ニトロセルロース膜とPVDF膜の主な違いは、ニトロセルロース膜はタンパク質結合能が高いのに対し、PVDF膜はタンパク質結合能が比較的低いことである。
さらに、タンパク質分子がニトロセルロース膜に疎水性相互作用で結合するのに対して、PVDF膜には疎水性相互作用と双極子相互作用の両方で結合することが分かっています。
また、ニトロセルロース膜はPVDF膜に比べ、感度が高い。
ゲル電気泳動で分離したタンパク質を転写するウェスタンブロットでは、ニトロセルロース膜とPVDF膜の2種類の膜が使用されています。
一般に、ブロッティングにおける膜の主な機能は、タンパク質断片を保持する物理的な足場として機能することである。
主な対象分野
- ニトロセルロースメンブレンとは？
– 定義、特徴、重要性 - PVDF膜とは
– 定義、特徴、重要性 - ニトロセルロース膜とPVDF膜の共通点
– 共通点の概要 - ニトロセルロース膜とPVDF膜の違いについて
– 主な違いの比較
キーワード
ニトロセルロース膜、タンパク質結合能、PVDF膜、感度、ウェスタンブロット
ニトロセルロースメンブレンとは？
ニトロセルロースメンブレンは、ウェスタンブロッティングに最初に使用されたメンブレンの一種です。
即効性があり、ほぼ不可逆的であるため、現在でもこの手法の最も一般的な選択肢となっています。
また、ニトロセルロース膜は水和しやすいという特徴もあります。
しかし、剥離、リポビング、過酷な化学処理には不向きです。
支持されたニトロセルロース膜は、その不活性な支持構造が強度と弾力性を高めるので、セット選択の1つです。
さらに、ウェスタンブロッティングでは、ゲル上のタンパク質断片をニトロセルロース膜に転写する電気泳動転写と呼ばれるプロセスを行う。
このプロセスの原理は、負電荷を帯びたタンパク質が陽極に向かって移動することである。
PVDF膜とは
PVDF膜は、ウェスタンブロッティングで使用されるもう一つの膜です。
ニトロセルロース膜と比較して、タンパク質結合能が高いため、検出感度も高くなります。
そのため、検出の感度も高くなります。
しかし、感度が上がった分、発現量の少ないタンパク質が検出されるため、バックグラウンドが高くなる。
図2: ニトロセルロース膜
また、ニトロセルロース膜の場合、PVDF膜は転写バッファーとともに使用する前にメタノールでプレウェットする必要がない。
このため、低SDS/高メタノール溶液による高分子量タンパク質の沈殿を防ぐことができます。
一方、転写バッファーにSDSが含まれることで、PVDF膜でのブロッティング効率が向上します。
ニトロセルロース膜とPVDF膜の類似性
- ニトロセルロースとPVDF膜は、ウェスタンブロットで使用される2種類の膜です。
- これらは、分離したタンパク質断片をゲル上に結合させるために重要です。
- さらに、電気泳動移動と呼ばれるプロセスで変換が行われる。
- タンパク質は主に疎水性相互作用によって膜に結合する。
- その代表的な孔径は0.1、0.2、0.45μmです。 基本的に0.1μmと0.2μmの孔径は、小さなペプチドや15kDa以下の低分子量タンパク質に重要です。0.45μmのメンブレンは、ほとんどのタンパク質のブロッティングに適しています。一方、タンパク質の定量や低濃度での負荷の場合は、小さなポアサイズを使用するのがよいでしょう。
- さらに、メタノールでプレカットされたプレウェット膜は、利便性、再現性、ハイスループットなアプリケーションに理想的です。
- どちらもタンパク質結合能と感度が非常に高いです。
- また、バックグラウンドや非特異的な結合にも強いという特徴があります。
- また、化学発光法や蛍光法により、特定のタンパク質を検出することができます。
ニトロセルロース膜とPVDF膜の違いについて
定義
ニトロセルロース膜は、ウエスタンブロットでタンパク質を固定化するために使用される粘着性のある膜です。
一方、PVDF膜は、ウェスタンブロットで使用されるもう一つの膜で、高い結合能力を持つタンパク質の移動に使用されます。
物理的特性
ニトロセルロース膜は脆く壊れやすいが、PVDF膜は物理的な耐久性があります。
耐薬品性
ニトロセルロース膜は耐薬品性がありませんが、PVDF膜は耐薬品性があります。
プリウエット
ニトロセルロース膜はメタノールでプレウェットする必要がありますが、PVDF膜はプレウェットする必要がありません。
タンパク質結合能
さらに、ニトロセルロース膜はタンパク質結合能が比較的低い（80～100μg/cm2）のに対し、PVDF膜はタンパク質結合能が高い（170～200μg/cm2）ことがわかる。
タンパク質の相互作用
タンパク質は、ニトロセルロース膜には疎水性相互作用で、PVDF膜には疎水性相互作用と双極子相互作用で結合する。
SDS
ニトロセルロース膜は、低分子量タンパク質の結合を促進し、タンパク質の膜透過を防ぐために、転写バッファーにSDSを必要としませんが、SDSはPVDF膜へのタンパク質のブロッティング効率を高めます。
ウェスタンブロッティングでの使用方法
低分子量タンパク質にはニトロセルロース膜を、高分子量タンパク質には PVDF 膜を使用します。
感度
さらに、ニトロセルロース膜は比較的低感度であるが、PVDF膜は結合能が高いため高感度であることがわかる。
背景
ニトロセルロース膜は感度が低いためバックグラウンドが低く、PVDF膜は感度が高いため低発現タンパク質の検出にはバックグラウンドが高くなる。
ストリッピングとリプロビング
このほか、ニトロセルロース膜はストリッピングやリプローブが困難であるのに対し、PVDF膜は疎水性が高いためストリッピングやリプローブが容易であることが挙げられます。
その他の用途
ニトロセルロース膜は核酸（300bp以下）分析、アミノ酸分析、ドット／スロットブロッティングに、PVDF膜はタンパク質シークエンス、アミノ酸分析、固相アッセイ系に使用されます。
結論
ニトロセルロース膜は、ウェスタンブロットで重要な膜の一種である。
しかし、タンパク質結合能や感度は比較的低い。
また、バックグラウンドも低くなる。
また、主に高分子量タンパク質の分離に使用される。
PVDF膜は、ウェスタンブロットで高分子量タンパク質の分離に使用されるもう一つのタイプの膜です。
また、この膜は、タンパク質結合能や感度が比較的高いのが特徴です。
しかし、バックグラウンドが高くなる。
従って、ニトロセルロースとPVDF膜の主な違いは、タンパク質結合能と感度になります。
