Hydrodynamic radius ladders of proteins

Abstract

We introduce hydrodynamic radius ladders of proteins as a new tool to isolate and measure the role of hydrodynamic size on transport properties of proteins. Radius ladders are collections of derivatives of a protein that differ incrementally in number of polyethylene glycol (PEG) chains grafted to their surface. The addition of these chains causes the hydrodynamic size of the protein to increase. Capillary electrophoresis (CE) separates these derivatives into individual peaks or "rungs" of a ladder composed of proteins that have the same number of PEG chains, and provides a way to measure the values of hydrodynamic radius of proteins that constitute the rungs of the ladder. We demonstrate the utility of this approach by measuring the partitioning of radius ladders into polymer hydrogels. The combination of radius ladders and CE produces a large amount of internally consistent data on hydrodynamic size. This technique will have applicability to the study of the role of hydrodynamic size on transport.

Insights into Protein Sorption and Desorption on Dextran‐Modified Ion‐Exchange Media

“…Values for DH°depend only on the slopes in the van 't Hoff plots, but values for -TDS°, and consequently DG°, are more affected by the choices of how to appropriately describe the resins, so more caution is needed for those results. For example, if the hydrodynamic diameter of lysozyme of 4.02 nm [39] is used in place of the diameter of the sphere of equivalent volume, the values of -TDS°and DG°change by roughly +0.56 kJ mol -1 , somewhat exceeding the range indicated by the error bars for some points.…”

Warum sind Proteine geladen? Netzwerke aus Ladungs‐Ladungs‐Wechselwirkungen in Proteinen, analysiert über Ladungsleitern und Kapillarelektrophorese

“…Deshalb ist zu erwarten, dass die a-NH 2 -Gruppe Die Resultate aus dem detaillierten PB-MC-Modell können durch eine einfache, ursprünglich von Lee et al [165] entwickelte empirische Beziehung [Gl. (28) und (29) [166] Diese Methode beruht auf der unabhängigen Messung des Diffusionsvermögens der Proteine durch Analyse der Dispersion der Analytprobe beim Durchströmen dünner Kapillaren unter Druck. [167,168] Das durch axiale Konvektion und radiale Diffusion festgelegte Konzentrationsprofil des Analyten steht mit dem Diffusionsvermögen des Proteins über die Formel von Taylor [169] und durch die Stokes-Einstein-Gleichung mit dem hydrodynamischen Radius R in Beziehung.…”

“…Das Konzentrationsprofil des Analyten kann in einer Kapillarelektrophorese-Apparatur, die für Druckströmung ausgerüstet ist, gemessen werden. [166,168] Mit dem experimentell bestimmten R-Wert kann man den effektiven hydrodynamischen Widerstand f eff von Proteinen über das Henry-Gesetz der Elektrophorese und damit DZ erhalten [Gl. (24) (24)].…”

“…[144] Hier werden die gemessenen Ladungen genutzt, um die Zahl der mit dem Protein verbundenen PEG-Gruppen zu zählen. Durch CE bestimmten wir die elektrophoretischen Mobilitäten der Sprossen der PEG-Leitern von Lysozym und berechneten nach dem Henry-Modell der Elektrophorese den hydrodynamischen Radius R jeder Sprosse.…”

“…Um die Genauigkeit des Henry-Modells zu prüfen, brachten wir die Werte von R mit dem Verteilungskoeffizienten dieser Proteine in neutralen Gelen über das Ogston-Modell [171] in Beziehung und verglichen diese Verteilungskoeffizienten mit experimentell gemessenen Werten. [144] Die berechneten und die gemessenen Verteilungskoeffizienten stimmten bei allen Sprossen der PEGLeiter ausgezeichnet überein. Dies zeigt, dass das HenryModell der Elektrophorese zur Analyse hydrodynamischer Leitern in der Tat geeignet ist.…”