SDS-PAGEゲル組成計算機
分離ゲルと濃縮ゲルの濃度、作製量を指定して、ゲル調製に必要な溶液量を計算します。
ゲル寸法・目的タンパク質サイズ
Laemmli法ゲル調製レシピ
ゲル組成の計算方法
SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動（SDS-PAGE）は、タンパク質をその分子量に基づいて厳密に分離します。SDSは陰イオン性界面活性剤であり、一定の比率（約1.4 g SDS / 1 g タンパク質、アミノ酸約2残基あたり1分子のSDS）で結合し、タンパク質固有の電荷をマスキングして一様な負電荷と棒状構造を与えます。
ラジカル重合反応
過硫酸アンモニウム（APS）が分解して硫酸ラジカルを発生し、TEMEDがこれを触媒・加速します。ラジカルがアクリルアミドとビスアクリルアミドの架橋重合を開始します。
ゲル細孔径と分子篩効果
アクリルアミド濃度が高いほどゲルの平均細孔径は小さくなります。低分子タンパク質（< 30 kDa）には15〜18%ゲルが必要であり、高分子複合体には6〜8%ゲルが適しています。
アクリルアミド濃度とタンパク質分離分子量範囲の対応表
| ゲル濃度 (%) | 最適分離範囲 (kDa) | 代表的なマーカータンパク質 | 推奨される用途 |
|---|---|---|---|
| 6% – 7.5% | 50 – 250+ kDa | ミオシン (200 kDa), β-ガラクトシダーゼ (116 kDa) | 超高分子複合体・大型膜タンパク質 |
| 8% – 10% | 25 – 150 kDa | ホスホリラーゼb (97 kDa), BSA (66 kDa), オボアルブミン (45 kDa) | 一般的なタンパク質解析・抗体分析 |
| 12% (標準) | 15 – 80 kDa | BSA (66 kDa), カルボニックアンヒドラーゼ (29 kDa), トリプシンインヒビター (20 kDa) | 細胞抽出液の網羅的解析・リコンビナント発現 |
| 15% | 10 – 50 kDa | リゾチーム (14.4 kDa), アプロチニン (6.5 kDa) | 小型ペプチド・サイトカイン・切断タグ |
| 18% | 4 – 30 kDa | インスリン (5.8 kDa), 微小ペプチド | 極小ペプチドおよび分解産物の検出 |
泳動パターンのシミュレーション：ゲル濃度による分離能の違い
高濃度ゲル（15%）は高分子タンパク質を上部に留める一方、低分子を良好に分離します。低濃度ゲル（8%）は低分子が抜けてしまいますが100 kDa以上の分離に威力を発揮します。
分離ゲルと濃縮ゲル
Laemmli不連続緩衝系によるシャープなバンド形成は、濃縮ゲル内での等速電気泳動（Isotachophoresis）メカニズムによるものです：
1. 濃縮フェーズ (pH 6.8 濃縮ゲル)
塩素イオン（Cl⁻）が最高移動度の先導イオンとして作用。グリシンはpH 6.8で正味電荷がほぼゼロの両性イオンとなり後行イオンとなります。タンパク質-SDS複合体はその中間の移動度を持ち、分離ゲル境界で0.1 mm以下の極薄層に濃縮されます。
2. 分離フェーズ (pH 8.8 分離ゲル)
pH 8.8の分離ゲルに入ると、グリシンが負に電離して移動度が急増し、タンパク質スタックを追い越します。その後、タンパク質は分子篩効果によって分子量順に分離されます。
計算例
計算例：1.0 mm厚 12% ミニゲル2枚の調製 (+10% 余剰)
目的：Actin（42 kDa）およびGAPDH（36 kDa）の検出。分離ゲル全量 = 11.0 mL、濃縮ゲル全量 = 4.4 mL。
- 分離ゲル (12%): 3.63 mL H₂O + 4.40 mL 30% Acr/Bis + 2.75 mL 1.5 M Tris (pH 8.8) + 110 µL 10% SDS + 110 µL 10% APS + 11 µL TEMED.
- 濃縮ゲル (4%): 2.68 mL H₂O + 0.59 mL 30% Acr/Bis + 1.10 mL 0.5 M Tris (pH 6.8) + 44 µL 10% SDS + 44 µL 10% APS + 6.6 µL TEMED.
よくある質問
ゲル組成の計算には何を入力しますか？
分離ゲルまたは濃縮ゲルの濃度、作製量、カセット条件など、画面に表示される項目を指定します。
分離ゲルと濃縮ゲルの両方を計算できますか？
はい。各ゲルの条件を指定して、それぞれの組成を計算できます。
ゲル濃度はどのように選べばよいですか？
目的の分離条件に合わせてゲル濃度を指定してください。このツールは選んだ濃度と作製量に必要な各成分量を計算します。
計算後に確認することはありますか？
使用する試薬の濃度や調製条件を確認し、入力した作製量と計算結果が一致していることを確認してください。