Purificação de proteínas

A imagem mostra um processo científico com três pipetas em cima, cada uma preenchida com líquido azul. Abaixo das pipetas, estão béqueres contendo líquido verde com partículas suspensas. Adjacente aos béqueres está um cilindro graduado com líquido azul. Provavelmente representa um procedimento laboratorial relacionado à purificação de proteínas.

Vários métodos de purificação de proteínas são amplamente utilizados na pesquisa biológica e biomédica. Os fluxos de trabalho de expressão e purificação de proteínas recombinantes dependem de muitas variáveis. Essas variáveis incluem, mas não se limitam às propriedades físicas e à função biológica da proteína, e se uma linhagem de células bacterianas ou eucarióticas deve ser usada para expressar a proteína de interesse. Avanços significativos foram feitos na área de expressão de proteínas recombinantes e metodologia de purificação, além de uma infinidade de sistemas e kits disponíveis comercialmente. No entanto, as proteínas são macromoléculas complexas, e estratégias otimizadas de expressão e purificação de proteínas devem ser determinadas de forma empírica.

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Fatores críticos para a purificação de proteínas

A estrutura e a função das proteínas são, com frequência, fatores críticos a serem considerados ao selecionar uma estratégia de purificação de proteínas. A atividade bioquímica ou biológica da proteína recombinante é parcialmente determinada por domínios discretos dentro da proteína, os quais muitas vezes dependem da proteína para sofrer enovelamento em estruturas secundárias, terciárias e quaternárias.

O enovelamento de proteínas é coletivamente chamado de estrutura de ordem superior (higher order structure (HOS)) e é essencial para a forma tridimensional e função corretas da proteína. Além disso, a solubilidade da proteína é um atributo altamente desejável para a purificação bem sucedida de proteínas e é influenciada por inúmeros fatores, incluindo o tamanho e os elementos nas terminações N e C. Proteínas recombinantes geralmente incorporam etiquetas nas terminações N e C, que são pequenas sequências usadas para detecção e purificação imuno-histoquímica, ou cromatografia por afinidade a proteínas, dependendo da etiqueta específica nas terminações N e C e da aplicação a jusante (downstream) pretendida.

Métodos e aplicações da purificação de proteínas

Quer os pesquisadores pretendam estudar a função proteica ou busquem aumentar a escala de purificação de proteínas usando estratégias para a produção de produtos biológicos e farmacêuticos em escala industrial a jusante (downstream), existem inúmeros métodos de purificação de proteínas, reagentes e ferramentas disponíveis. O método de purificação de proteínas selecionado determinará parcialmente o fluxo de trabalho de preparo da amostra. A cromatografia de afinidade é uma etapa inicial de purificação adequada para purificar proteínas recombinantes solubilizadas que contêm caudas relevantes; no entanto, proteínas indesejadas provavelmente também se ligam à coluna de resina de afinidade e são eluidas na lavagem final, juntamente com a proteína de interesse desejada. Se for necessária uma purificação adicional, estratégias de purificação suplementares podem ser empregadas, incluindo cromatografia de exclusão por tamanho ou cromatografia de troca iônica. É importante notar que, muitas caudas de afinidade podem ser removidas, pois os pesquisadores podem querer remover quaisquer sequências não nativas da proteína purificada final.

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