브래드포드 단백질 정량법 (Bradford assay)

한 줄 정의: 쿠마시 블루 색소가 단백질과 결합하면 색이 변하는 성질을 이용해, 시료 속 단백질의 총 농도를 빠르게 측정하는 비색 정량법입니다.

쉽게 풀면

웨스턴 블롯을 하기 전에는 각 시료에 정확히 같은 양의 단백질을 넣어야 통로 사이를 공정하게 비교할 수 있습니다. 그런데 눈으로 봐서는 시료 속 단백질이 얼마나 들어있는지 알 수 없습니다.

브래드포드 정량법은 쿠마시 브릴리언트 블루라는 색소를 시료에 섞었을 때, 단백질과 결합한 색소의 흡광도가 단백질 농도에 비례해 변한다는 원리를 이용합니다. 농도를 이미 아는 표준 단백질(흔히 소혈청알부민)로 검량선을 그려두면, 미지 시료의 흡광도만 재서 정확한 단백질 농도를 계산할 수 있습니다.

왜 중요한가

단백질 정량은 웨스턴 블롯, 효소 활성 측정, 프로테오믹스 시료 준비 등 단백질을 다루는 거의 모든 실험의 첫 단계입니다.

시료 간 단백질 총량을 정확히 맞추지 않으면 그 이후에 나오는 발현량 비교나 활성 비교 결과 자체를 신뢰할 수 없기 때문에, 브래드포드 정량법은 논문의 본문보다는 재료 및 방법(Materials and Methods) 절에 거의 항상 등장하는 기초 절차로 다뤄집니다.

조작이 간단하고 반응이 빨라 세포생물학, 생화학, 미생물학 등 다양한 분야의 실험실에서 표준 정량법으로 널리 채택되어 있습니다.

어떤 절차인가

산성 용액에 든 쿠마시 브릴리언트 블루 G-250 색소 시약을 시료와 섞습니다. 색소는 단백질에 붙으면 흡수 최대 파장이 약 465 nm에서 595 nm로 옮겨 가 푸른색이 짙어집니다(Bradford, 1976; Compton & Jones, 1985).
수 분 뒤 595 nm에서 흡광도를 읽습니다.
같은 방식으로 농도를 아는 표준 단백질(흔히 BSA)을 단계별로 처리해 검량선을 만들고, 시료의 흡광도를 대입해 농도를 구합니다.

가상의 예: BSA 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5 mg/mL에서 블랭크를 뺀 A₅₉₅가 0, 0.062, 0.121, 0.178, 0.236, 0.347이었습니다. 직선은 기울기 0.2309, 절편 0.0034이고, 10배 희석한 시료의 A₅₉₅ 0.190은 0.808 mg/mL, 희석 배수를 곱하면 원래 시료는 약 8.08 mg/mL입니다(코드로 계산).

언제 쓰고 무엇을 얻나

웨스턴 블롯이나 효소 반응 전에 시료 간 단백질 양을 맞추는 데 가장 흔히 쓰입니다. 위 시료에서 20 μg을 올리려면 20 μg ÷ 8.08 μg/μL ≈ 2.5 μL를 취합니다.
반응이 빠르고 간단하며, 환원제가 든 완충액에도 비교적 잘 견딥니다. 반면 세제(SDS 등)가 많으면 영향을 받습니다.
색소가 주로 염기성 아미노산(특히 아르기닌)과 방향족 잔기에 붙기 때문에 단백질 종류에 따라 반응성이 다릅니다. BSA로 만든 곡선에서 구한 값은 BSA 환산 농도이며, 시료 단백질의 절대 농도와 다를 수 있습니다.
농도가 높아지면 곡선이 휘므로 표준 곡선의 선형 구간 안에서 읽도록 시료를 희석합니다.

논문에는 이렇게 적는다

정량법 이름(Bradford)과 시약 제조사, 파장(595 nm), 표준 단백질 종류와 농도 범위를 적습니다.
시료의 희석 배수와 반복 측정 횟수, 블랭크 처리 방식을 밝힙니다.
정량 결과를 이후 실험(예: 웨스턴 블롯 로딩량)에 어떻게 썼는지 연결해서 적습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.

예시 문장

아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.

"세포 용해물의 단백질 농도를 브래드포드 정량법으로 측정하여 모든 시료를 30 μg으로 맞춘 뒤 전기영동에 사용하였다."

웨스턴 블롯 결과에서 밴드 진하기 차이가 진짜 발현량 차이인지, 아니면 단순히 시료를 더 많이 넣어서인지 구분하려면 이렇게 시료량을 미리 정확히 맞춰야 합니다.

"정제된 재조합 단백질의 농도는 소혈청알부민을 표준물질로 한 브래드포드 정량법으로 결정하였으며, 이후 효소 활성 분석에 동일한 몰 농도로 사용하였다."

효소 활성이나 결합력을 비교하는 실험에서는 넣어준 단백질의 절대량이 결과 해석에 직접 영향을 주므로, 정제 단백질의 정확한 농도 확인이 특히 중요합니다.

"토양 미생물 군집에서 추출한 세포 파쇄액의 총 단백질량을 브래드포드 정량법으로 측정하여 시료 간 미생물 바이오매스를 비교하는 지표로 활용하였다."

미생물생태학이나 환경 시료 분석에서는 단백질 총량이 미생물 바이오매스를 간접적으로 나타내는 지표로도 쓰이는데, 이 경우에도 동일한 정량 원리가 적용됩니다.

조금 더 깊게 보면

브래드포드 정량법 외에도 단백질 정량에는 BCA(bicinchoninic acid) 정량법, Lowry법, 자외선(UV) 280 nm 흡광도 측정법 등이 흔히 쓰이며, 논문에서는 시료 특성에 맞춰 이 중 하나를 선택했다는 언급이 자주 등장합니다.

브래드포드법은 반응이 빠르고 대부분의 환원제에 비교적 안정적이라는 장점이 있는 반면, BCA법은 세제에 덜 민감하지만 반응 시간이 더 걸리는 편이어서 시료의 조성에 따라 선호되는 방법이 달라집니다.

검량선을 그릴 때는 흡광도와 농도 사이의 관계가 일정 범위를 벗어나면 비선형적으로 휘어질 수 있어, 시료를 적절히 희석해 표준곡선의 직선 구간 안에서 측정값을 얻는 것이 정확도를 높이는 데 중요하다고 알려져 있습니다.

주의할 점

브래드포드 정량법은 색소가 특정 아미노산(주로 아르기닌)과 잘 결합하는 성질에 기반하므로, 단백질 종류에 따라 값이 다소 다르게 나올 수 있습니다. 세제(계면활성제)가 많이 섞인 시료에서는 정확도가 떨어질 수 있어 다른 정량법을 쓰기도 합니다.

헷갈리기 쉬운 용어

단백질 정량법은 반응 원리가 달라 방해 물질과 장단점이 다릅니다.

방법	원리	알아 둘 점
Bradford	쿠마시 색소가 단백질에 결합, 595 nm	세제에 약하고 환원제에는 비교적 강함
BCA	단백질이 Cu²⁺를 Cu⁺로 환원하고 BCA가 Cu⁺와 착물을 만듦, 약 562 nm	세제에 비교적 강하나 환원제에 약함
Lowry	구리 반응에 Folin 시약 환원을 더함, 가시광선 장파장 쪽	방해 물질이 많고 절차가 김
A280	트립토판·티로신의 자외선 흡수	시약이 필요 없으나 핵산 등이 섞이면 부정확

참고 문헌

Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72(1–2), 248–254.
Compton, S. J., & Jones, C. G. (1985). Mechanism of dye response and interference in the Bradford protein assay. Analytical Biochemistry, 151(2), 369–374.
Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., & Randall, R. J. (1951). Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry, 193(1), 265–275.
Smith, P. K., Krohn, R. I., Hermanson, G. T., Mallia, A. K., Gartner, F. H., Provenzano, M. D., et al. (1985). Measurement of protein using bicinchoninic acid. Analytical Biochemistry, 150(1), 76–85.

표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.