Isoelektrische Fokussierung

Als Isoelektrische Fokussierung oder kurz IEF wird eine elektrophoretische Auftrennung von Proteinen in einem Gel aufgrund ihres relativen Gehalts an sauren und basischen Aminosäureresten bezeichnet.

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Je nach pH-Wert des umgebenden Mediums tragen die basischen und sauren Aminosäuren eines Proteins unterschiedliche Ladungen (Ampholyte). Am sogenannten isoelektrischen Punkt (pI) eines Proteins beträgt seine Nettoladung, also die Summe aller Ladungen der einzelnen Aminosäuren, null. Bei diesem definierten pH-Wert ist die elektrophoretische Beweglichkeit ebenfalls null. An das mit pH- Gradienten hergestellte Gel wird eine Spannung angelegt. Jedes Protein wandert im elektrischen Feld so weit, bis der umgebende pH-Wert seinem pI entspricht. Ein Protein, welches von seinem isoelektrischen Punkt wegdiffundiert, erhält durch die Veränderung des pH-Wertes wieder eine Nettoladung und wird erneut zu dem pH-Wert transportiert der seinem pI entspricht. Das elektrische Feld konzentriert also die einzelnen Proteine an ihrem spezifischen pI. Aus diesem Grund spricht man von einer Fokussierung. Durch die Einführung der immobilisierten IEF hat sich die Reproduzierbarkeit dieser Technik deutlich verbessert. Hierbei ist der pH-Gradient im Gel fixiert.

Anwendung findet die Isoelektrische Fokussierung beispielsweise bei der Bestimmung des isoelektrischen Punktes eines Proteins oder zur Reinigung eines Proteingemisches nach Ladung. Ferner ist sie Bestandteil der 2D-Gelelektrophorese als erste Dimension.