Proteinfärbung

Eine Proteinfärbung umfasst biochemische Methoden zur Färbung von Proteinen. Sie ist eine Methode zur Proteincharakterisierung.

Eigenschaften

Eine Proteinfärbung erfolgt durch eine Bindung eines Chromophors. Die Bindung kann dabei über ionische, polare und Van-der-Waals-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen, Disulfidbrücken, hydrophobe Effekte oder kovalent erfolgen.

Durch Photometrie kann die Proteinkonzentration z. B. per Bradford-Test, per Lowry-Test, per Biuretreaktion, per BCA-Test oder bei höheren Proteinkonzentrationen auch durch die Absorption der Peptidbindung ermittelt werden, wobei jede Methode eigene Störsubstanzen besitzt, die bei Vorhandensein eine Verwendung dieser Methode ausschließen. Bei ein- oder zweidimensional getrennten Proteinen wie im SDS-PAGE oder im Western Blot wird meistens eine Fotografie oder ein Densitogramm angefertigt.

Nichtkovalente Proteinfarbstoffe

Verschiedene Farbstoffe binden bevorzugt Proteine in nichtkovalenter Weise, z. B. Coomassie-Brillant-Blau,[1] Silberfärbung, Fast Green FCF,[1][2] Amidoschwarz[1] oder Ponceau S. Saure Proteine können mit Stains-all angefärbt werden.

Als Fluoreszenzfarbstoff werden z. B. Nilrot, Brilliant Sulfaflavin, 8-Anilinonaphthalin-1-sulfonsäure (8-ANS),[3] Scopoletin,[4] Iridium-Komplexe,[5][6] Trichlorethanol (reagiert kovalent mit Tryptophanen nach UV-Bestrahlung),[7][8] SYPRO Orange,[9] SYPRO Red,[9] SYPRO Ruby,[9] SYPRO Tangerine, Flamingo, Krypton, Coomassie Fluor Orange, Lucy 506, Lucy 565, Lucy 569 oder Epicocconon (Lightning Fast, Deep Purple Stain) verwendet.[9][10]

Immunfärbung

Durch eine Bindung eines Antikörpers kann ein Protein indirekt angefärbt werden.

Kovalente Proteinfarbstoffe

Typische modifizierbare Gruppen in Proteinen sind z. B. Amine (in Lysin und Arginin), Sulfhydryle (Cystein) oder Phenole (Tyrosin). Amine werden unter anderem mit Dabsylchlorid, FITC, TRITC oder DABITC markiert.

Anwendungen

Proteinfarbstoffe werden in der Biochemie zur Proteincharakterisierung eingesetzt. In der Textilindustrie werden zum Färben proteinbasierter Textilien wie Wolle oder Seide meistens kovalent bindende Proteinfarbstoffe verwendet, da sie in Waschmaschinen und bei der chemischen Reinigung langsamer ausgewaschen werden.

Literatur

• Hubert Rehm: Proteinbiochemie / Proteomics, Der Experimentator. 5. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2006, ISBN 3-8274-1726-0.
• Friedrich Lottspeich, Haralabos Zorbas: Bioanalytik. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998, ISBN 3-8274-0041-4.

Einzelnachweise

1. C. M. Wilson: Studies and critique of Amido Black 10B, Coomassie Blue R, and Fast Green FCF as stains for proteins after polyacrylamide gel electrophoresis. In: Analytical biochemistry. Band 96, Nummer 2, Juli 1979, S. 263–278, PMID 89822.
2. C. M. Wilson: Staining of proteins on gels: comparisons of dyes and procedures. In: Methods in enzymology. Band 91, 1983, S. 236–247, PMID 6190068.
3. A. Málnási-Csizmadia, G. Hegyi, F. Tölgyesi, A. G. Szent-Györgyi, L. Nyitray: Fluorescence measurements detect changes in scallop myosin regulatory domain. In: FEBS Journal. Band 261, Nummer 2, April 1999, S. 452–458, PMID 10215856.
4. Y. Chen, J. Yang, Z. Wang, X. Wu, F. Wang: Scopoletine as fluorescence probe for determination of protein. In: Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy. Band 66, Nummer 3, März 2007, ISSN 1386-1425, S. 686–690, doi:10.1016/j.saa.2006.04.012, PMID 16859971.
5. Junli Jia, Hao Fei, Ming Zhou: Luminescent iridium(III) complexes as novel protein staining agents. In: Electrophoresis. Band 33, Heft 9–10, 2012, S. 1397–1401, doi:10.1002/elps.201100693.
6. C. Li, M. Yu, Y. Sun, Y. Wu, C. Huang, F. Li: A nonemissive iridium(III) complex that specifically lights-up the nuclei of living cells. In: Journal of the American Chemical Society. Band 133, Nummer 29, Juli 2011, ISSN 1520-5126, S. 11231–11239, doi:10.1021/ja202344c, PMID 21682270.
7. Carol L. Ladner, Jing Yang, Raymond J. Turner, Robert A. Edwards: Visible fluorescent detection of proteins in polyacrylamide gels without staining. In: Analytical Biochemistry Bd. 326, 2004, S. 13–20, PMID 14769330.
8. Jennifer E. Gilda, Aldrin V. Gomes: Stain-Free total protein staining is a superior loading control to β-actin for Western blots. In: Analytical Biochemistry Bd. 440, 2013, S. 186–188, PMID 23747530.
9. Aleksandr Petrovich Demchenko: Advanced Fluorescence Reporters in Chemistry and Biology III: Applications in Sensing and Imaging Band 3 von Advanced Fluorescence Reporters in Chemistry and Biology. Springer 2011, ISBN 978-3-642-18035-4. S. 179ff.
10. Christian P. Moritz, Sabrina X. Marz, Ralph Reiss, Thomas Schulenborg, Eckhard Friauf: Epicocconone staining: a powerful loading control for Western blots. In: Proteomics. PMID 24339236.