Université · 20 min

Électrophorèse sur papier : séparer les protéines par charge

Déposez trois protéines modèles sur une bande imbibée de tampon, appliquez le champ et observez-les se séparer — ou changer de sens — selon le pH.

Objectif

Prédire le signe de la charge nette de chaque protéine à partir de $pI$ vs $pH$ , classer les bandes par migration et comprendre pourquoi le pH du tampon est l’interrupteur principal.

Matériel et réactifs

Paillasse virtuelle : bande de papier, réservoirs de tampon, alimentation continue, cuve de coloration ; protéines A (pI 4,5), B (pI 6,7) et C (pI 9,5).

Procédure

L’étape 0 montre l’échantillon déposé à l’origine. Passez à l’étape 1 (pH 8,6) : quelle bande migre le plus vite, et pourquoi ?
Vérifiez qu’à pH 8,6 toutes les bandes migrent vers l’anode (+). Classez A, B, C par charge nette à l’aide des étiquettes.
Passez à l’étape 2 (pH 6,0). Quelle protéine change de sens, et laquelle bouge à peine ?
Pour chaque protéine, comparez le pH à son pI et précisez si elle est cationique, quasi neutre ou anionique à chaque étape.

À observer

À pH 8,6, les trois protéines portent une charge nette négative et migrent toutes vers l’anode ; la protéine A, la plus éloignée de son pI, va le plus loin.
À pH 6,0, B se trouve près de son pI et reste presque sur place, tandis que C (pI 9,5 > pH) est protonée et migre vers la cathode.

Explication

Une protéine est un polyélectrolyte : sous son point isoélectrique $pI$ elle est protonée et positive, au-dessus elle est déprotonée et négative, et à $pH = pI$ sa charge nette est nulle. Dans un champ $E$ , la vitesse de dérive vaut la charge nette divisée par le frottement du papier et du solvant, soit $v \propto q_\mathrm{net}E$ . Deux migrations à des pH différents peuvent donc trier le même mélange à la fois par vitesse et par direction.

Histoire de l’expérience

Arne Tiselius a construit le premier appareil d’électrophorèse à frontière mobile à Uppsala dans les années 1930, récompensé par le Nobel de chimie 1948. Les versions sur papier se sont répandues dans les laboratoires hospitaliers des années 1940–50 pour le profil des protéines sériques, avant que les gels et les capillaires ne prennent le relais.

Chimistes associés

Frederick Sanger

Sujets liés

Structure et fonction des protéines Chromatographie ionique, électrophorèse capillaire

Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.