8.7.Аффинная хроматография

Относительно слабое обратимое взаимодействие между молеку­лами биполимеров и сорбентом может осуществляться за счет сил биологического сродства. Такие силы действуют, например, между ферментом и его субстратом или ингибитором, антигеном и антите­лом, гормоном и рецептором и т. д. Для осуществления фракциони­рования по биологическому сродству, т. е. методом аффинной хро­матографии, один из «партнеров» такой пары химически закрепляют на матрице «биоаффинного» сорбента, а сорбцией и элюцией второго «партнера» управляют путем изменения условий биологического взаимодействия в результате введения в элюент солей, мочевины, детергентов, конкурирующих молекул или изменения его рН (см. рисунок).

 

В большинстве случаев имеет место не хроматографический процесс фракционирования   смеси веществ, а очистка одного из них путем избирательной сорбции, промывки и последующей десорбции. Впрочем, возможны варианты и истинной хроматографии, исполь­зующей явление аффинного взаимодействия. При этом фракциони­рованию подвергается смесь близко родственных биологических макромолекул, различающихся по своему сродству к одному тому же   аффинному   сорбенту.

Иногда явление биологического сродства используется только в процессе элюции. В этом случае вещество связывается с поверх­ностью твердого сорбента за счет ионного взаимодействия или сил адсорбции, а элюцию осуществляют путем увеличения его сродства к элюенту, куда вводят биологически родственные (в указанном выше смысле) молекулы. Такой процесс было бы точнее называть аффинной элюцией. Имеются примеры, когда один из партнеров аффинной пары имеет не биологическое происхождение, а представ­ляет собой, например, сложный краситель, пространственная конфи­гурация которого имитирует какую-либо биологическую структуру.

Аффинная хроматография отличается чрезвычайно высокой из­бирательностью, присущей биологическим взаимодействиям. Не­редко одна хроматографическая процедура позволяет очистить нужный белок в тысячи раз. Это оправдывает затраты усилий на приготовление аффинного сорбента, что не всегда оказывается лег­кой задачей ввиду опасности утраты биологическими молекулами способности к специфическому взаимодействию в ходе их ковалентного присоединения к матрице.

Очистку белков и нуклеиновых кислот на аффинных сорбентах часто ведут не на колонках, а в объеме — методами центрифугиро­вания и декантации.

Таблица 5. Особенности аффинной хроматографии.

Разделяемые вещества	Компоненты биологичеких пар – фермент-субстрат, антиген-антитело, рецептор-лиганд и т.д.
Механизм разделения	Практически все виды взаимодействий
Сорбенты	Пришитые к матрице через спейсер компоненты биологических пар
Элюенты	Буферные растворы
Достоинства	Выделяет нужный объект из большого объема раствора и с высокой степенью чистоты
Недостатки	Сложный метод. Для любого объекта требуется синтез соответствующего уникального сорбента.