Ποιες είναι οι διαφορετικές μέθοδοι προσδιορισμού της συγκέντρωσης πρωτεΐνης;

Υπάρχουν εκατοντάδες διαφορετικές μέθοδοι προσδιορισμού της συγκέντρωσης πρωτεΐνης. Η απίστευτη ποικιλομορφία των τύπων πρωτεϊνικών διαλυμάτων που αναλύουν οι βιοχημικοί είναι ο λόγος για τον οποίο δεν υπάρχει ενιαία καθολική μέθοδος που να λειτουργεί για κάθε τύπο διαλύματος πρωτεΐνης. Οι πιο συνηθισμένοι προσδιορισμοί πρωτεϊνών είναι ο προσδιορισμός Bradford, ο προσδιορισμός Lowry και ο προσδιορισμός δικινχονικού οξέος. Ωστόσο, έχουν αναπτυχθεί μυριάδες παραλλαγές όπως απαιτείται για την αντιμετώπιση τυχόν πιθανών χημικών ασυμβατοτήτων μεταξύ του διαλύματος πρωτεΐνης και των αντιδραστηρίων που χρησιμοποιούνται στον προσδιορισμό.

Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες αναλύσεων για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης πρωτεΐνης. Στην πρώτη ομάδα μεθόδων, μια πολύχρωμη ή φθορίζουσα χρωστική προστίθεται σε ένα διάλυμα πρωτεΐνης και συνδέεται ειδικά με την πρωτεΐνη. Η δεσμευμένη βαφή έχει ένα μοναδικό μήκος κύματος απορρόφησης που είναι ανάλογο με την ποσότητα της πρωτεΐνης. Με τη χρήση ενός φασματόμετρου, καθίσταται δυνατή η εκτίμηση της συγκέντρωσης της πρωτεΐνης.

Η δεύτερη ομάδα δοκιμασιών περιλαμβάνει την προσθήκη ιόντων χαλκού (II) σε διάλυμα πρωτεΐνης, όπου αυτά τα ιόντα ανάγεται σε ιόντα χαλκού (Ι). Αυτά τα ανηγμένα ιόντα μπορούν στη συνέχεια να σχηματίσουν πολύχρωμα σύμπλοκα δεσμεύοντας σε πρωτεΐνες. Με τη μέτρηση των απορροφήσεων στα μοναδικά τους μήκη κύματος, μπορούν επίσης να συναχθούν οι συγκεντρώσεις πρωτεΐνης.

Μία από τις πιο δημοφιλείς μεθόδους προσδιορισμού της συγκέντρωσης πρωτεΐνης είναι η ανάλυση Bradford. Σε αυτή τη δοκιμασία, μια κόκκινη βαφή που ονομάζεται coomassie brilliant blue προστίθεται σε ένα διάλυμα πρωτεΐνης υπό όξινες συνθήκες. Καθώς αυτή η βαφή συνδέεται με την πρωτεΐνη, σχηματίζει ένα μόνιμο μπλε σύμπλεγμα με χαρακτηριστική απορρόφηση στα 595 νανόμετρα.

Παρά τη γενική ευελιξία της ανάλυσης Bradford, δεν είναι συμβατή με ορισμένα διαλύματα πρωτεΐνης. Συγκεκριμένα, ο προσδιορισμός Bradford διακόπτεται από την παρουσία δωδεκυλοθειικού νατρίου (SDS), ενός απορρυπαντικού που χρησιμοποιείται συνήθως για τον καθαρισμό πρωτεϊνών και τη διάσπαση των κυττάρων με λύση. Αυτό το απορρυπαντικό παρεμβαίνει στη δέσμευση της βαφής με πρωτεΐνες, γεγονός που οδηγεί σε αναξιόπιστη και ανακριβή ένδειξη απορρόφησης. Άλλοι τύποι μεθόδων, λοιπόν, πρέπει να χρησιμοποιούνται όταν υπάρχει SDS.

Μια άλλη σειρά πρωτεϊνικών δοκιμασιών έχει αναπτυχθεί και όλες περιλαμβάνουν μια παραλλαγή της δοκιμής Biuret. Σε αυτή την αντίδραση, μια πρωτεΐνη συνδυάζεται με μια υδατική βάση και ιόντα χαλκού (II). Αυτά τα ιόντα μειώνονται και στη συνέχεια χηλώνονται με πρωτεΐνη για να σχηματίσουν πολύχρωμα σύμπλοκα. Δύο δοκιμές που χρησιμοποιούν αυτό το τεστ είναι ο προσδιορισμός Lowry και ο προσδιορισμός δικινχονικού οξέος.
Με τη δοκιμασία Lowry, ένα αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu προστίθεται στη δοκιμή Biuret. Το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu οξειδώνει τα αρωματικά υπολείμματα, ιδιαίτερα την τρυπτοφάνη, και βοηθά το σύμπλεγμα να απορροφηθεί έντονα στα 750 νανόμετρα. Η δοκιμασία δικινχονικού οξέος, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει την προσθήκη δικινχονικού οξέος στη δοκιμή Biuret. Μετά από μια σύντομη επώαση στους περίπου 104° Fahrenheit (40° Κελσίου), δύο ισοδύναμα οξέος και οι πεπτιδικοί δεσμοί της πρωτεΐνης σχηματίζουν χηλική ένωση ενός μόνο ιόντος χαλκού(Ι). Το αποτέλεσμα είναι ένα σύμπλεγμα που απορροφά έντονα στα 562 νανόμετρα.

Κατά την επιλογή μιας μεθόδου για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης πρωτεΐνης, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι διαφορετικές χημικές λειτουργικές ομάδες που υπάρχουν στο διάλυμα. Η παρουσία ορισμένων πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων, δισουλφιδικών δεσμών και συμπαραγόντων μπορεί να καταστήσει τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης πρωτεΐνης εξαιρετικά ανακριβή. Συχνά είναι απαραίτητο να λαμβάνει κανείς υπόψη όχι μόνο τις πρωτεΐνες αλλά και άλλα αντιδραστήρια και ρυθμιστικά διαλύματα, όπως αναγωγικούς παράγοντες και απορρυπαντικά. Η ιδανική μέθοδος θα είναι χημικά συμβατή καθώς και αξιόπιστη, φθηνή και απλή στη ρύθμιση.