[생명공학 실험] Protein A와 Protein G 크로마토그래피의 차이 및 실험 주의사항
안녕하세요. 끄적이는 생명시간입니다:)
지난번에는 항체크로마토그래피인 Protein A 크로마토그래피와 Protein G크로마토그래피에 대해 알아보았습니다.
궁금하신 분들은 아래 링크를 확인해 주세요:)
[생명공학 실험] 항체 정제의 기본, Protein A/G 크로마토그래피피(Chromatography)란?
오늘은 조금 더 자세히 나아가, Protein A와 Protein G의 차이와 크로마토그래피 실험 시 유의 사항을 살펴보겠습니다.
*끄적이는 생명시간은 PC버전을 기준으로 작성되었습니다*
Protein A/Protein G의 차이
Protien A와 Protein G는 모두 면역글로불린 기반의 물질 정제에 사용되는데요.
그렇다면 두 리간드간의 차이는 무엇일까요?
각 리간드의 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.
1. Protein G
: G. streptococci계에서 발견되는 type II Fc-receptor(유형 II Fc 수용체)로 세포 표면에 위치한 단백질입니다.
Fc와 결합하는 특성을 이용하여 정제 리간드로 사용하게 되었습니다.
Protein G 크로마토그래피에서 사용되는 레진의 경우, 일반적으로 'sepharose'라고 불리는 agarose 기반의 물질에 protein G를 리간드로 붙여 사용하게 됩니다.
1) Protein G의 IgG 결합력
인간의 IgG subclasses와 mouse의 IgG subclasses에 모두 결합 가능하고, 어떤 항체의 경우 Fab 부분이 protien G에 약하게 결합하기도 합니다. 이처럼 결합 범위가 넓기 때문에, 일반적인 ''캡처' 단계에서 사용할 수 있는 좋은 정제 방법입니다.
2) Protein G 크로마토그래피의 장점
- 결합 범위가 protein A보다 넓어 일반적인 항체 정제 목적으로 사용하기에 적합합니다.
- 알부민(albumin, 세포의 기본 물질을 구성하는 단백질)에 대한 결합력이 약하기 때문에 정제 과정 중에서 오염(contamination) 이슈를 줄이고 회수율(yield)을 높일 수 있습니다.
- Protein G는 sepharose media에 붙는 부분이 여러 부분이기 때문에 리간드인 protein G가 단백질 용출/용리(elution) 단계에서 떨어져 나올 가능성이 낮기 때문에 단백질 용출 조건의 범위가 넓다는 장점이 있습니다.
2. Protein A
: Protein A는 Staphylococcus aureus 계통에서 유래되었으며 IgG의 Fc부분과 결합할 수 있는 다섯 개의 부분(region)을 가지고 있습니다.
Protein A도 protein G와 마찬가지로 sepharose media에 리간드로 사용됩니다.
또한, protein A 분자에 최소 두 개의 IgG가 결합할 수 있다는 특징을 가집니다.
1) Protein A의 IgG 결합력
인간의 IgG3를 제외한 면역글로불린 G classes의 정제가 가능하며, 다른 종의 면역글로불린과도 결합이 가능합니다.
Protein A의 경우, IgG 종류에 따라 binding buffer와 elution buffer의 조건을 달리하여 사용하기도 합니다.
출처: cytiva
Protein A/Protein G 크로마토그래피 유의사항
Protein A와 Protein G 크로마토그래피의 특성에 대해 알아보았습니다.
다만 주의할 점은, 위에서 설명하였듯이, protein G가 protein A에 비하여 결합 가능 범위가 넓지만, 그렇다고 해서 protein G가 protein A보다 우수한 크로마토그래피 방법인 것은 아닙니다.
예를 들어, 기니피그의 IgG1과 IgG2의 경우 protein A와 G 모두 결합이 가능하지만, 결합 수준에 차이가 있습니다. 이처럼 종류만이 아닌 리간드의 결합능을 파악하는 것도 중요합니다.
또한, Fc 부위의 특성에 따라/타겟 단백질이 modification 된 정도에 따라 결합능과 분리능에서 차이가 있기 때문에 타깃 단백질의 heavy chain의 성질을 파악하여 선택하는 것이 중요합니다.
Protein A/G 크로마토그래피는 리간드가 단백질이기 때문에 단백질의 변성, 손상 등을 방지하기 위하여 레진, 칼럼 보관 시 유의해야 합니다. 따라서 20 % 에탄올로 채워진 상태로 4도씨에 보관하는 것이 일반적입니다.
오늘은 제약업계에서 주로 사용되는 타겟 물질인 면역글로불린 정제 방법 중 하나인 Protein A/G 크로마토그래피에 대하여 끄적여보았습니다.
이론적인 내용을 위주로 다루다보니
실질적으로 정제 방법에서의 팁이나 과정에 대해서는 자세하게 설명하기 어렵네요,,,
도움이 되셨다면, 공감 버튼 부탁드려요:)