АФФИННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ
(от лат. affinis - родственный) (биоспецифич.
хроматография, хроматография по сродству), метод очистки и разделения белков,
основанный на их избират. взаимод. с лигандом, ковалентно связанным с инертным
носителем. В кач-ве лигандов используют соед., взаимод. к-рых с разделяемыми
в-вами основано на биол. ф-ции последних. Так, при разделении ферментов
(для чего преим. и применяется А. х.) лигандами служат их субстраты, ингибиторы
или коферменты. Главная особенность, к-рая обусловливает высокую эффективность
А.х., состоит в том, что разделение основано на различии не физ.-хим. признаков
молекулы (заряда, формы и размера), а специфич. функциональных св-в, отличающих
данный фермент от множества др. биополимеров.
Неподвижная фаза в А. х. представляет собой специально получаемый сорбент,
построенный обычно по схеме: носитель - соединяющее звено ("ножка") - специфич.
лиганд. Носителем служит чаще всего сефарозапроизводное агарозы, имеющее
поперечные сшивки. Присоединение к ней лиганда или "ножки", содержащих,
как правило, аминогруппу, осуществляется после активации сефарозы бромцианом:
Содержание лиганда колеблется от 0,1 до 10 мкмоль на 1 г влажного сорбента.
Сефароза, однако, малоустойчива к действию ряда хим. в-в и микроорганизмов.
Более стабильны макропористые неорг. носители (кремнезем, стекло) и
орг. полимеры. Если лиганд присоединяется непосредственно к носителю, эффективность
специфич. взаимод. с ферментом заметно снижается вследствие пространств.
затруднений. "Ножка", как правило, устраняет стерич. препятствия, отдаляя
лиганд от носителя. Как и носитель, она должна быть инертной и не влиять
на процессы в ходе А. х., чего, однако, не всегда удается достигнуть. Напр.,
присоединение "ножки" по приведенной выше р-ции приводит к образованию
катионной группировки изомочевины, и сорбент приобретает св-ва анионита.
В кач-ве "ножки" используют обычно ди- и полиамины,
аминокислоты,
пептиды, олигосахариды.
Лигандами могут служить субстраты (напр., крахмал или гликоген при разделении
амилаз), однако их превращ. в ходе А.х., катализируемое разделяемым ферментом,
постоянно изменяет св-ва сорбента. Поэтому, как правило, применяют аналоги
субстратов, устойчивые к дальнейшему превращ., т.е. ингибиторы ферментов.
Так, для выделения протеиназ используют не расщепляемые ими пептиды D-аминокислот.
Эффективны прир. ингибиторы ферментов, напр. пепстатин - ингибитор аспартильных
протеиназ. Иногда применяют лиганды, связывающие большие группы родственных
ферментов (в частности, киназы и дегидрогеназы). Примеры таких "группоспецифич."
лигандов-антрахиноновые красители, аналоги никотинамидадениндину-клеотида.
Известны лиганды (напр., производные фенилборной к-ты), имитирующие
при взаимод. с ферментом структуру переходного комплекса с субстратом.
Такие лиганды эффективны при выделении сериновых гидролаз.
Разделение в А. х. обычно проводят на хроматографич. колонках; иногда
разделяемую смесь помещают в сосуд с сорбентом и выдерживают до полного
связывания исследуемого компонента. Затем сорбент (в колонке или сосуде)
промывают буферным р-ром для удаления несвязавшихся в-в, после чего десорбируют
исследуемый компонент. Десорбция (элюция) последнего обычно достигается
повышением ионной силы, изменением рН буферного р-ра или добавлением в
него орг. р-рителя, что ослабляет взаимод. лиганд - фермент. Более избирательна
десорбция р-ром лиганда.
Помимо ферментов, методом А.х. можно выделять также токсины, рецепторы,
ингибиторы, транспортные белки и др. биологически активные в-ва. Высокой
избирательностью отличается т. наз. иммуносорбция, при к-рой в кач-ве лиганда
используют антитела, обладающие специфичностью к выделяемым белкам; особенно
эффективны моноклональные антитела.
Для разделения белков применяется также ряд др. аналогичных методов.
Т. наз. ковалентная хроматография основана на избират. образовании и последующем
расщеплении ковалентных связей между выделяемым в-вом и носителем, напр.
между белком с SH-группами и ртуть-орг. производными агарозы. Применяется
также лигандообменная хроматография, при к-рой ферменты связываются через
функциональный ион металла с комплексоном, иммобилизованным на носителе.
Получила распространение гидрофобная хроматография, при к-рой сорбент (напр.,
фенилсефароза), содержащий гидрофобные группировки, вкрапленные в гидрофильную
матрицу, взаимодействует с гидрофобными участками, содержащимися на пов-сти
белков. Нередко при этом наблюдаются также ионообменные взаимод., как,
напр., при использовании в качестве сорбента алкиламиносефароз.
Избират. выделение гликопротеинов обеспечивают иммобилизованные на носителях
лектины - белки, специфически взаимодействующие с концевыми моносахаридными
звеньями углеводных цепей. Иммобилизованные субъединицы ряда белков с четвертичной
структурой м. б. использованы для извлечения этих белков из сложных смесей
вследствие специфич. межсубъединичных контактов. А. х. сформировалась как
метод в кон. 60-х гг. 20 в.
Лит.: Туркова Я.. Аффинная хроматография, пер. с англ.. М., 1980.
В. М. Степанов.
