Este documento describe diferentes métodos de precipitación utilizados para purificar proteínas y ácidos nucleicos, incluyendo ajustes de temperatura, pH, adición de sales anti-caotrópicas y solventes orgánicos. Explica cómo estos factores pueden inducir la precipitación al exponer zonas hidrófobas o cubrir cargas electrostáticas, causando que las moléculas interaccionen y precipiten. También proporciona ejemplos comunes de sales y solventes utilizados, y cómo la constante dieléctrica afect

1. Precipitación
Procesos de Bioseparación
Guillermo Garibay Benítez

2. Generalidades
 La precipitación es un método importante de
purificación de proteínas y ácidos nucleicos.
 En bioseparaciones la precipitación implica la
conversión selectiva de un componente específico
disuelto en una mezcla compleja a una forma
insoluble utilizando métodos físicos o físico-
químicos.
 La forma insoluble es obtenida como un precipitado
(normalmente un sólido sencillo de precipitar) el cual
es separado de los componentes disueltos por
técnicas de separación sólido-líquido como la
centrifugación.

4. Factores utilizados para la precipitación de
macromoléculas biológicas
1. Enfriamiento
2. Ajuste de pH
3. Adición de solventes tales como acetona y etanol
4. Adición de sales anti-caotrópicas como sulfato de
amonio y/o sodio sulfato
5. Adición de sales caotrópicas tales como guanidina
hidrocloruro y/o urea
6. Adición de reactivos bioespecíficos como en la
inmunoprecipitación
Agente Caotrópico: sustancia que aumenta la solubilidad en agua de las
sustancias no polares y por ende tiende a desnaturalizar las proteínas
(Voet D. et al, 2 edición, 2009, Fundamentos de Bioquímica: la vida a nivel
molecular)

5. Efecto de la temperatura en la solubilidad
de proteínas
Perfiles de solubilidad de dos proteínas (A y B)

6. Efecto del pH en la solubilidad de proteínas

7.  Las sales anti-caotrópicas tales como el sulfato de
amonio y el sulfato de sodio, exponen las zonas
hidrófobas de las proteínas, removiendo la capa de
agua que cubre estas zonas en solución.
 Como resultado los residuos hidrófobos de una
proteína pueden interactuar con otros residuos que
formaran agregados y se precipitaran.
 Las sales pueden reducir la solubilidad de las
proteínas cubriendo los grupos cargados, los cuales
mantienen a las proteínas aparte en la solución.
 Cuando las cargas electroestáticas de las moléculas
de proteína son cubiertas, las moléculas interactúan
entre ellas, forman precipitados y precipitan.

9. Precipitación de proteína utilizando un
agente anti-caotrópico

10.  Las tres sales más comúnmente utilizadas
en precipitación son: sulfato de amonio
[(NH4)2SO4,] sulfato de sodio (Na2SO4) y
cloruro de sodio (NaCl).
 Algunas sales caotrópicas: urea, guanidina
hidrocloruro
 Estas sales actúan rompiendo enlaces de
hidrogéno intra-moleculares e interacciones
hidrofóbicas en proteínas.
 Se utilizan principalmente para
replegamiento de proteínas, particularmente
en el procesamiento de cuerpos de
inclusión.
 Las sales caotrópicas se utilizan en
purificación de ADN y ARN ya que
precipitan proteínas pero dejan a los ácidos

11. Precipitación utilizando solventes orgánicos
 Los solventes orgánicos precipitan proteínas y otras
macromoléculas reduciendo la constante dieléctrica
del medio en el cual están presentes. La ecuación
para precipitación de proteínas por solventes es:
 Donde:
 S = solubilidad de la proteína (Kg-mol/m3)
 Sw = solubilidad de la proteína en agua (Kg-mol/m3)
 A = una constante
 e = constante dieléctrica del medio (-)
 ew = constante dieléctrica del agua (-)

12.  Constante dieléctrica del agua a 25° (ew) = 78
 Constante dieléctrica del etanol a 25° = 24.3
 Una proteína tendrá menor solubilidad en una
mezcla etanol-agua que el agua por si sola

13. Ejemplo
 La solubilidad de ovoalbumina en agua es de 390
kg/m3. Cuando 30 mL de etanol son añadidos a 100
mL de una solución de ovoalbumina en agua a 50
mg/mL, se encuentra que 33% de la proteína
precipita. ¿Cuanta proteína precipitara si 100 mL de
etanol son añadidos a 100 mL de una solución
similar de proteína a la misma temperatura? Asuma
que la constante dieléctrica del medio varia
linealmente con la composición volumétrica de los
dos solventes.

14. Bibliografía
 Raja Ghosh, Principles of Bioseparations
Engineering, World Scientific, (2006), ISBN 981-
256-892-1