$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De zuivering van biomoleculen uit complexe biologische monsters is een essentiële en vaak moeilijke stap in biologische experimenten1. Isoelectric focus (IEF) is zeer geschikt voor hoge resolutie scheiding van complexe biomoleculen waar drager ampholyten reizen volgens hun lading en de pH gradiënt vast te stellen in een elektrisch veld3. De eerste commerciële carrier ampholyte voor IEF werd ontwikkeld door Olof Vesterberg in 1964 en gepatenteerd4,5. Carrier ampholyten zijn aliphatic oligo-amino oligo-carboxylzuur moleculen van verschillende lengte en vertakking6. Vervolgens verbeterden Vesterberg en anderen de drageramorholyten voor hun uitgebreide gebruik bij het scheiden van biomoleculen6,7.
Methoden om biomoleculen te scheiden omvatten agarose en polyacrylamide gel elektroforese, tweedimensionale gel elektroforese (2-DE), isoelectrische scherpstelling, capillaire elektroforese, isotachophoresis en andere chromatografische technieken (bijvoorbeeld TLC, FPLC, HPLC)2. Vloeibare fase IEF uitgevoerd in een instrument genaamd een "Rotofor" werd uitgevonden door Milan Bier8. Hij was pionier in het concept en ontwerp van dit instrument en droeg uitgebreid bij aan de theorie van elektroforetische migratie. Zijn team ontwikkelde ook een wiskundig model van elektroforetisch scheidingsproces voor computersimulaties9.
Het IEF-apparaat met vloeibare fase is een horizontaal roterende cilindrische cel bestaande uit een nylon kern verdeeld in 20 poreuze compartimenten en een circulerende waterkoelende keramische staaf. De poreuze kamers laten moleculen toe om door de waterige fase tussen de elektroden te migreren en het verzamelen van gezuiverde monsters onder vacuüm in fracties mogelijk te maken. Dit zuiveringssysteem kan tot 1000-voudige zuivering van een specifiek molecuul in <4 uur verstrekken. Een waardevol kenmerk van dit instrument is dat het kan worden toegepast als een eerste stap voor zuivering van een complex mengsel of als een laatste stap om zuiverheid te bereiken10. Als het molecuul van belang is een eiwit, een ander voordeel is dat de inheemse conformatie zal worden gehandhaafd tijdens de scheiding.
Het gebruik van vloeibare fase IEF is op grote schaal gemeld voor eiwitten, enzymen en antilichaamzuivering6,10,11,12,13,14. Hier beschrijven we het gebruik van deze aanpak voor het scheiden en zuiveren van kleine moleculen en peptiden van de medicinale plant Gymnema sylvestre. Dit protocol zal onderzoekers helpen zich te concentreren en te zuiveren actieve kleine moleculen uit een plantenextract voor downstream-toepassingen tegen lage kosten. Daarnaast tonen we ook aan dat verrijking van eiwitten uit een complex eiwitextract uit Candida albicans schimmel15 in dit IEF-gebaseerde systeem als tweede voorbeeld.