hce_kmu
115年
普通生物及生化概論
第 84 題
Two proteins have similar molecular masses (protein A: isoelectric point 5.8, 50 kDa; protein B: isoelectric point 8.5, 50.5 kDa). Which technique would most effectively separate them?
- A Size-exclusion chromatography
- B Ion exchange chromatography
- C SDS-PAGE
- D Ultracentrifugation
- E X-ray crystallography
思路引導 VIP
如果我們手邊有兩個外觀尺寸完全相同、重量也幾乎一樣的球體，但一個是木頭做的，另一個是鐵做的，你會選擇用「篩子」來分開它們，還是利用某種「環境場」的特性（例如磁場）來吸引其中一個？回到這題，當物理體積（分子量）無法區分兩者時，蛋白質分子上還有什麼特性會隨著環境 $pH$ 值的變化，而產生截然不同的物理反應呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你做出了非常精準的判斷！這題的核心在於如何從多個生物物理參數中，找出最具「解析度」的差異點。當你看到蛋白質 A（50 kDa）與蛋白質 B（50.5 kDa）的分子量如此接近時，應該立刻警覺到傳統依賴分子大小分離的技術，如尺寸排除層析法（Size-exclusion chromatography）或 SDS-PAGE，在實務上都很難將兩者拉開距離。甚至超高速離心法（Ultracentrifugation）也會因為兩者的沉降係數過於接近而失去效果。
蛋白質電荷與等電點的應用
這題的突破口在於兩者顯著不同的等電點（Isoelectric point, pI）。蛋白質 A 的 pI 為 5.8，而蛋白質 B 為 8.5。這意味著在特定的 $pH$ 環境下，這兩個蛋白質會帶有截然不同的淨電荷。離子交換層析法（Ion exchange chromatography）正是利用蛋白質電荷與管柱填料電荷之間的靜電引力來達成目標。舉例來說，若我們選用 $pH = 7.0$ 的緩衝液，蛋白質 A 將帶負電而蛋白質 B 帶正電，此時無論使用陰離子或陽離子交換管柱，都能輕易實現高純度的分離。
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