Proteïne gelelektroforese is een fundamentele techniek voor het scheiden van eiwitten op basis van hun grootte en lading, en kan worden uitgevoerd op agarosechegels of acrylamidegels. De laatste wordt vaker gebruikt in eiwitanalyse en wordt specifiek aangeduid als polyacrylamide gelelektroforese (PAGE).

PAGE maakt gebruik van een kruisgelinkte acrylamidegelmatrix die wordt gevormd door de polymerisatie van acrylamidemonomeren in aanwezigheid van bis-acrylamide, dat fungeert als kruisverbinder. Deze polymerisatiereactie wordt gekatalyseerd door ammoniumpersulfaat (APS) en TEMED (N,N,N′,N′-tetramethylethylenediamine). APS genereert vrije radicalen die de polymerisatie initiëren, terwijl TEMED dit proces versnelt. Het resultaat is een driedimensionaal gaasnetwerk waarvan de poriegrootte afhangt van de totale concentratie van acrylamide en bis-acrylamide.

Effect van acrylamideconcentratie

De acrylamideconcentratie beïnvloedt direct de poriegrootte van de gel en daarmee de zeef-eigenschappen. Lagere percentages acrylamide (meestal 4–8 %) vormen gels met grotere poriën, die grotere eiwitten een vrijere migratie door de matrix mogelijk maken. Omgekeerd produceren hogere percentages (ongeveer 12–20 %) gels met kleinere poriën, die de doorgang van grote eiwitten beperken en de resolutie van kleinere eiwitten verbeteren. Deze instelbare poriegrootte is cruciaal voor het aanpassen van de gel aan het moleculaire groottebereik van de eiwitten van belang.

Soorten acrylamidegels

• Uniforme gels: Behouden een constante acrylamideconcentratie over hun gehele lengte; eenvoudiger te bereiden en geschikt wanneer het eiwitgroottebereik smal is.
• Gradientgels: Hebben een continue toename in acrylamideconcentratie van boven naar beneden, wat een geleidelijk strakkere mazen creëert. Dit maakt gelijktijdige resolutie van een breed bereik van eiwitten mogelijk – van hoog moleculair gewicht tot laag moleculair gewicht – in dezelfde gel.

Samenvattend fungeren acrylamidegels als moleculaire zeefjes in PAGE, waarbij de mate van polymerisatie en de acrylamideconcentratie de maasgrootte bepalen en de eiwitmigratie regelen. Door het geschikte gelpercentage of de gradiënt te selecteren, kunnen onderzoekers de elektroforese optimaliseren om een betere resolutie te bereiken die is afgestemd op de groottes van de bestudeerde eiwitten. Deze flexibiliteit maakt PAGE tot een zeer veelzijdige en veelgebruikte methode in proteomica en moleculaire biologie.