適切な溶解方法は、ペプチド実験を成功させるための重要な要素である。不適切な溶解は、ペプチドの損失と実験の失敗の原因となる。しかし、理想的な溶解方法を見つけることは、時として非常に困難である。以下に商船三井の2つの技術グループが提案する溶解方法を示す。 方法
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ペプチド溶解における主な問題は、二次構造の形成である。
疎水性ペプチド鎖の二次構造形成は、最も短いペプチド鎖を除けばより顕著であるが、この現象は極性に関係なく、ほとんどすべてのペプチド鎖で起こる。したがって、ポリペプチドを溶解する第一の原則は、滅菌蒸留水か脱イオン水(条件が許せば無酸素水)を使うことである。
ペプチド溶液は細菌による分解を受ける可能性がある。この現象を避けるため、ペプチドは滅菌蒸留水に溶解するか、孔径0.45μmまたは0.2μmのフィルター膜でろ過して滅菌する。Cys、Met、Trpを含むポリペプチドは特に酸化されやすいので、無酸素水に溶解する。無酸素水は、不活性ガス(窒素、ヘリウム、アルゴン)を注入して減圧下で脱気することで得られる。
ペプチドが純水に不溶性の場合、超音波処理によって粒子を分解し、溶解度を高めることができる。注意:超音波処理は溶液の加熱とペプチドの分解を引き起こす。
複数の塩基性アミノ酸を含むペプチドの場合は、1~10%酢酸水溶液を使用する。非常に疎水性のペプチドの場合は、50%酢酸を使用する。
ポリペプチドが大量の酸性アミノ酸を含む場合は、1~10%のアンモニア溶液、または酢酸エチルや炭酸水素塩のような揮発性アルカリ緩衝液に溶解することができる。クロマトグラフィー前にpH値を調整する必要がある。
ペプチドをカラムにロードする場合、有機溶媒の量はごく少量でなければならず、そうでなければ保持時間に深刻な影響を与える。
ポリペプチドがVal、Leu、Met、Phe、Tyr、Alaなどの芳香族炭化水素側鎖を含むために疎水性が高い場合、あるいは中性ペプチドの場合、DMFやDMSOなどの膜変性剤を使用するとポリペプチドを溶解しやすくなる:
a.高濃度の膜変性剤は、ポリペプチドの二次構造を破壊することにより、ポリペプチドを溶解するのを助ける。
b.膜変性剤はペプチド分析溶液の調製には適しているが、生物学的活性の研究を妨げる可能性がある。
c.DMFは最良の変性剤であり(最高濃度は30%に達する)、ペプチドが溶解するまで滴下する。
d.逆相クロマトグラフィーの際、DMFは溶離液のフロントピークとともに流出する。注入量によっては、ピーク値が非常に高くなることがある。DMFが大量に溶出した後、ほとんどのペプチドは数分で溶出できる。ペプチド鎖が小さく、溶出が早すぎると、ペプチドの量が減ってしまう。
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アミノ酸が中性か酸性かアルカリ性かの見分け方、溶解法の計算方法:
1.ポリペプチド配列中のアスパラギン酸Asp(D)、グルタミン酸Glu(E)、C末端カルボキシル-COOHなどの各酸性アミノ酸を-1、アルギニンArg(R)、リジンLys(K)、ヒスチジンHis(H)、N末端アミノ-NH2などの各塩基性アミノ酸を+1、中性アミノ酸を0とする。これに基づいてポリペプチド全体の値が計算され、スコアがプラスになる スコアがマイナスになるペプチドを塩基性ペプチド、マイナスになるペプチドを酸性ペプチド、スコアが0になるペプチドを中性ペプチドと呼ぶ。
2.アルカリ性のペプチドであれば、まず水で溶かしてみる。それでも溶けない場合は、10%~30%の酢酸を使ってみる。それでも溶けない場合は、純粋な酢酸とトリフルオロ酢酸TFA(50μl以下)を使って溶かしてみてから、ペプチド溶液を目的の濃度に希釈する。
3.酸性のペプチドであれば、まず水で溶かし、水で溶けない場合は13%アンモニア水(v/v)で溶かし、ペプチド溶液を必要な濃度に希釈する。システイン Cys (C) を含むペプチド配列の場合、アルカリ溶液では溶解できません。下記の方法をお試しください。
4.中性ペプチドは通常有機溶媒に溶解する。まず、アセトニトリル(acetonitrile)、またはメタノール(methanol)、イソプロパノール(isopropanol)を使って溶解するようにする。非常に疎水性の高いペプチドの場合は、まず少量のジメチルスルホキシド(DMSO)で溶解し、水で必要な濃度に希釈する。ペプチド配列にシステインCys(C)が含まれている場合は、ジメチルホルムアミド(DMF)またはN-メチルピロリドン(NMP)を使って溶解する。凝集しやすいペプチドは、まず6Mグアニジン-塩酸または8M尿素(Urea)を加えて溶解し、必要な濃度に希釈する。
をイラストにした:
1.保存とその後の使用を容易にするために、ペプチドを約1-2mg/mlの濃度に溶解することが推奨される。
2.通常のペプチド凍結乾燥粉末は-20℃で1年以上保存可能である。溶解したペプチドについては、分注し、-20℃で保存することを推奨する。ペプチド配列にメチオニンMet(M)、システインAcid Cys(C)、チロシンTyr(Y)が含まれる場合は、酸化を防ぐため、無酸素環境での保存を推奨する。
添付のアミノ酸リスト:
1.中性アミノ酸:グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、システイン、メチオニン、スレオニン、セリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン酸、プロリン、アスパラギン、グルタミン
Fが特徴だ: このタイプのアミノ酸分子は、アミノ基とカルボキシル基を1つずつしか持たない。
2.酸性アミノ酸:グルタミン酸、アスパラギン酸
特徴このタイプのアミノ酸分子は、1つのアミノ基と2つのカルボキシル基を含む
3.基本アミノ酸:リジン、アルギニン、ヒスチジン
特徴アミノ酸の一種で、分子内にジアミノカルボキシル基を持つ。ヒスチジンは窒素環を持ち、弱アルカリ性で塩基性アミノ酸でもある。