L'électrophorèse sur gel de sodium dodécyl sulfate-polyacrylamide (SDS-PAGE) est une technique électrophorétique utilisée en biotechnologie pour séparer les protéines en fonction de leur poids moléculaire. Généralement, les protéines sont des molécules amphotères qui possèdent à la fois des charges positives et négatives au sein d'une même molécule. Par conséquent, une charge négative uniforme est donnée aux molécules de protéines afin de les déplacer dans une seule direction pendant l'électrophorèse. La charge négative est donnée par le dodécyl sulfate de sodium (SDS), un détergent anionique. Les protéines natives sont dénaturées par le SDS car il perturbe les forces non covalentes des protéines.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que la FDS - Définition, structure 2. Comment le SDS dénature-t-il les protéines – Interaction entre les protéines et le SDS 3. Quel est le rôle de la SDS – FDS en PAGE

Termes clés: rapport charge/masse, poids moléculaire, charge négative nette, protéines, sulfate de sodium et de dodécyl (SDS), SDS-PAGE

Qu'est-ce que la SDS

Le SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) fait référence à un détergent anionique, constitué d'un groupe de tête hydrophile et d'une queue hydrophobe. Par conséquent, lorsqu'elles sont dissoutes, ses molécules forment une charge négative nette dans une large gamme de pH. La structure du SDS est illustrée à la figure 1.

Figure 1: FDS

Comment le SDS dénature-t-il les protéines

Comme le SDS est un détergent, la structure tertiaire des protéines est perturbée par le SDS, ramenant la protéine repliée en une molécule linéaire. De plus, le SDS se lie à la protéine linéaire de manière uniforme. Environ 1,4 g de SDS se lie à 1 g de protéine. Par conséquent, le SDS enrobe uniformément la protéine d'une charge nette négative. Cette charge négative masque les charges intrinsèques sur différents types de groupes R des acides aminés de la protéine. De plus, la charge de la protéine devient proportionnelle au poids moléculaire. La molécule de protéine linéarisée par SDS a une largeur de 18 Angströms et la longueur de la protéine est proportionnelle au poids moléculaire. L' interaction entre une protéine et le SDS est illustrée à la figure 2.

Figure 2: Interaction SDS et protéines

Quel est le rôle de la SDS

Les groupes R des acides aminés dans une protéine particulière peuvent porter une charge positive ou négative, faisant de la protéine une molécule amphotère. Par conséquent, à l'état natif, différentes protéines de même poids moléculaire migrent à des vitesses différentes sur le gel. Cela rend difficile la séparation des protéines dans le gel de polyacrylamide. L'ajout de SDS à la protéine dénature les protéines et les recouvre d'une charge négative nette uniformément répartie. Ceci permet la migration des protéines vers l'électrode positive lors de l'électrophorèse. En d'autres termes, le SDS linéarise les molécules protéiques et masque les différents types de charges sur les groupes R. En conclusion, le rapport charge/masse dans les protéines recouvertes de SDS est le même; par conséquent, il n'y aura pas de migration différentielle basée sur la charge de la protéine native. Une SDS-PAGE des protéines membranaires des globules rouges est illustrée à la figure 3.

Figure 3: FDS-PAGE

En plus du SDS-PAGE, le SDS est utilisé comme détergent dans les extractions d'acides nucléiques pour la rupture de la membrane cellulaire et la dissociation des complexes acide nucléique: protéine.

Conclusion

Le SDS est un détergent anionique utilisé comme détergent dans divers types de techniques biotechnologiques. Il dénature la structure tertiaire d'une protéine pour produire une molécule de protéine linéaire. De plus, il se lie à la protéine dénaturée de manière uniforme, fournissant un rapport charge/masse uniforme à tous les types de protéines. Une charge négative nette est donnée à la molécule de protéine par le SDS en masquant les charges sur les groupes R des acides aminés de la protéine. Par conséquent, le SDS permet la séparation des protéines en fonction de leur poids moléculaire sur une PAGE car la charge est proportionnelle au poids moléculaire des protéines dénaturées par le SDS.

Référence:

1. « Comment fonctionne SDS-PAGE ». Bitesize Bio, 16 février 2018, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. "SDS avec description de la structure" de CindyLi2016 - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 2. "Interaction protéine-SDS" de Fdardel - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 3. "RBC Gel SDS-PAGE de protéines membranaires »Par Ernst Hempelmann - Ernst Hempelmann (domaine public) via Commons Wikimedia