Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE)

• Principles

“PAGE”는 일반적으로 유리 등의 plate 사이에 제작한 gel을 수직으로 세워 전기영동 하는 방식을 말합니다. 주로 핵산 (DNA/RNA)나 단백질의 Polyacrylamide gel electrophoresis에 이용됩니다. 전기영동에서도 높은 분리 능력을 가진 방법으로 널리 이용되고 있습니다.

완충 용액 등에 용해된 핵산 (DNA/RNA)나 단백질을 polyacrylamide gel에 첨가하여 완충 용액에서 일정 시간 전기영동을 하면 크기나 분자량, 하전, 입체 구조 등에 따른 이동도를 보이고, 결과적으로 각각의 핵산이나 단백질을 분리할 수 있습니다. 핵산은 완충 용액에서 (-)극으로 하전되므로 직류전장에서는 (+)극에 이끌려 이동하고, 이 때 gel의 분자체 효과에 의해 핵산의 분자량에 따른 이동도를 나타냅니다. 단백질과 펩타이드는 구성 아미노산과 녹아 있는 완충 용액의 pH에 의해서 (+)에도 (-)에도 하전되기 때문에 SDS*¹이라는 음이온성 계면활성제를 단백질에 결합시키고 단백질을 일과성으로 (-)로 하전시켜 (+)극 쪽으로 이동시키는 방법을 사용합니다. 이를 SDS-PAGE*²라고 하며 PAGE의 대표적인 방법이 되고 있습니다. 이 때 단백질은 gel의 분자체 효과로 분자량에 따라 분리할 수 있게 됩니다. 또 SDS를 첨가하지 않고 단백질과 펩타이드 고유의 전하 등으로 이동, 분리하는 방법도 있습니다. (native-PAGE).
*¹ SDS: Sodium dodecyl sulfate (음이온성 계면 활성제)
*² PAGE: Polyacrylamide gel electrophoresis (폴리아크릴아마이드 겔 전기영동)

전기영동 후 검출은 시료를 염색하는 방법이 일반적입니다. PAGE 전기영동으로 분리된 핵산(DNA/RNA)나 단백질은 투명하고, 그대로는 밴드를 확인할 수 없습니다. 그래서 분리된 성분의 이동도나 이동 패턴의 확인에는 검출 단계가 필요합니다. 검출 방법에는 전기영동 전에 시료(핵산과 단백질)에 표지 (RI, 형광 등)를 하고, 이동 및 분리 후 검출하는 방법이나 전기영동이 끝난 후에 EtBr (DNA/RNA 검출)과 Coomassie brilliant blue (CBB: 단백질 검출) 등의 색소 염색에서 가시화하는 방법 등이 있습니다. 또한 gel의 핵산이나 단백질을 Membrane으로 blotting하여 고감도로 검출하는 방법도 있습니다. 이렇게 얻어진 전기영동 패턴에서 시료의 성분 비교, 분자량의 추정 (Molecular weight marker 필요)과 염기 특이성, 변이 검출 (다형성), 정제도, 순도의 확인, 유전자 발현 산물 (RNA, 단백질)의 발현량 비교 등의 정보를 얻을 수 있습니다.

• 전기영동 후 밴드 검출법

• 전기영동 탱크의 선택 기준

PAGE 전기영동 장치는 목적이나 샘플에 따라서 “Gel size”, “Sample comb (검체 수)” 등 조건에 맞춰 선택합니다. 냉각시스템이나 항온화가 필요한 경우는 온도 조절이 가능한 사양의 장치를 선택합니다.

• Compact PAGE (6×6 cm gel): 검체(시료)수가 적은 경우, 시간과 시약의 절약. 최단 전기영동 시간 10분
• Mini PAGE (9×8 cm gel): 표준사이즈, 다양한 특성에 따른 전기영동 탱크 및 다양한 Sample comb
• Wide PAGE (14×8 cm gel): 많은 검체를 한 번에 전기영동 가능, Gel 2장으로 최대 60 sample 검출 가능
• Slab PAGE (13×13 cm gel): 큰 사이즈의 PAGE 전기영동이 필요한 경우

• ATTO PAGE Line-up

Mini (9×8 cm gel) size

Wide (14×8 cm gel), Slab (13×13 cm gel) size

• Power supply의 선택

전기영동 장치를 사용하기 위해서는 Power supply (전원장치)가 필요합니다. 장치(Gel) 크기가 커짐엥 따라서 필요한 전압의 용량이 커지므로 참고하십시오.

또한 PAGE 전기영동은 전압(V)의 사양, Agarose 전기영동 또는 Blotting은 전류(A)의 사양이 중요하므로 그에 맞는 사양을 확인하시기 바랍니다.
(〇: 적용, △: 조건에 따라서 적용, ×: 적용 어려움)