Name: protein mapping with 2d gel electrophoresis
Uploaded: 2023-04-30T06:31:06.000Z
Duration: 7 min 31 s
Channel: JoVE

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New York State Science Learning Standards

High School

Physical Science

HS. Structure and Properties of Matter

HS-PS1-10.

Two-Dimensional Gel Electrophoresis

2차원 겔 전기포진(2DGE)은 혼합물로부터 수천 개의 생체 분자를 해결할 수 있는 기술이다. 이 기술은 함께 결합 된 두 가지 분리 방법을 포함한다: 등전기 초점 (IEF) 및 나트륨 도데실 황산염 폴리 아크라이아미드 젤 전기 포근 (SDS-PAGE). 이것은 물리적으로 그들의 등전 점 (전기 화학 적 속성) 및 그들의 분자 량에 의해 젤의 두 축에 걸쳐 화합물을 분리합니다.
이 비디오에서 절차는 2DGE의 주요 개념과 복잡한 단백질 용액의 조성을 특성화하기위한 일반적인 절차를 다룹니다. 이 기술의 세 가지 예는 질병 개시 및 진행을 위한 바이오마커 검출, 환자에서의 모니터링 치료, 번역 후 변형(PTM) 다음 단백질 의 연구를 포함하여 응용 분야에서 도시된다.

2차원 젤 전기포레시스

2차원 겔 전기포진(2DGE)은 혼합물로부터 수천 개의 생체 분자를 해결할 수 있는 기술이다. 이 기술은 함께 결합 된 두 가지 분리 방법을 포함한다: 등전기 초점 (IEF) 및 나트륨 도데실 황산염 폴리 아크라이아미드 젤 전기 포근 (SDS-PAGE). 이것은 물리적으로 그들의 등전 점 (전기 화학 적 속성) 및 그들의 분자 량에 의해 젤의 두 축에 걸쳐 화합물을 분리합니다.
이 비디오에서 절차는 2DGE의 주요 개념과 복잡한 단백질 용액의 조성을 특성화하기위한 일반적인 절차를 다룹니다. 이 기술의 세 가지 예는 질병 개시 및 진행을 위한 바이오마커 검출, 환자에서의 모니터링 치료, 번역 후 변형(PTM) 다음 단백질 의 연구를 포함하여 응용 분야에서 도시된다.
<div class="chapter_text" id="script_0">
2차원 또는 2D, 겔 전기전수는 단일 혼합물에서 수천 개의 단백질을 분리할 수 있는 두 가지 분리 방법을 활용하는 기술이다. 기술 중 하나, SDS-PAGE 또는 나트륨 도데딜 황산 폴리 아크라이알라미드 젤 전기 포충제, 완전히 복잡한 혼합물을 분리 할 수 없습니다. 2D 젤 전기전경은 SDS-PAGE를 제2 방법, 동전 적 초점 또는 IEF와 결합하여 등산 지점에 따라 분리되어 세포 용액에 잠재적으로 모든 단백질의 분해를 허용합니다. 이 비디오는 2D 젤 전기 전도의 원리, 일반적인 절차 및 생물 의학 응용 프로그램의 일부를 보여줍니다.
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<div class="chapter_text" id="script_1">
2D 젤 전기포는 IEF로 시작하여 첫 번째 차원으로 시작됩니다. 모든 단백질은 순 전하가 0인 등전기 점 또는 pI라고 불리는 pH 값을 가지고 있습니다. 단백질이 전기장을 받게 되면 반대전으로 전극쪽으로 이동합니다. 관심있는 샘플은 산성 및 기본 그룹을 모두 포함하는 분자, ampholytes, 내장 된 ampholytes가있는 고정 된 pH 그라데이션 또는 IPG 스트립에 로드됩니다. 전기장은 pH 그라데이션 스트립에 적용되어 단백질이 pI와 일치하는 pH 값에 도달할 때까지 이동하여 순 전하를 잃게 됩니다.
2차원을 실행하기 전에, 임베디드 단백질은 SDS로 처리되어 이를 규명하고 균일한 음전하를 제공합니다. 완료되면 IPG 스트립은 폴리아크릴아미드 젤에 놓입니다. 적용된 전기장은 단백질을 양극쪽으로 끌어들이고, 더 큰 단백질은 젤을 통해 더 느리게 움직입니다.
단백질 혼합물이 pI 및 분자량에 따라 분리되면, 프로테오메 맵은 얼룩을 사용하여 시각화되고, 관심 있는 단백질이 확인된다.
이제 우리는 2D 젤 전기 포의 원리를 논의했습니다, 전형적인 실험실 절차를 통해 가자.
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<div class="chapter_text" id="script_2">
실험을 수행하기 전에 단백질은 미디어로 용해되어야합니다. 시료의 수용성 은 수소 결합 상호 작용을 방해하기위한 chaotropic 에이전트의 조합과 단백질을 분해하여 달성, 단백질의 전하의 변경을 방지하기 위해 nonionic 세제, 이황화물 결합을 깰 에이전트를 감소, 버퍼. 풍부한 단백질 및 기타 분자를 방해하는 것을 제거하기 위해, 물질은 원심분리에 의해 순차적으로 추출되고, 생성된 펠릿의 수집; 그 다음에 는 실험을 방해하는 DNA를 섭취하는 데 사용되는 효소인 엔도누리스로 치료합니다.
단백질이 용해되면 IPG 스트립은 스트립 세척 용액으로 헹구고 거꾸로 건조시켜 제조됩니다. 각 스트립에는 스트립 홀더 번호가 할당됩니다. 일단 준비되면 셀룰러 추출물이 음수에서 양수 끝으로 천천히 슬라이딩 모션으로 스트립에 로드됩니다. 재수화를 목적으로, 축축한 블로팅 용지는 전극 의 상부와 젤 스트립 아래에 놓입니다. 그런 다음 IPG 스트립이 IEF 기기에 줄지어 있습니다. 높은 전류가 적용되고 단백질이 이동하기 시작합니다.
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<div class="chapter_text" id="script_3">
첫 번째 차원의 완성 후, SDS-PAGE용 젤은 주조 장치에서 제조된다. IPG 스트립은 SDS 함유 평형 버퍼에 얼굴을 아래로 배치하여 처리됩니다. 전기 전광 장치는 전기 포세이스 버퍼의 첨가와 함께 준비된다. 처리된 IPG 스트립은 핀셋을 사용하여 수집되고, 젤 플레이트 위에 놓고, 아가로즈 밀봉 용액으로 밀봉된다. 그런 다음 전압 소스는 가장 빠르게 움직이는 단백질이 젤 바닥에서 1cm가 될 때까지 유지되는 전기장을 적용합니다.
전기 전도가 완료 된 후, 단백질은 시각화해야합니다. 전통적으로 이것은 쿠마시 블루 또는 실버 질산염으로 염색하여 수행됩니다. 관심 있는 단백질은 겔으로부터 전이될 수 있고, 서양 얼룩 분석에 의해 분석될 수 있다.
두 번째 식별 접근법은 질량 분석법에 의해 분석하는 것보다 젤에서 단백질을 절제하고 소화합니다.
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<div class="chapter_text" id="script_4">
이제 절차를 검토했습니다, 2D 젤 전기 전광증에 대한 사용의 일부를 살펴 보자.
이 기술에 대 한 가장 일반적인 사용 중 하나는 질병 개시 및 진행에 관련 된 분자의 식별. 질량 분석과 결합된 2D 젤 전기전경은 건강한 단백질과 비교하여 병든 부위의 특정 단백질의 위 또는 하향 조절을 검출할 수 있습니다.
또한, 2D 겔 전기포고는 잠재적인 치료 약물에 대한 환자의 반응의 진행에 유용하다. 시편은 치료의 투여 후 다양한 시점에서 환자로부터 취할 수 있다. 이러한 방식으로, 2D 젤 전기포고증은 서양 얼룩 또는 질량 분광분석과 결합되어 염증과 같은 부정적인 반응과 관련된 단백질을 검출할 수 있다. 또는 완화 된 상태에서 단백질의 부재.
2D 젤 전기 포에 이션에 대한 또 다른 사용은 mRNA에서 번역 한 후 단백질에 추가되는 번역 후 변형, 또는 PTM에 따라 단백질 구조 및 기능의 연구에 있습니다. PTM은 단백질 신호, 유전자 발현, 또는 산화 손상을 일으키는 원인이 되는 각종 기능을 조절할 수 있습니다. 2D 젤 전기 포근은 메틸화 또는 아세틸화와 같은 수정에 민감하며, 이는 분자량뿐만 아니라 pI의 변화를 일으킬 수 있습니다.
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<div class="chapter_text" id="script_5">
방금 2D 젤 전기 전광에 대한 JoVE의 비디오를 시청했습니다. 이 비디오는 기술의 원리, 전형적인 실험 절차 및 생물 의학 분야에서의 응용 분야의 몇 가지 응용 분야를 설명했습니다.
시청해 주셔서 감사합니다!
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Two-dimensional gel electrophoresis (2DGE) is a technique that can resolve thousands of biomolecules from a mixture. This technique involves two distinct ...

2차원, 또는 2D, 젤 전기 이동법은 단 하나 혼합물에서 단백질의 수천을 분리할 수 있는 2개의 명백한 별거 방법을 이용하는 기술입니다. 기술 중 하나인 SDS-PAGE 또는 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel 전기영동은 복잡한 혼합물을 단독으로 완전히 분리할 수 없습니다. 2D 젤 전기이동법은 두 번째 방법, 등전 점에 기초를 두고 분리하는 두번째 방법, isoelectric focusing 또는 IEF에 SDS-PAGE를 결합해, 세포 lysate에 있는 잠재적으로 모든 단백질의 해결책을 허용하. 이 비디오는 2D 겔 전기영동의 원리, 일반 절차 및 일부 생체 의학 응용 분야를 보여줍니다. 2D 겔 전기영동은 IEF를 1차원으로 시작합니다. 모든 단백질에는 등전점 또는 pI라고 하는 pH 값이 있으며, 여기서 순 전하는 0입니다. 단백질이 전기장을 받으면 반대 전하를 띠고 전극 쪽으로 이동합니다. 관심 샘플은 산성 그룹과 염기성 그룹을 모두 포함하는 분자인 양쪽 lytes가 내장된 고정 pH 구배 또는 IPG 스트립에 로드됩니다. 그런 다음 전기장이 pH 구배 스트립에 가해져 단백질이 pI와 일치하는 pH 값에 도달할 때까지 이동하게 하여 순 전하를 잃게 됩니다. 2차원을 실행하기 전에 내장된 단백질은 SDS로 처리되어 변성되고 균일한 음전하를 제공합니다. 완료되면 IPG 스트립을 폴리아크릴아미드 겔에 놓습니다. 적용된 전기장은 단백질을 양극쪽으로 끌어당기고, 더 큰 단백질은 겔을 통해 더 천천히 움직입니다. 단백질 혼합물이 pI 및 분자량에 따라 분리되면 염색을 사용하여 단백질체 맵을 시각화하고 관심 단백질을 식별합니다. 2D 겔 전기영동의 원리에 대해 논의했으므로 이제 일반적인 실험실 절차를 살펴보겠습니다. 실험을 수행하기 전에 단백질을 배지에 용해시켜야 합니다. 샘플의 가용화는 수소 결합 상호 작용을 방해하기 위한 카오트로픽 제제, 단백질의 전하 변경을 방지하기 위한 비이온 세제, 이황화 결합을 끊기 위한 환원제 및 완충액의 조합으로 단백질을 응집해제함으로써 달성됩니다. 풍부한 단백질과 다른 분자를 방해하는 것을 제거하기 위해, 물질은 원심분리에 의해 순차적으로 추출되고, 생성된 펠릿의 수집에 의해 추출됩니다; 그 다음에는 실험에 방해가 될 수 있는 DNA를 섭취하는 데 사용되는 효소인 엔도뉴클레아제(endonuclease)로 처리했습니다. 단백질이 용해되면 스트립 세척 용액으로 헹구고 거꾸로 건조시켜 IPG 스트립을 준비합니다. 그런 다음 각 스트립에는 스트립 홀더 번호가 할당됩니다. 준비가 되면 세포 추출물이 음극에서 양극 말단으로 천천히 슬라이딩 동작으로 스트립에 로드됩니다. 재수화를 위해 축축한 압지를 전극 상단과 젤 스트립 아래에 놓습니다. 그런 다음 IPG 스트립을 IEF 기기에 라이닝합니다. 높은 전류가 흐르면 단백질이 이동하기 시작합니다. 1 차원 완성 후, SDS-PAGE 용 젤을 주조 장치에서 준비합니다. IPG 스트립은 SDS 함유 평형 버퍼에 앞면이 아래로 향하게 배치하여 처리됩니다. 전기영동 장치는 전기영동 버퍼를 추가하여 준비됩니다. 처리된 IPG 스트립은 핀셋을 사용하여 수집하여 겔 플레이트 위에 놓고 아가로스 밀봉 용액으로 밀봉합니다. 그런 다음 전압 소스는 가장 빠르게 움직이는 단백질이 겔 바닥에서 1cm가 될 때까지 유지되는 전기장을 가합니다. 전기영동이 완료된 후 단백질을 시각화해야 합니다. 전통적으로 이것은 Coomassie 블루 또는 실버 질산염으로 염색하여 수행됩니다. 관심있는 단백질은 겔로부터 전달될 수 있으며, 웨스턴 블롯 분석에 의해 분석될 수 있습니다. 두번째 ID 접근은 질량 분석법에 의하여 그(것)들을 분석하는 보다는 젤에서 단백질의 절단, 그(것)들을 소화하는 포함한다. 절차를 검토했으므로 이제 2D 겔 전기영동의 몇 가지 용도를 살펴보겠습니다. 이 기술의 가장 일반적인 용도 중 하나는 질병 시작 및 진행에 관여하는 분자를 식별하는 것입니다. 질량 분석법과 결합된 2D 젤 전기영동은 건강한 단백질과 비교하여 병에 걸린 영역에서 특정 단백질의 상향 또는 하향 조절을 감지할 수 있습니다. 또한 2D 겔 전기영동은 잠재적인 치료 약물에 대한 환자의 반응 진행 상황을 추적하는 데 유용합니다. 검체는 치료 투여 후 다양한 시점에서 환자로부터 채취할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 웨스턴 블롯 또는 질량 분석 분석과 결합 된 2D 겔 전기 영동은 염증과 같은 부정적인 반응과 관련된 단백질을 감지 할 수 있습니다. 또는 완화된 상태의 단백질이 없는 것. 제 2 젤 전기 이동법을 위한 또 다른 사용은 mRNA에서 그들의 번역 뒤에 단백질에 추가인 posttranslational 수정, 또는 PTM에 따르는 단백질 구조와 기능의 학문에 있습니다. PTM은 단백질 신호 전달, 유전자 발현을 포함한 다양한 기능을 조절하거나 산화 손상을 일으킬 수 있습니다. 2D 겔 전기영동은 메틸화 또는 아세틸화와 같은 변형에 민감하며, 이는 pI와 분자량의 변화를 유발할 수 있습니다. 방금 2D 겔 전기영동에 대한 JoVE의 비디오를 시청하셨습니다. 이 비디오는 이 기술의 원리, 일반적인 실험 절차 및 생물 의학 분야에서의 몇 가지 응용 분야에 대해 설명했습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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protein mapping with 2d gel electrophoresis

Protein mapping with 2D gel electrophoresis separates complex protein mixtures across two steps. The method combines isoelectric focusing, or IEF, with sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, or SDS-PAGE. Together, these methods can resolve thousands of biomolecules from a single sample by their isoelectric point and molecular weight.

The first dimension is IEF. Each protein has an isoelectric point, or pI, which is the pH where its net charge is zero. Proteins are loaded onto immobilized pH gradient, or IPG, strips that contain ampholytes, which are molecules with both acidic and basic groups. When an electric field is applied, the proteins move until they reach the pH that matches their pI. At that point, they stop moving because they no longer have a net charge.

Before the second dimension, the proteins are treated with SDS. This step denatures the proteins and gives them a uniform negative charge. The IPG strips are then placed on a polyacrylamide gel for SDS-PAGE. When the electric field is applied, proteins move toward the anode, and larger proteins move more slowly through the gel.

A typical lab workflow begins by solubilizing the protein sample. This is done with chaotropic agents, nonionic detergents, reducing agents, and buffers. The sample is then cleaned by sequential centrifugation and pellet collection, and endonuclease is used to remove DNA that could interfere with the experiment. IPG strips are rinsed, dried, numbered, and loaded with the extract in a slow motion from the negative end to the positive end. Damp blotting paper helps with rehydration before the strips are run on the IEF instrument.

After the first run, the SDS-PAGE gel is prepared in a casting apparatus. The IPG strips are placed face down in SDS-containing equilibration buffer, and then positioned on the gel plates with agarose-sealing solution. Electrophoresis continues until the fastest-moving proteins are about 1 cm from the bottom of the gel. The separated proteins are then visualized with stains such as Coomassie blue or silver nitrate. Proteins of interest can also be transferred for Western blot analysis or excised, digested, and identified by mass spectrometry.

2D gel electrophoresis is widely used in biomedicine. It can help identify proteins involved in disease initiation and progression by comparing diseased and healthy samples. It is also useful for tracking how patients respond to a potential therapeutic drug over time. Another application is the study of posttranslational modifications, or PTMs, which are changes made to proteins after translation from mRNA. Methylation and acetylation can shift both pI and molecular weight, making them detectable with this method.

Protein Mapping with 2D Gel Electrophoresis

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dialysis: diffusion based separation

Dialysis for Buffer Exchange in Biochemistry

Dialysis is a common biochemistry technique for buffer exchange and desalting. It separates molecules by diffusion through a semipermeable membrane, which lets small molecules pass while holding larger biomolecules inside the sample. The membrane is the key part of the setup. Its pores create a molecular weight cutoff, so a membrane such as a 10 kDa membrane usually keeps molecules larger than 10 kilodaltons inside. This cutoff is not exact, because membranes have a range of pore sizes.

enzyme assays and kinetics

Measuring Enzyme Reaction Rates

Enzyme reaction rates can be measured with assays that track how substrate or product levels change over time. Enzymes are proteins, or sometimes RNAs, that speed up chemical reactions by lowering the activation energy needed to start them. They act on a specific substrate and help form a product that supports life processes. Enzymatic reactions are often described in three steps. First, the substrate binds to the enzyme active site and forms an enzyme-substrate complex. That complex can fall...

maldi-tof mass spectrometry

How MALDI-TOF Reads Biomolecules

MALDI-TOF mass spectrometry reads biomolecules by using a laser, a matrix, and a time-of-flight analyzer. MALDI, or matrix-assisted laser desorption ionization, helps fragile molecules keep their structure while they are moved into the mass analyzer. The analyzer then separates compounds based on size and charge. In MALDI, the sample is mixed into a matrix, usually an organic compound with aromatic and conjugated double bonds. A laser pulse strikes the spot, and the matrix absorbs most of the...

tandem mass spectrometry

Tandem Mass Spectrometry for Biomolecule Analysis

Tandem mass spectrometry is used to isolate a biomolecule and break it into smaller pieces so its makeup can be studied. Because biomolecules often have large, complex structures, it can be hard to identify their molecular composition and sequence from a single measurement. By linking mass spectrometers in series, the technique first selects one ion and then analyzes the fragments it produces. The process starts with an ion source that converts the sample into ions. A mass analyzer then...

protein crystallization

Protein Crystals for Structure Analysis

Protein crystals help scientists study protein structure and function. A crystal is a solid lattice made from purified protein molecules. These crystals are useful in structural biology because they reveal details that methods like mass spectrometry and SDS-PAGE cannot show on their own. Protein crystallization is paired with recombinant protein expression and x-ray diffraction to support this work. The process starts with a large amount of very pure protein. Researchers often make that...

chromatography-based biomolecule purification methods

chromatography-based-biomolecule-purification-methods

Protein Purification with SEC and IMAC

Protein purification with size-exclusion chromatography and affinity chromatography helps isolate biomolecules from complex mixtures. These methods are common in biochemistry because purified samples are needed before a biomolecule’s properties and activity can be studied. The video focuses on the principles behind size-exclusion chromatography, affinity chromatography, and immobilized metal affinity chromatography, or IMAC. Size-exclusion chromatography, or SEC, separates molecules by size. A...

two-dimensional gel electrophoresis

Protein mapping with 2D gel electrophoresis separates complex protein mixtures across two steps. The method combines isoelectric focusing, or IEF, with sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, or SDS-PAGE. Together, these methods can resolve thousands of biomolecules from a single sample by their isoelectric point and molecular weight. The first dimension is IEF. Each protein has an isoelectric point, or pI, which is the pH where its net charge is zero. Proteins are loaded...

metabolic labeling

Tracking Cell Chemistry with Metabolic Labels

Metabolic labeling tracks cell chemistry by using chemical analogs that cells take up and build into biomolecules. These labels help scientists follow biochemical changes and modifications inside cells. The labeled products can then be studied with tools such as SDS-PAGE and NMR to learn more about metabolic pathways. Several labeling strategies are shown here. Isotopic labeling uses analogs that match the natural molecule but contain uncommon isotopes, such as carbon-13 and nitrogen-15 in an...

electrophoretic mobility shift assay (emsa)

electrophoretic-mobility-shift-assay-emsa

Detecting Protein-DNA Binding by EMSA

Electrophoretic mobility shift assay, or EMSA, is a biochemical method used to detect binding between proteins and nucleic acids. It is also called a gel shift assay. The test compares how a labeled nucleic acid moves through a gel before and after it binds a protein. EMSA is used to see whether a specific protein binds to a specific nucleic acid. First, the nucleic acid is labeled to make a probe. The transcript describes radioactive phosphorus-32 as a common label. The probe is then mixed...

photometric protein determination

Measuring Protein Concentration with Absorbance

Measuring protein concentration with absorbance is a key step in many biochemical assays. Photometric methods use the fact that samples with more light-absorbing material transmit less light. Because concentration and absorption are directly related, this makes it possible to measure an unknown sample. The core idea comes from the Beer-Lambert Law. This law states that the concentration of a light-absorbing species is proportional to its absorbance. The video also introduces the Bradford assay...

density gradient ultracentrifugation

Sucrose Gradient Separation in an Ultracentrifuge

Sucrose gradient separation in an ultracentrifuge is a lab method for isolating cell parts and biomolecules. It uses differences in density to make particles sink or rise in a liquid. A high-speed ultracentrifuge speeds up this process so components can be separated without destroying them. The basic idea starts with a suspension, which is particles mixed in a liquid solvent. Particles that are denser than the solvent sediment, while less dense particles float. A rotor inside the...

co-immunoprecipitation and pull-down assays

co-immunoprecipitation-and-pull-down-assays

Protein Interaction Capture Methods in Cells

Co-immunoprecipitation and pull-down assays are laboratory methods used to capture stable protein-protein interactions. Protein-protein interactions help control many biological functions, but many of them have not yet been identified. These assays are related to immunoprecipitation, which isolates a target protein from a mixed sample using an antibody. In co-immunoprecipitation, or CoIP, an antibody binds the target protein, and that protein is already attached to another protein that the...

reconstitution of membrane proteins

Membrane Proteins in Liposome Models

Membrane proteins can be moved into liposome models so their function can be studied outside a cell. Reconstitution means restoring an isolated biomolecule to a working form. For membrane proteins, that usually means placing a purified protein into an artificial lipid membrane. Cell membranes are made mainly of phospholipids and membrane proteins. The phospholipids form a bilayer with hydrophilic phosphate heads facing water and hydrophobic fatty acid tails facing inward. Some membrane...

f&#246;rster resonance energy transfer (fret)

FRET as a Molecular Ruler in Cells

Föster resonance energy transfer, or FRET, is a way to study close-range biochemical interactions using light-emitting molecules. A donor fluorophore can pass energy to an acceptor fluorophore when their emission and absorption spectra overlap. This transfer happens only when the pair is very close together, usually within 10 nm. Because FRET depends on distance, it is often called a molecular or spectroscopic ruler. The strength of the signal is measured as FRET efficiency, which describes...

surface plasmon resonance (spr)

SPR Biosensors for Tracking Binding Kinetics

Surface plasmon resonance, or SPR, is a way to track biomolecular binding on a label-free biosensor. It is used to measure molecular affinity, kinetics, specificity, and concentration. The method works with a thin metal layer on a prism, where changes in reflected light reveal interactions in real time. SPR sensors use a thin layer of a noble metal on the face of a prism. Light is reflected from the prism-metal interface into a photodetector. At one specific angle, called the surface plasmon...

biochemistry

이 컬렉션은 선호도 크로마토그래피와 같은 일반적으로 사용되는 정제 방법과 MALDI-TOF와 같은 분석 방법을 제공합니다. 또한, 비디오는 공동 면역 침전 및 대사 라벨링과 같은 생체 분자 상호 작용 및 기능을 평가하는 방법을 선보이고 있습니다.

See how 2D gel electrophoresis separates proteins by pI and size, then use staining, Western blot, or mass spectrometry to identify biomarkers and PTMs.

Protein Mapping with 2D Gel Electrophoresis | JoVE K12

HS. Chemical Reactions

HS-PS1-11.

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-1.

matter-and-energy-in-organisms-and-ecosystems

Matter and Energy in Organisms and Ecosystems

HS-LS1-6.

Inheritance and Variation of Traits

HS-LS3-1.

Overview

Principles of 2D Gel Electrophoresis

Sample Preparation and Running Isoelectric Focusing

Running SDS-PAGE and Visualization/Analysis

Applications

Summary

Periodic Classification of the Elements

The periodic table arranges atoms based on increasing atomic number so that elements with the same chemical properties recur periodically. When their ...

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Atomic Radii and Effective Nuclear Charge

The elements in groups of the periodic table exhibit similar chemical behavior. This similarity occurs because the members of a group have the same number ...

Ionic Radii

Ionic radius is the measure used to describe the size of an ion. A cation always has fewer electrons and the same number of protons as the parent atom; it ...

Ionization Energy

The amount of energy required to remove the most loosely bound electron from a gaseous atom in its ground state is called its first ionization energy ...

Electron Affinity

The electron affinity (EA) is the energy change for adding an electron to a gaseous atom to form an anion (negative ion).



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Electron Orbital Model

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The Aufbau Principle and Hund's Rule

To determine the electron configuration for any particular atom, we can build the structures in the order of atomic numbers. Beginning with hydrogen, and ...

Coordination Chemistry Complexes

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Transition metals are found everywhere from vitamin ...

Use the periodic table as a model to predict the relative properties of elements based on the patterns of electrons in the outermost energy level of atoms.

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Types of Chemical Bonds

Chemical bonding theories were pioneered by American chemist Gilbert&#xA0;N. Lewis. He developed a model called the Lewis model to explain the type and ...

Lewis Symbols and the Octet Rule

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Ionic Bonding and Electron Transfer

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The Born-Haber Cycle

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Trends in Lattice Energy: Ion Size and Charge

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Covalent Bonding and Lewis Structures

Compared to ionic bonds, which results from the transfer of electrons between metallic and nonmetallic atoms, covalent bonds result from the mutual ...

Electronegativity

Whether a bond is nonpolar or polar covalent is determined by a property of the bonding atoms called electronegativity.&#xA0;

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Bond Polarity, Dipole Moment, and Percent Ionic Character

Bond Polarity

The absolute value of the difference in electronegativity (&Delta;EN) of two bonded atoms provides a rough measure of the polarity to be ...

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Lewis Structures of Molecular Compounds and Polyatomic Ions

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	Determine the ...

Resonance

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Formal Charges

In some cases, there are seemingly more than one valid Lewis structures for molecules and polyatomic ions. The concept of formal charges can be used to ...

Exceptions to the Octet Rule

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	...

Bonding in Metals

Metallic bonds are formed between two metal atoms. A simplified model to describe metallic bonding has been developed by Paul Dr&#xFC;de called the ...

VSEPR Theory and the Basic Shapes

Overview of VSEPR Theory

Valence shell electron-pair repulsion theory (VSEPR theory) enables us to predict the molecular structure, including approximate ...

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VSEPR Theory and the Effect of Lone Pairs

Effect of Lone Pairs of Electrons&nbsp;on Molecule Geometry

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Predicting Molecular Geometry

VSEPR Theory for Determination of Electron Pair Geometries

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Molecular Shape and Polarity

Dipole Moment of a Molecule

Polar covalent bonds connect two atoms with differing electronegativities, leaving one atom with a partial positive charge ...

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Hybridization of Atomic Orbitals I

The mathematical expression known as the wave function, &#x3C8;, contains information about each orbital and the wavelike properties of electrons in an ...

Hybridization of Atomic Orbitals II

sp3d and sp3d&nbsp;2 Hybridization

To describe the five bonding orbitals in a trigonal bipyramidal arrangement, we must use five of the valence shell ...

Molecular Orbital Theory I

Overview of Molecular Orbital Theory

Molecular orbital theory describes the distribution of electrons in molecules in the same way as the distribution of ...

Molecular Orbital Theory II

Molecular Orbital Energy Diagrams

The relative energy levels of atomic and molecular orbitals are typically shown in a molecular orbital diagram. For a ...

Molecular Orbital (MO) Theory

Source: Tamara M. Powers, Department of Chemistry, Texas A&#38;M University
This protocol serves as a guide in the synthesis of two metal complexes ...

Intermolecular vs Intramolecular Forces

Intermolecular forces (IMF) are electrostatic attractions arising from charge-charge interactions between molecules. The strength of the intermolecular ...

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Atoms and molecules interact through bonds (or forces): intramolecular and intermolecular. The forces are electrostatic as they arise from interactions ...

Molecular and Ionic 
Solids

Crystalline solids are divided into four types: molecular, ionic, metallic, and covalent network based on the type of constituent units and their ...

comparing-intermolecular-forces-melting-point-boiling-point

Comparing Intermolecular Forces: Melting Point, Boiling Point, and Miscibility

Intermolecular forces are attractive forces that exist between molecules. They dictate several bulk properties, such as melting points, boiling points, ...

Plan and conduct an investigation to gather evidence to compare the structure of substances at the bulk scale to infer the strength of electrical forces between particles.

HS-PS1-3.

Radioactivity and Nuclear Equations

Nuclear chemistry is the study of reactions that involve changes in nuclear structure. The nucleus of an atom is composed of protons and, except for ...

Types of Radioactivity

The most common types of radioactivity are &#945; decay, &#946; decay, &#947; decay, neutron emission, and electron capture.
Alpha (&#945;) decay is the ...

Nuclear Stability

Protons and neutrons, collectively called nucleons, are packed together tightly in a nucleus. With a radius of about 10&#8722;15 meters, a nucleus is ...

Nuclear Binding Energy

The difference between the calculated and experimentally measured masses is known as the mass defect of the atom. In the case of helium-4, the mass defect ...

Radioactive Decay and Radiometric Dating

Radioactivity is a spontaneous disintegration of an unstable nuclide and is a random process, as all the nuclei in the sample do not decay simultaneously. ...

Nuclear Fission

Many heavier elements with smaller binding energies per nucleon can decompose into more stable elements that have intermediate mass numbers and larger ...

Nuclear Power

Controlled nuclear fission reactions are used to generate electricity. Any nuclear reactor that produces power via the fission of uranium or plutonium by ...

Nuclear Fusion

The process of converting very light nuclei into heavier nuclei is also accompanied by the conversion of mass into large amounts of energy, a process ...

Nuclear Transmutation

Nuclear transmutation is the conversion of one nuclide into another. It can occur by the radioactive decay of a nucleus, or the reaction of a nucleus with ...

Biological Effects of Radiation

All radioactive nuclides emit high-energy particles or electromagnetic waves. When this radiation encounters living cells, it can cause heating, break ...

determining-rate-laws-and-the-order-of-reaction

Determining Rate Laws and the Order of Reaction

Source: Laboratory of Dr. Neal Abrams &#8212; SUNY College of Environmental Science and Forestry
All chemical reactions have a specific rate defining the ...

Develop models to illustrate the changes in the composition of the nucleus of the atom and the energy released during the processes of fission, fusion, and radioactive decay.

HS-PS1-8.

Properties of Transition Metals

Transition metals are defined as those elements that have partially filled d orbitals. As shown in Figure 1, the d-block elements in groups 3&#8211;12 are ...

Coordination Compounds and Nomenclature

In most main group element compounds, the valence electrons of the isolated atoms combine to form chemical bonds that satisfy the octet rule. For ...

Metal-Ligand Bonds

The hemoglobin in the blood, the chlorophyll in green plants, vitamin B-12, and the catalyst used in the manufacture of polyethylene all contain ...

Communicate scientific and technical information about why the particulate-level structure is important in the functioning of designed materials.

HS-PS2-6.

Protein Mapping with 2D Gel Electrophoresis

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