Comment le SDS dénature-t-il les protéines?

L’électrophorèse sur gel de dodécylsulfate de sodium et de polyacrylamide (SDS-PAGE) est une technique d’électrophorèse utilisée en biotechnologie pour séparer les protéines basé sur leur poids moléculaire. Généralement, les protéines sont des molécules amphotères qui possèdent des charges positives et négatives dans la 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 elles perturbent les forces non covalentes des protéines..

Zones clés couvertes

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

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

Qu'est-ce que SDS?

SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) désigne un détergent anionique constitué d’un groupe de tête hydrophile et d’une queue hydrophobe. Par conséquent, une fois dissoutes, ses molécules forment une charge négative nette dans une large plage de pH. La structure de SDS est montrée dans Figure 1.

Figure 1: FDS

Comment le SDS dénature-t-il les protéines?

Le SDS étant un détergent, la structure tertiaire des protéines est perturbée par le SDS, ce qui ramène la protéine repliée dans 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 protéines. Par conséquent, le SDS enrobe la protéine dans une charge négative nette de manière uniforme. Cette charge négative masque les charges intrinsèques de divers 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 montrée dans Figure 2.

Figure 2: Interaction entre la FDS et les protéines

Quel est le rôle de SDS

Les groupes R des acides aminés dans une protéine particulière peuvent porter une charge positive ou négative, faisant de la protéine une amphotère molécule. 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 répartie uniformément. Cela permet la migration des protéines vers l'électrode positive lors de l'électrophorèse. En d'autres termes, le SDS linéarise les molécules de protéines et masque les différents types de charges sur les groupes R. En conclusion, le rapport charge / masse dans les protéines enrobées 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 présentée dans figure 3.

Figure 3: SDS-PAGE

En plus de SDS-PAGE, le SDS est utilisé comme détergent dans les extractions d’acides nucléiques pour perturber la membrane cellulaire et dissocier les complexes acide nucléique: protéines..

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. En outre, il se lie à la protéine dénaturée de manière uniforme, fournissant un rapport charge / masse uniforme pour tous les types de protéines. Une charge nette négative est donnée à la molécule de protéine par SDS en masquant les charges sur les groupes R des acides aminés de la protéine. Par conséquent, le SDS permet la séparation des protéines sur la base de leur poids moléculaire sur une PAGE car la charge est proportionnelle au poids moléculaire des protéines dénaturées par SDS..

Référence:

1. “Comment fonctionne SDS-PAGE.” Bitesize Bio, 16 février 2018, disponible ici.

Courtoisie d'image:

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. «Gel SDS-PAGE sur les protéines membranaires RBC» Par Ernst Hempelmann - Ernst Hempelmann (Domaine public) via Commons Wikimedia