Mengetahui dengan tepat berapa banyak protein dalam sampel — sebelum membuat gel, menyiapkan pengujian enzim, atau menormalkan Western blot — adalah salah satu pengukuran paling rutin di laboratorium biokimia atau biologi molekuler. Spektrofotometri UV pada 280 nm menjadikannya cepat dan tidak merusak, tetapi mendapatkan angka yang akurat bergantung pada pemilihan koefisien kepunahan yang tepat dan memahami apa yang sebenarnya diukur oleh hukum Beer-Lambert.

Mengapa A280 mengukur konsentrasi protein

Protein menyerap sinar ultraviolet paling kuat sekitar 280 nanometer karena rantai samping aromatik triptofan dan tirosin (dan, yang lebih lemah, ikatan fenilalanin dan disulfida). Berdasarkan hukum Beer-Lambert, serapan berbanding lurus dengan konsentrasi untuk panjang jalur tetap, sehingga dengan mengukur A280 Anda dapat menghitung kembali konsentrasi setelah mengetahui koefisien kepunahan sampel — konstanta proporsionalitas yang menghubungkan serapan dengan jumlah protein yang sebenarnya.

Koefisien molar vs. kepunahan massal

Koefisien kepunahan untuk protein dipublikasikan dalam dua konvensi berbeda. Koefisien kepunahan molar (ε_M, dalam M⁻¹cm⁻¹) menggambarkan serapan per mol protein dan memerlukan berat molekul protein untuk mengubah hasilnya menjadi konsentrasi massa (mg/mL). Koefisien kepunahan massal (sering diberi label ε(0,1%) atau E1%₂₈₀, dalam (mg/mL)⁻¹cm⁻¹) menggambarkan serapan per satuan konsentrasi massa secara langsung, melewatkan langkah berat molekul seluruhnya. Menggabungkan kedua konvensi tersebut — memasukkan nilai molar ke dalam rumus berbasis massa atau sebaliknya — adalah salah satu sumber kesalahan urutan besarnya yang paling umum dalam kuantifikasi protein.

Mengapa koefisien kepunahan teoretis bisa salah

Koefisien kepunahan molar biasanya dihitung secara teoritis dari rangkaian asam amino suatu protein — menghitung residu triptofan, tirosin, dan sistin (sistein terikat disulfida) dan menjumlahkan kontribusi per residu yang diketahui. Hal ini bekerja dengan baik untuk sebagian besar protein yang terlipat dengan baik dan larut, namun dapat memperkirakan serapan yang terlalu rendah atau berlebihan untuk protein dengan kofaktor terikat, terlipat yang tidak biasa, atau residu aromatik yang sedikit. Tag fusi, denaturan, dan pH juga dapat menggeser koefisien kepunahan sebenarnya dari nilai teoritis.

Kapan harus menggunakan kurva standar

Pengujian kolorimetri seperti Bradford (pengikatan pewarna Coomassie) dan BCA (asam bicinchoninic, reduksi tembaga) sama sekali tidak bergantung pada serapan UV suatu protein — pengujian ini mengukur perubahan warna yang sebanding dengan massa protein total, dikalibrasi berdasarkan kurva standar yang dibuat dari konsentrasi protein referensi yang diketahui, biasanya albumin serum sapi (BSA). Metode ini kurang sensitif terhadap komposisi asam amino protein tertentu dibandingkan A280, sehingga metode ini merupakan pemeriksaan silang yang baik — atau metode utama — untuk protein dengan sedikit residu triptofan/tirosin, atau untuk lisat mentah yang mengandung banyak protein berbeda sekaligus.

Keterbatasan estimasi berbasis A280

Pembacaan A280 cepat tetapi asumsikan sampel bebas dari kontaminan penyerap UV lainnya — asam nukleat khususnya menyerap dengan kuat pada 260 nm dan dapat merembes ke pembacaan 280 nm, sehingga meningkatkan konsentrasi protein yang terlihat. Sampel yang keruh atau partikulat menyebarkan cahaya dan juga meningkatkan pembacaan. Untuk penghitungan yang paling teliti, periksa silang estimasi berbasis A280 dengan uji kolorimetri (Bradford/BCA) atau, jika akurasi absolut paling penting, analisis asam amino.