단백질의 전기영동(sds-page)   
단백질이나 핵산 등의 고분자물질은 하전을 띄므로 이를 기초로 하여 이들 분자를 전기장을 띤 매질(겔)에서 이동 분리시켜 이들의 순도나 성질의 분석 및 분리 등에 사용하는 방법을 전기영동(electrophoresis)라 한다.특히 단백질의 경우는 sds (sodium dodecyl sulfate)를 포함한 sds-page(polyacrylamide gel electrophoresis)를 실시한다.
1.폴리아크릴아미드 겔 (polyacrylamide gel)
-acrylamide 측쇄 기능기가 n, n-methylenebisacrylamide와 같은 2개의 기능기를 가지는 화합물에 의해 교차연결(cross-link)되어 형성된 polymer.
-폴리아크릴아미드 젤은 분자체(molecular sieve)의 역할을 하므로 각 단백질은 거의 그들의 질량에 비례하여 이동.
그러나 단백질을 이루는 대부분의 아미노산이 띄는 전하량의 정도가 다르기 때문에 단위 질량당 전하의 정도가 달라지고, 단백질 분자의 모양도 다양하여 그들의 이동속도를 예상하는 것은 간단하지가 않다.따라서 단백질의 순도의 분석 및 분자량의 결정을 위한 전기영동은 음이온 세제인 sodium dodecyl sulfate(sds)와 디설피드 결합(s-s bond)을 끊는 2-메르캅토에탄올을 단백질 용질에 첨가해 줌으로써 가능하다.
① 각 단백질이 가지고 있는 전하량과 분자의 모양이 다양함.
② sds는 단백질에 결합하여 원래의 전하에 관계없이 단백질 분자량에 비례하는 양만큼 음전하를 가짐.
③ sds의 결합으로 단백질의 고유한 3차 구조를 잃고 linear 상태로 바뀜으로 순전히 분자량에 따라 분리가 됨.
따라서 sds를 이용한 전기영동은 질량(분자량)의 크기에 따라 큰 폴리펩티드는 늦게 이동하고 작은 폴리펩티드는 빨리.
-폴리아크릴아미드 젤의 농도가 증가할수록 구멍의 크기가 작아지므로 분리하고자 하는 단백질의 분자량을 알아서 폴리아크릴아미드 겔의 농도를 정한다.
표 1.sds-polyacrylamide gel의 효과적 분해 범위
acrylamide concentration(%) linear range of separation(kda) xxxx.xx.xx xxxx.xx.xx 7.5 xxxx.xx.xx.0 xxxx.xx.xx 2.disc gel 전기영동의 원리

보통 sds-page는 두가지의 다른 gel이 붙어있는 상태인 disc(discontinuous ph 또는 disc) gel 전기영동으로 시행하게 된다. 이를 사용하면 단백질 시료가 gel에 apply되었을 때 모든 시료가 같은 점에서 출발할 수 있도록 압축이 되고, 그다음에 성질에 따라 분리되게 된다

따라서 두 gel의 농도나 ph가 다르게 설정되어 있다.
-stacking gel
윗부분의 gel은 stacking gel이라 부르며, acrylamide 농도는 주로 3~5%이고 ph는 running gel보다 2 정도 낮은 6.5를 주로 쓰게된다.
-separating gel
아래의 gel은 running gel, resolving gel, separating gel 등으로 불리며, acrylamide 농도는 분리하고자 하는 단백질의 크기에 따라 6~15%를 주로 사용한다.

gel의 윗부분 완충용액(upper chamber buffer)의 glycine은 아미노산의 성질로 인해 음전하를 띠거나 net charge가 0인 zwitter이온 형태로 존재한다. gel에 형성된 well에 단백질 시료를 가하고 전기영동을 시작하면 cl-이온과 단백질, glycine-이온이 모두 극을 향해 출발하게 된다(zwitter이온은 움직이지 않는다)

그런데 glycine-은 stacking gel의 낮은 ph에서 다시 평형을 이루어 일부가 zwitter이온이 되어버리기 때문에 이부분에서 움직이는 이온(mobile ion)이 없어지고, 결과적으로 전류가 감소하게 된다. 그러나 전체 gel 시스템의 전류는 유지되어야 하므로 이를 극복하기 위해 cl-이온과 glycine-이온 사이에 매우 높은 전압차가 형성된다

이때 상대적인 이동속도는 glycine-< 단백질 < bromophenol blue < cl-이 된다(cl-는 작기 때문에 빠르고, 단백질은 glycine보다 크지만 음전하가 많아서 빠르다). 모든 단백질은 acrylamide 농도가 낮은 gel에서 움직임의 제한을 받지 않고 높은 전압차에 의해 빠르게 이동하지만, cl-이온 앞쪽이나 glycine-이온 뒤쪽으로는 높은 전압이 없으므로 이사이(얇은 disc)에 모두 모여 이동되는 셈이다

이들이 resolving gel에 도달하면 이곳에서 glycine은 높은 ph로 인해 거의 모두 음전하가 되어 위와같은 효과는 사라지고, 또한 acrylamide의 농도가 높기 때문에 단백질은 크기에 따라서 분리가 시작되게 된다. 2차원 sds-page   
비슷한 분자량의 다른 단백질은 1차원 sds-page만으로는 효과적으로 분리될 수 없다.2차원 sds-page는 고분리능을 기지고 있는데 이것은 특정 단백질이 가지는 고유의 등전점에 따라 분리를 한 후(ief: isoelectric focusing), 분자량에 따라(sds-page) 또 분리하는 것이다.   (이하 생략)