[논문 리뷰] Silver-staining of proteins in polyacrylamide gels: a general overview

Thierry Rabilloud, Laurent Vuillard외 2명|PubMed|2009. 11. 23.

Advanced Proteomics Techniques and Applications참고 문헌 7인용 수 202

한 줄 요약

이 논문은 폴리아크릴아미드 젤에서 단백질을 시각화하기 위한 은염염기법과 은질산염 복합체를 기반으로 한 기법을 종합적으로 개요한다. 은질산염 기반 방법이 더 광범위하게 적용 가능하고 재현성이 높다는 점을 규명하며, 특히 얇은 젤과 소형 펩티드에 적합하다. 동시에 속도, 감도 및 다양한 전기영동 시스템과의 호환성 간의 상충 관계를 제시한다.

ABSTRACT

On the basis of the physico-chemical principles underlying silver-staining of proteins, which are recalled in this paper, several methods of silver-staining of proteins after SDS electrophoresis in polyacrylamide gels or isoelectric focusing were tested. The most valuable protocols are presented in this report, including standard methods for unsupported gels and new methods devised for thin (0.5 mm) supported gels for SDS electrophoresis or isoelectric focusing and for staining of small peptides. Generally speaking, the most rapid methods were found to be less sensitive and less reproducible than more time-consuming ones. Among the long methods, those using silver-diammine complex gave the most uniform sensitivity. They require however special home-made gels and cannot be applied to several electrophoretic systems (e.g. systems using tricine or bicine as the trailing ion, or isoelectric focusing in immobilized pH gradients). For these reasons, protocols based on silver nitrate are of a more general use and might be favored. Future trends for silver-staining will also be discussed.

연구 동기 및 목표

• 폴리아크릴아미드 젤에서 단백질 검출을 위한 다양한 은염염기법의 성능을 평가하고 비교하기.
• 특히 얇은(0.5 mm) 지지체가 있는 젤과 이소일렉트릭 포인팅에 사용되는 젤을 포함한 다양한 젤 유형에 적합한 가장 민감하고 재현성이 높은 방법을 규명하기.
• 트리신 또는 바이신을 추적 이온으로 사용하는 전기영동 시스템과의 은염염기법의 호환성 평가하기.
• 단백질체학 및 분자생물학 실험실에서 일상적으로 사용 가능한 실용적이고 최적화된 프로토콜 제공하기.
• 향후 은염염기법 기술의 발전 방향을 논의하여 단백질 검출의 민감도와 신뢰성을 향상시키기.

제안 방법

• 은디아민마그네슘 복합체 형성과 폴리아크릴아미드 젤 내 은질산염의 환원을 기반으로 한 은염염기법 프로토콜 평가.
• 비지지체 젤에 대한 표준 방법 테스트 및 얇은(0.5 mm) 지지체가 있는 젤을 위한 새로운 프로토콜 개발.
• SDS-PAGE 및 이소일렉트릭 포인팅(IEF) 시스템에 모두 은염염기법 적용.
• 시간 최적화 및 장시간 절차를 포함한 여러 프로토콜 간 감도 및 재현성 평가.
• 은 이온의 흡착 및 환원의 물리화학적 원리를 기반으로 한 방법 선정 및 최적화 지침 제공.
• 트리신 및 바이신 기반 시스템 포함한 다양한 젤 유형과 전기영동 조건에서의 염색 결과 비교 및 호환성 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 폴리아크릴아미드 젤에서 단백질 검출에 있어 가장 높은 민감도와 재현성을 보이는 은염염기법은 무엇인가?
• RQ2 시간 최적화된 방법은 더 긴, 더 복잡한 프로토콜에 비해 민감도와 일관성 측면에서 어떻게 비교되는가?
• RQ3 은디아민마그네슘 기반 방법은 트리신 또는 바이신을 추적 이온으로 사용하는 표준 전기영동 시스템과 얼마나 호환되는가?
• RQ4 SDS-PAGE 및 이소일렉트릭 포인팅에 사용되는 얇은(0.5 mm) 지지체가 있는 젤에 대해 효과적인 은염염기법 프로토콜을 개발할 수 있는가?
• RQ5 은디아민마그네슘 기반 염색의 한계는 무엇이며, 왜 은질산염 기반 방법이 더 광범위하게 적용 가능한가?

주요 결과

• 가장 빠른 은염염기법은 더 오래 걸리는 프로토콜에 비해 민감도와 재현성이 떨어졌다.
• 은디아민마그네슘 복합체를 사용한 프로토콜은 가장 균일한 민감도를 보였지만, 특수하게 준비된 젤이 필요했고 일부 전기영동 시스템과 호환되지 않았다.
• 은질산염 기반 프로토콜은 더 광범위하게 적용 가능하여 일반 실험실 사용에 더 적합하다는 것이 확인되었다.
• 성공적으로 얇은(0.5 mm) 지지체가 있는 젤을 위한 새로운 프로토콜을 개발하여 SDS-PAGE 및 이소일렉트릭 포인팅에서 효과적인 검출이 가능해졌다.
• 최적화된 은염염기법을 통해 소형 펩티드의 염색이 효과적으로 이루어졌으며, 이는 기법의 활용도를 확장시켰다.
• 향후 은염염기법의 발전 방향은 민감도 향상, 재현성 향상 및 다양한 전기영동 시스템과의 호환성 향상에 집중될 것으로 기대된다.