

C O<br />

C<br />

H 2<br />

C CH H 2C CH<br />

C O<br />

NH 2


3<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

Ladung der Proteine. Darauf beruht das Prinzip der größenspezifischen Trennung in der SDS-<br />

PAGE.<br />

‐<br />

‐ ‐ ‐<br />

‐<br />

‐ ‐ ‐<br />

‐<br />

‐<br />

‐ ‐ ‐<br />

‐<br />

‐ ‐<br />

‐ ‐ ‐<br />

‐ ‐<br />

‐<br />

‐ ‐ ‐ ‐<br />

‐<br />

‐<br />

‐ ‐<br />

‐<br />

‐ ‐<br />

‐<br />

Abb 3: Denaturierung eines Proteins durch SDS<br />

Damit die Trennung nur nach dem Molekulargewicht erfolgt und nicht durch räumliche<br />

Strukturen des Proteins beeinflusst wird, müssen auch vorhandene Disulfidbrücken reduziert<br />

werden:<br />

HS<br />

Pro t e in S S P ro t e in + 2<br />

OH<br />

Mercaptoethanol<br />

Abb 4: Reduktion vorhandener Disulfidbrücken durch Mercaptoethanol<br />

Bei der diskontinuierlichen Gelelektrophorese wird in einem weitporigen Sammelgel<br />

zwischen Cl - Ionen hoher Mobilität und Glycin Ionen geringerer Mobilität die Probe<br />

aufgetragen. Im elektrischen Feld wird während der Ionenbewegung ein Probe-Ionen-Stapel<br />

erzeugt (Isotachophoretischer Effekt), der sich mit Erreichen der Kante des Trenngels auflöst<br />

und eine Zonenelektrophorese mit scharfen Probezonen anschließt.<br />

Abb 4: Zonenelektrophorese und Zusammenhang Wanderungsstrecke/logMW<br />

Experimentell wurde gefunden, dass ein weitgehend linearer Zusammenhang besteht<br />

zwischen dem Logarithmus der molekularen Masse (log MW) und der relativen<br />

Wanderungsstrecke (Rf) der Separanden 2 . Dieser Zusammenhang lässt sich als einfache<br />

Kalibrierfunktion nutzen. Die Ermittlung der Molekülmasse eines Proteins mittels SDS-<br />

PAGE erfolgt also durch Bestimmung der Wanderungsstrecke des betreffenden Proteins in<br />

einem Gel und dem Vergleich dieser Strecke mit den Wanderungsstrecken von<br />

Referenzproteinen bekannter Molekülmasse.<br />

2<br />

Der Rf-Wert ist wie in der Dünnschichtchromatographie definiert: als Wanderungsstrecke des Analyten relativ zur Wanderungsstrecke<br />

einer nicht-retardierten Substanz (Frontmarker-Farbstoff).<br />

2<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik<br />

‐<br />

‐<br />

Pro te in S H<br />

+<br />

HO OH<br />

S S


3. ARBEITSANLEITUNG<br />

3.1 REAGENZIEN<br />

4<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

Acrylamid-/Bisacrylamidmonomerlösung: 30%T, 2.7% C<br />

Trenngelpuffer: 1.5M Tris-Cl, pH 8.8<br />

Sammelgelpuffer: 0.5M Tris-Cl, pH 6.8<br />

10%-ige SDS Lösung<br />

TEMED (N,N,N‘,N‘-Tetramethylethylenamin)<br />

10%-ige Ammoniumpersulfat<br />

Denaturierungsmix (red. Bedingungen): 0.125M Tris-Cl, pH=6.8, 4% SDS, 20% Glycerin, 10% 2-<br />

Mercaptoethanol, 1% Bromphenolblau<br />

Elektrophoresepuffer nach Verdünnung: 0.025M Tris, 0.192M Glycin, 0.1% SDS, pH=8.3<br />

Färbelösung: 0.025% Coomassie Blau R-250, 40% Methanol, 7% Essigsäure<br />

Entfärbelösung I: 7% Essigsäure, 40% Methanol<br />

Entfärbelösung II: 7% Essigsäure, 5% Methanol<br />

3.1 GIEßEN <strong>VON</strong> ZWEI ISOKRATISCHEN GELEN IN EINER GELGIEßKAMMER<br />

Plastikblock<br />

Anpressschiene<br />

Abb 5: Gelgießkammer<br />

Gummidichtung<br />

Gelsandwichhalterung<br />

Castingbehälter<br />

Feststell-<br />

Schrauben<br />

1. Zerlegen Sie die Gelgießkammer (Abb. 5) und reinigen Sie diese gründlich mit<br />

Leitungswasser.<br />

Entfernen Sie dafür zunächst die schwarzen Feststellschrauben an der Seite des<br />

Castingbehälters und ziehen danach vorsichtig die Gelsandwichhalterungen heraus.<br />

ACHTUNG:<br />

Keine organischen Lösungsmittel, Säuren oder Basen zum Reinigen der<br />

Kammerteile verwenden!<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik


5<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

2. Lockern Sie die Schrauben der Anpressschienen an der Gelsandwichhalterung und stellen<br />

Sie diese auf eine waagrechte, ebene Oberfläche (Fliesen). Schieben Sie die<br />

Anpressschienen weg vom Plastikblock.<br />

3. Ein Gelsandwich besteht aus einer Aluminiumoxidplatte, zwei Abstandhaltern und einer<br />

Glasplatte (Abb. 6). Nachdem Sie die Aluminiumplatte auf die Arbeitsoberfläche gelegt<br />

haben, positionieren Sie die Abstandhalter links und rechts an der Platte und passen die<br />

Glasplatten oben darauf an. Die lange flache Seite des T-förmigen Abstandhalters passt<br />

genau zwischen die Glasplatte und die Aluminiumplatte.<br />

Um einen geraden Abschluss an der Unterkante des Gelsandwiches zu erhalten, stellen Sie<br />

diesen vertikal auf die gerade Oberfläche des Arbeitsplatzes.<br />

Kamm<br />

Abstandhalter<br />

Abb 6: Gelsandwich mit Kamm<br />

Glasplatte<br />

Aluminiumoxidplatte<br />

4. Schieben Sie den Gelsandwich nun vorsichtig zwischen dem Plastikblock und der<br />

Anpressschiene in die aufrecht stehende Gelsandwichhalterung. Dabei soll die<br />

Aluminiumoxidplatte zum Plastikblock weisen und der Gelsandwich bündig mit der<br />

Arbeitsoberfläche abschließen.<br />

5. Während Sie das Gelsandwich in der Gelsandwichhalterung festhalten, ziehen Sie die<br />

Anpressschrauben fest.<br />

ACHTUNG:<br />

NICHT ZU FEST, DA SONST DIE GLAS-/ALUMINIUMPLATTEN BRECHEN !<br />

MAXIMAL FINGERFEST ZUDREHEN !<br />

6. Kontrollieren Sie Ihren Aufbau, um Undichtheiten zu vermeiden. Die Platten und die<br />

Abstandhalter müssen gerade abschließen. (Überprüfung durch Einfüllen von Wasser,<br />

Wasserspiegel darf nicht absinken)<br />

7. Setzen Sie nun die Gelsandwichhalterungen der Reihe nach in den Castingbehälter ein.<br />

Die Aluminiumplatte soll dabei hinten sein.<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik


6<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

8. Setzen Sie die Feststellschrauben am Castingbehälter so ein, dass das kurze Ende nach<br />

oben weist. Zurren Sie die Gelsandwichhalterungen fest, in dem Sie die Feststellschrauben<br />

180° verdrehen, sodass das kurze Ende nach unten weist.<br />

9. Stellen Sie nun die Lösungen nach dem in Tabelle 1 aufgelisteten Pipettierschema her.<br />

Zuerst ist das Trenngel herzustellen.<br />

ACHTUNG: HANDSCHUHE TRAGEN ! ACRYLAMID IST NEUROTOXISCH!<br />

Schritte Trenngel Sammelgel<br />

1 Acrylamid-/Bisacrylamidmonomerlösung<br />

(30% T, 2,7% C) 1<br />

6,65 ml 0,67 ml<br />

2 Trenngelpuffer (1,5M Tris-Cl, pH=8,8) 5,00 ml -<br />

3 Sammelgelpuffer (0,5M Tris-Cl, pH=6,8) - 1,25 ml<br />

4 10% SDS (Sodiumdodecylsulfat) 0,20 ml 50 µl<br />

5 deionisiertes Wasser 8,05 ml 3,0 ml<br />

6 Lösung im Ultraschallbad 5 min entgasen 4<br />

7 10%ige Ammoniumpersulfat-Lösung 2 100 µl 25 µl<br />

8 TEMED 3 6,65 µl 2,5 µl<br />

Endvolumen 20 ml 5ml<br />

Lösung im Ultraschallbad 1 min entgasen 4<br />

Tab. 1: Pipettierschema für Sammelgel und Trenngel.<br />

1 g(<br />

Acrylamid + Bisacrylamid)<br />

g(<br />

Bisacrylamid)<br />

% T = . 100 % C =<br />

. 100<br />

100 ml<br />

g(<br />

Acrylamid + Bisacrylamid)<br />

2 Die Ammoniumpersulfat-Lösung dient als Radikalstarter für die radikalische Polymerisation.<br />

Die Lösung muss frisch hergestellt werden: Dazu werden die im Eppendorfgefäß eingewogenen<br />

20 mg in 200 µl Wasser gelöst.<br />

3 TEMED dient als Katalysator.<br />

4<br />

Die Lösungen für das Trenngel und das Sammelgel sind zu entgasen, da Sauerstoff die<br />

Polymerisation stört.<br />

10. Die nach dem Pipettierschema hergestellte Trenngellösung wird mit einer Einwegpipette<br />

etwa 6 cm hoch in die Sandwiches gefüllt. Die Lösung wird am besten von einem Eck des<br />

Gelsandwiches ausgehend eingefüllt.<br />

ACHTUNG:<br />

Keine Luftblasen einschließen! Zügig arbeiten, da die Lösung relativ rasch<br />

polymerisiert!<br />

Beide Sandwiches werden mit je 100 µl wassergesättigtem 1-Butanol überschichtet, damit<br />

sich kein Meniskus bildet. Die Polymerisation dauert ca. 30 Minuten. Durch leichtes<br />

Neigen der Gelgießkammer kann man feststellen, ob das Gel auspolymerisiert ist. Die<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik


7<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

restliche Trenngellösung lässt man im Becherglas auspolymerisieren.<br />

11. Wenn das Trenngel auspolymerisiert ist, wird das Butanol durch Umdrehen der Gelgießkammer<br />

und Spülen mit deionisiertem Wasser entfernt.<br />

Danach wird das Sammelgel nach dem obigen Pipettierschema zubereitet. Die Sammelgellösung<br />

wird mit einer Pasteurpipette in die beiden Sandwiches pipettiert, bis diese vollständig<br />

gefüllt sind. Danach wird sofort ein Kamm in jedes Sandwich eingeführt, wodurch<br />

die Auftragetaschen im Gel geformt werden. Markieren der Eintragtaschen auf der<br />

Glasplatte mit einem Marker.<br />

12. Nach ca. 30 Minuten ist die Polymerisation des Sammelgels beendet. Durch vorsichtiges<br />

Herausziehen des Kammes lässt sich feststellen, ob das Gel auspolymerisiert ist. Nun<br />

kann die Anpressschiene gelöst werden und die Sandwiches (bestehend aus einer<br />

Aluminiumplatte, einem Gel und einer Glasplatte, nicht zerlegen) werden aus dem<br />

Gelgießstand entfernt. Die übrigen Teile der Gelgießkammer werden mit Wasser<br />

gereinigt.<br />

ACHTUNG: Keine organischen Lösungsmittel, Säuren oder Basen zum Reinigen der<br />

Kammerteile verwenden!<br />

3.2 PROBENVORBEREITUNG<br />

Herstellen des Proteinmix:<br />

In einem frisches Eppendorfgefäß werden je 10 µL der ausgegebenen Einzelstandards<br />

(c = 1 mg/ml) gemischt.<br />

Denaturierung der Proben:<br />

In Mikroeppendorfgefäßen werden jeweils 10 µl der Proben (7 Proben: Standardproteine,<br />

Proteinmix, zu identifizierende Probe) mit 10 µl Denaturierungsmix gemischt und 5 Minuten<br />

am kochenden Wasserbad erhitzt.<br />

Nach dem Abkühlen werden die Proben mit der Tischzentrifuge abzentrifugiert.<br />

3.3 VORBEREITUNG DER ELEKTROPHORESE<br />

1. Die Sandwiches sind an der Elektrophoreseeinheit mit je 1 Klammer so anzubringen, dass<br />

die Glasplatten nach vorne weisen.<br />

2. Nun werden die Kühlschläuche angeschlossen und der Wasserhahn aufgedreht.<br />

3. Der 10-fach konzentrierte Elektrophoresepuffer wird mit destilliertem Wasser verdünnt<br />

(1 Teil + 9 Teile) und gut durchmischt.<br />

4. Die unteren Pufferkammern werden mit Elektrophoresepuffer so hoch gefüllt, dass die<br />

Sandwiches ca. 1 cm eintauchen. Die Kämme werden entfernt und soviel Laufpuffer in<br />

die oberen Pufferkammern (hinter den Sandwiches) gegossen, dass auch die<br />

Auftragetaschen gefüllt sind.<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik


8<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

5. Jeweils 4-6 µL der denaturierten Standardproteine, des Standardproteinmixes bzw. der<br />

Probe werden vorsichtig in die Auftragetaschen eingebracht (siehe Abb. 7).<br />

Standardprotein-Mix<br />

Abb. 7: Mögliches Auftrageschema für Standardproteine und Probe.<br />

6. Der Deckel wird nun auf die Elektrophoreseeinheit aufgesetzt (er muss einrasten) und die<br />

Kabel werden an das Netzgerät angeschlossen (ACHTUNG: Farben beachten!).<br />

3.4 ELEKTROPHORESE<br />

Probe<br />

Enolase<br />

Myoglobin<br />

BSA<br />

1. Den Netzstrom des Power Supply an der Rückseite des Gerätes aufdrehen. Das Programm<br />

geht in den End-Modus.<br />

2. Um die Spannungswerte und Stromwerte einzugeben drücken Sie die SET/ENTER Taste<br />

am Gerät, um in den Programm-Modus zu gelangen. Das Spannungssymbol V leuchtet<br />

auf und der Wert für die Spannung blinkt. Durch drücken der Taste ↓/↑ stellen Sie die<br />

gewünschten Spannungen von 220 V ein. SET/ENTER drücken, um die Wahl zu<br />

bestätigen. Wenn der Spannungswert vom Anfang in Ordnung ist, einfach SET/ENTER<br />

drücken, um die Wahl zu bestätigen.<br />

3. Auf der Anzeige blinkt nun der zuletzt programmierte Stromwert. Durch drücken der<br />

Taste ↓/↑ stellen Sie den gewünschten Stromwert von 50 mA ein. SET/ENTER drücken,<br />

um die Wahl zu bestätigen. Wenn der Stromwert vom Anfang in Ordnung ist, einfach<br />

SET/ENTER drücken, um die Wahl zu bestätigen.<br />

4. Nun blinkt der Wert für die Zeit. Da Sie selbst entschieden werden wann das Gel fertig<br />

gelaufen ist, sollte dieser Wert auf jeden Fall größer als 20 Stunden gewählt werden.<br />

Durch drücken der Taste ↓/↑ stellen Sie den gewünschten Wert von 20 Stunden ein.<br />

SET/ENTER drücken, um die Wahl zu bestätigen. Wenn die Zeitangabe vom Anfang in<br />

Ordnung ist, einfach SET/ENTER drücken, um die Wahl zu bestätigen.<br />

5. Nach dem Programmieren drücken Sie RUN und starten die Elektrophorese. VIEW<br />

drücken um die aktuellen Spannungen, Stromwerte und die abgelaufene Zeit anzuzeigen.<br />

Notieren Sie Strom-Spannungswerte in regelmäßigen Abständen.<br />

Probe<br />

Conalbumin<br />

Carbonic Anhydrase<br />

Probe<br />

Standardprotein-Mix<br />

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9<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

6. Bevor der Frontmarker das Niveau des Puffers in der unteren Pufferkammer erreicht, wird<br />

der Lauf durch drücken der STOP Taste beendet. Der Lauf kann 30 min – 60 min dauern.<br />

Durch drücken der VIEW Taste werden die Endparameter angezeigt. Die Kabel werden<br />

abgesteckt, die Wasserkühlung abgedreht und der Deckel geöffnet.<br />

7. Nach Entfernen der Klammern werden die Sandwiches aus der Elektrophoresekammer<br />

herausgenommen und mit Wasser abgespült und die Glasplatten vorsichtig mit einem<br />

Messer oder einer Rasierklinge von den Gelen abgehoben. Die Sammelgele werden<br />

abgetrennt und verworfen. Zur Markierung der beiden Trenngele wird vom ersten Gel ein<br />

kleines Stück des oberen rechten Ecks und vom zweiten Gel das untere rechte Eck<br />

abgeschnitten.<br />

3.5 FÄRBUNG UND DETEKTION<br />

ACHTUNG: Färbe- und Entfärbelösung sparsam verwenden! Es genügt, wenn die Gele<br />

gerade mit Lösung bedeckt sind!<br />

1. Die beiden Trenngele werden in ein mit Färbelösung gefülltes Plastikgefäß transferiert.<br />

(ACHTUNG: Die Gele nur mit nassen Handschuhen angreifen, da sie sonst leicht<br />

zerreißen!)<br />

2. Die Färbung dauert etwa 30 min und die Plastikschale sollte manchmal leicht geschwenkt<br />

werden.<br />

3. Nach Abspülen mit Wasser werden die Gele im Entfärbebad I für 30min. Danach werden<br />

die Gele über Nacht im Entfärbebad II. Die Gele werden am nächsten Morgen eingescannt<br />

und per Email verschickt.<br />

3.6 AUSWERTUNG<br />

1. Bestimmung der Rf-Werte der einzelnen Proteine durch Ausmessen deren<br />

Wanderungsweiten im Trenngel relativ zu der des zugefügten Frontmarkers.<br />

2. Erstellung der Kalibrationskurve log MW gegen Rf-Wert.<br />

3. Ermittlung des Molekulargewichts des Probeproteins aus seinem Rf-Wert mit Hilfe der<br />

Kalibrierfunktion.<br />

Für die Erstellung der Kalibrierfunktion werden folgende Proteine verwendet:<br />

Standardprotein MW in kDa<br />

Conalbumin 78<br />

Rinderserumalbumin (BSA) 66<br />

Enolase 44<br />

Carbonic Anhydrase 23,3<br />

Myoglobin 16,9<br />

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4. PROTOKOLLIERUNG<br />

(i) Aufgabenstellung<br />

10<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

(ii) Elektrophoreseparameter u.a. :<br />

Gelkonzentration, Geldicke, Trenngelhöhe, Dauer der Separation,<br />

Strom/Spannungskurve, Standardproteine und deren Konzentrationen, absolute<br />

Proteinmenge am Gel, Detektion<br />

(iii) Kalibrierfunktion (log MW gegen Rf)<br />

(iv) MW des Probeproteins<br />

(v) Diskussion des Ergebnisse (nicht nur das MW ist ein Ergebnis!) und der analytischen<br />

Methode (Vorteile, Nachteile, Alternativen)<br />

5. REFERENZEN<br />

R. Westermeier, “Electrophoresis in Practice”, 3 rd Edition, Wiley-VCH<br />

® Martina Marchetti, TU Wien, Chemische Technologien und Analytik


1. Geräte<br />

11<br />

PLATZINVENTAR<br />

1 Netzgerät EPS 301<br />

1 Hoefer SE 250 Elektrophorese-Apparatur inkl. 2 Wasserschläuche<br />

1 Hoefer Mighty Small SE 245 Dual Gel Caster<br />

1 Ultraschallbad<br />

1 Heizplatte<br />

1 Tischzentrifuge<br />

2. Zubehör<br />

2 Aluminiumoxidplatten<br />

4 Abstandhalter<br />

2 Glasplatten<br />

4 Klammern<br />

2 Kämme<br />

<strong>GELELEKTROPHORESE</strong> 2008<br />

Eppendorf Research Pipetten inkl. Spitzen:<br />

0.5 – 10 µL, 2 – 20µL, 100 – 1000µL, 500 – 5000 µL<br />

weiße, gelbe, blaue Spitzen, große weiße Spitzen in entsprechendem Steckbehältnis<br />

Eppendorfgefäße (1mL)<br />

Pasteurplastpipetten<br />

1 Glasstab<br />

1 Porzellanschale<br />

1 Plastikschale<br />

Bechergläser (3x 150 mL, 2x 500 mL, 1x 250 mL, 1x 100 mL, 1x 600 mL, 1x 800 mL)<br />

Messzylinder (1x 250 mL, 1x 100 mL)<br />

Plastikfolie (2 offene Seiten) zum Fotokopieren der Gele<br />

Gummihandschuhe (S, M, L)<br />

Wasserfester Marker (rot/schwarz)<br />

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