La focalisation isoélectrique (IEF), également appelée électrofocalisation, est un moyen de séparer des molécules en fonction des différences de leur charge électrique. C’est un type d’électrophorèse, un phénomène où des particules peuvent être dispersées dans un fluide par l’application d’un champ électrique constant. Dans les cellules vivantes, la focalisation isoélectrique se produit naturellement, mais elle est souvent recréée en laboratoire à l’aide de protéines en suspension dans un gel.
La capacité de séparer des molécules en focalisation isoélectrique est basée sur une compréhension du niveau de pH de différentes protéines. Les protéines peuvent avoir un pH compris entre 1 et 12. La charge nette d’une protéine sera déterminée par le niveau de pH de l’environnement local. Par exemple, une protéine pourrait avoir une charge nette neutre, positive ou négative en fonction du pH de l’environnement.
La charge nette de toute protéine est la somme totale de ses charges positives et négatives. Ceci est déterminé par le fait que les chaînes aminés qui composent la protéine soient acides ou basiques. Lorsqu’il y a plus de groupes acides que de groupes basiques, le pH résultant sera faible ou acide. Lorsqu’il y a plus de groupes basiques que de groupes acides, le pH résultant sera élevé ou basique. La plupart des protéines auront un pH de 3 à 12, avec une concentration élevée de l’ordre de 4 à 7.
Les protéines sont chargées positivement lorsqu’elles sont dans une solution dont le pH est inférieur à celui de la protéine elle-même. Ils auront une charge négative lorsque la valeur du pH de la solution a une valeur de pH supérieure à leur propre pH. Par conséquent, le niveau de pH de la protéine est appelé le point isoélectrique de la protéine. La focalisation isoélectrique se produit lorsque l’environnement de la protéine est manipulé à l’aide d’un champ électrique.
Lorsqu’un champ électrique est appliqué à l’environnement de la protéine, il affecte le comportement des particules de la protéine. Cela signifie que lorsque la protéine est soumise à un environnement qui est au même niveau de pH qu’elle, les particules de la protéine ne bougeront pas. Cependant, lorsque la protéine est soumise à un environnement dont le pH est inférieur à lui-même, les particules se déplacent vers la cathode. Si l’environnement de la protéine a un pH plus élevé que le sien, les particules se déplaceront vers l’anode. La focalisation isoélectrique nécessite de manipuler l’environnement de la protéine afin que ses particules se déplacent dans la direction souhaitée.