Un sistema de purificación de proteínas de alto rendimiento económico y versátil que utiliza un adaptador de placa multicolumna

Las técnicas de purificación de proteínas para lograr cantidades de miligramos de proteínas purificadas son imprescindibles para su caracterización y análisis, especialmente para métodos biofísicos como la RMN. La purificación de proteínas también es fundamental en otras áreas de estudio, como los procesos de descubrimiento de fármacos y los estudios de interacción proteína-proteína; sin embargo, alcanzar tales cantidades de proteína pura puede convertirse en un cuello de botella para estas técnicas^1,2,3. El método principal para la purificación de proteínas es la cromatografía, que incluye una variedad de métodos que se basan en las características individuales de las proteínas y sus etiquetas. En cromatografía de afinidad, las proteínas tienen un motivo proteico o peptídico adicional que funciona como una etiqueta que tiene afinidad por un determinado sustrato en la resina de cromatografía^4. El método de afinidad más común es la cromatografía de afinidad de metales inmovilizados (IMAC) utilizando proteínas his-tagged, mientras que otro método popular es la cromatografía de intercambio iónico que separa las proteínas en función de su carga. Para obtener la mayor pureza, una combinación de cromatografía de afinidad e intercambio iónico se utiliza con frecuencia juntos, por lo general requieren costosos equipos de laboratorio para un alto rendimiento.

La era evolutiva de la proteómica funcional está alimentando la demanda de técnicas de alto rendimiento para purificar no proteínas singulares para análisis específicos, sino un gran número de proteínas simultáneamente para análisis exhaustivos y estudios de genoma completo⁵. La cromatografía de afinidad metálica inmovilizada (IMAC) es uno de los métodos más utilizados para la purificación de proteínas de alto rendimiento⁶,^7, sin^embargo,sus sistemas automatizados son costosos e inasequibles para laboratorios más pequeños⁸. Las alternativas basadas en placas más asequibles que están disponibles actualmente emplean el uso de equipos de laboratorio accesibles, como el vacío. Aunque estos métodos tienen éxito en la mejora de la velocidad de purificación, sólo puede lograr la purificación de alto rendimiento en una escala más pequeña, sólo el rendimiento de proteínas en el rango de microgramos. Estas limitaciones significan que las placas de filtro de 96 pozos preenvasadas (por ejemplo, de GE Healthcare ahora propiedad de Cytiva) no se pueden utilizar antes de las técnicas biofísicas⁹. La cromatografía por gravedad es el método de purificación más rentable; sin embargo, la configuración de múltiples columnas es inconveniente y puede ser propensa a errores para múltiples proteínas.

Se ha desarrollado un adaptador de placa de múltiples columnas (MCPA) y se ha demostrado que ejecuta con éxito y convenientemente columnas de cromatografía de afinidad paralela a la vez para purificar los dominios SH3 de levadura con etiqueta His^10. El MCPA ofrece un método de purificación de alto rendimiento rentable que no depende de una instrumentación costosa. Su diseño flexible puede purificar eficazmente miligramos de proteína por múltiples columnas de cromatografía de afinidad bajo gravedad o variedad de vacío. Además, el tipo de resina, el volumen y otros parámetros se pueden ajustar para cada columna individual para una optimización más rápida. Este estudio demuestra que la cromatografía del intercambio iónico por el MCPA se puede utilizar conjuntamente con la cromatografía de la afinidad por el MCPA para realzar la purificación del dominio Abp1 SH3. Además, hasta 24 proteínas diferentes se pueden separar en paralelo utilizando estos métodos.