La solubilità delle proteine

 

EFFETTI DELLE CONCENTRAZIONI SALINE

La solubilità di una proteina in una soluzione acquosa è una funzione della concentrazione dei sali disciolti nella soluzione. La concentrazione salina è espressa in termini di forza ionica, I, definita dall'equazione:                                           I = 1/2∑ciZi2
dove ci è la concentrazione molare della specie ionica i e Zi è la carica ionica. Quindi come riportato da questa equazione, la solubilità di una proteina ad una data forza ionica varia con la natura degli ioni in soluzione. La solubilità di una proteina a bassa forza ionica aumenta in genere con la concentrazione salina. La spiegazione di questo fenomeno chiamato salting in (aumento della solubilità per aggiunta di sali) sta nel fatto che, mentre aumenta la concentrazione della proteina in soluzione, l'aggiunta di uno ione con carica opposta può ricoprire la molecola proteica con una molteplicità di cariche che incrementano la solubilità della proteina stessa. Ad elevate forze ioniche la solubilità di una proteina come quella di molte altre sostanze tende invece a diminuire. Questo effetto chiamato salting out (diminuzione della solubilità) è dovuto principalmente dalla competizione tra il sale aggiunto e le altre sostanze presenti in soluzione per le molecole di acqua di idratazione. Quando la concentrazione salina è alta, la quantità di ioni in soluzione diventa così elevata che, in pratica, la maggior parte del solvente risulta impegnato dalla solvatazione di questi ioni e ciò che resta diventa insufficiente a disciogliere gli altri soluti. Il salting out rappresenta la base di una delle tappe di purificazione delle proteine più largamente usata. Infatti, aggiustando la concentrazione salina di una soluzione contenete una miscela di proteine appena al di sotto del punto di precipitazione della proteina che vogliamo purificare, molte delle proteine contaminanti possono essere eliminate dalla soluzione. Poi, dopo aver allontanato il precipitato per filtrazione o per centrifugazione, aumentando la concentrazione salina sarà possibile precipitare anche la nostra proteina. L'ammonio solfato è il reagente più comunemente usato per il salting out delle proteine, in quanto la sua solubilità in acqua è così elevata da consentire il raggiungimento di forze ioniche particolarmente elevate.