Mis on isoelektriline teravustamine?

Isoelektriline teravustamine (IEF), mida nimetatakse ka elektrofokuseerimiseks, on vahend molekulide eraldamiseks nende elektrilaengu erinevuste põhjal. See on teatud tüüpi elektroforees, nähtus, kus osakesi saab konstantse elektrivälja rakendamisel vedelikus hajutada. Elusrakkudes toimub isoelektriline fokuseerimine loomulikult, kuid sageli luuakse see laboris uuesti, kasutades geelis suspendeeritud valke.

Molekule eraldamise võime isoelektrilisel fokuseerimisel põhineb erinevate valkude pH taseme mõistmisel. Valkude pH võib olla vahemikus 1 kuni 12. Valgu puhaslaeng määratakse kohaliku keskkonna pH taseme järgi. Näiteks võib valk olla neutraalse, positiivse või negatiivse netolaenguga, mis põhineb ümbritseva pH-l.

Iga valgu netolaeng on selle positiivsete ja negatiivsete laengute kogusumma. Selle määrab, kas valku moodustavad aminoahelad on happelised või aluselised või mitte. Kui happelisi rühmi on rohkem kui aluselisi rühmi, on saadud pH madal või happeline. Kui aluselisi rühmi on rohkem kui happelisi rühmi, on saadud pH kõrge või aluseline. Enamiku valkude pH on vahemikus 3–12 ja suur kontsentratsioon on vahemikus 4–7.

Valgud on positiivselt laetud, kui need on lahuses, mille pH väärtus on madalam kui valgul endal. Neil on negatiivne laeng, kui lahuse pH väärtus on kõrgem kui nende enda pH. Seetõttu nimetatakse valgu pH taset valgu isoelektriliseks punktiks. Isoelektriline teravustamine toimub siis, kui valgu keskkonda manipuleeritakse elektrivälja abil.

Kui valgu keskkonda rakendatakse elektrivälja, mõjutab see seda, kuidas valgu osakesed käituvad. See tähendab, et kui valk on allutatud keskkonnale, mis on tema endaga samal pH-tasemel, siis valgu osakesed ei liigu. Kui aga valk on allutatud keskkonnale, mille pH on tema enda omast madalam, liiguvad osakesed katoodi poole. Kui valgu keskkonna pH on tema omast kõrgem, liiguvad osakesed anoodi poole. Isoelektriline fokuseerimine nõuab valgu keskkonna manipuleerimist nii, et selle osakesed liiguksid soovitud suunas.