Good-Puffer
Ein Good-Puffer (englisch Good's buffer) ist ein in der Biochemie verwendeter Puffer nach den Kriterien von Norman Good.
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Norman E. Good und Mitarbeiter entwickelten zwischen 1966 und 1980 zwanzig Substanzen zur Verwendung als Puffer.[1][2][3] Im Gegensatz zu anderen Puffersubstanzen sollten Good-Puffer möglichst wenige Wechselwirkungen mit Proteinen, eine hohe Löslichkeit, keine Diffusion durch Biomembranen, einen Pufferbereich zwischen pH 6 und 8, eine geringe Toxizität, eine geringe UV-Absorption, eine Unabhängigkeit der Pufferwirkung von anderen Faktoren, eine kostengünstige Herstellung und eine metabolische und chemische Stabilität aufweisen. Einige Good-Puffer sind Zwitterionen, z. B. Morpholinoethansulfonsäure (MES), 3-(N-Morpholino)propansulfonsäure (MOPS), ADA, BES und Bicin.
Drei der Good-Puffer neigen nur wenig zur Komplexierung von Metallionen, MES, MOPS und PIPES. Piperazin-enthaltende Puffer (PIPES, HEPES, POPSO und HEPPS) können Radikale bilden und sollten daher bei Redox-Untersuchungen vermieden werden.[4][5] In Anwesenheit von Licht, Sauerstoff und HEPES wird Wasserstoffperoxid gebildet, das zytotoxisch wirkt.[6][7] Tricin wird durch Flavine photooxidiert und mindert unter Tageslicht die Aktivität von Flavone-enthaltenden Enzymen. Die Säuren von ADA, POPSO und PIPES sind schwerlöslich. ADA absorbiert UV-Licht unterhalb einer Wellenlänge von 260 nm, ACES absorbiert unterhalb von 230 nm.
Nach Good wurden einige weitere Good-Puffer entwickelt, z. B. AMPSO, CABS, CHES, CAPS, CAPSO.
Vertreter
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Folgende Tabelle enthält die effektiven pKa-Werte, die von Good bei 20 °C und bei einer Konzentration von etwa 100 mM gemessen wurden. Die entstehenden pH-Werte sind konzentrations- und temperaturabhängig.[8]
| Puffer | pKa bei 20 °C | ΔpKa/°C | Löslichkeit in Wasser bei 0 °C |
|---|---|---|---|
| MES | 6,15 | −0,011 | 0,65M |
| ADA | 6,62 | −0,011 | - |
| PIPES | 6,82 | −0,0085 | - |
| ACES | 6,88 | −0,020 | 0,22M |
| MOPSO | 6,95 | −0,015 | 0,75M |
| Cholaminchlorid | 7,10 | −0,027 | 4,2M (als HCl) |
| MOPS | 7,15 | −0,013 | hoch |
| BES | 7,17 | −0,016 | 3,2M |
| TES | 7,5 | −0,020 | 2,6M |
| HEPES | 7,55 | −0,014 | 2,25M |
| DIPSO | 7,6 | −0,015 | 0,24M |
| Acetamidoglycin | 7,7 | - | sehr hoch |
| TAPSO | 7,7 | −0,018 | 1,0M |
| POPSO | 7,85 | −0,013 | - |
| HEPPSO | 7,9 | −0,01 | 2,2M |
| HEPPS | 8,1 | −0,015 | hoch |
| Tricin | 8,15 | −0,021 | 0,8M |
| Glycinamid | 8,2 | −0,029 | 6,4M (als HCl) |
| Bicin | 8,35 | −0,018 | 1,1M |
| TAPS | 8,44 | −0,027 | hoch |
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Norman E. Good, G. Douglas Winget, Wilhelmina Winter, Thomas N. Connolly, Seikichi Izawa, Raizada M. M. Singh: Hydrogen Ion Buffers for Biological Research. In: Biochemistry. 5. Jahrgang, Nr. 2, 1966, S. 467–477, doi:10.1021/bi00866a011, PMID 5942950.
- ↑ Norman E. Good, Seikichi Izawa: Hydrogen ion buffers. In: Methods Enzymol. 24. Jahrgang, 1972, S. 53–68, doi:10.1016/0076-6879(72)24054-x, PMID 4206745.
- ↑ W. J. Ferguson, K. I. Braunschweiger, W. R. Braunschweiger, J. R. Smith, J. J. McCormick, C. C. Wasmann, N. P. Jarvis, D. H. Bell et al.: Hydrogen Ion Buffers for Biological Research. In: Anal Biochem. 104. Jahrgang, Nr. 2, 1980, S. 300–310, doi:10.1016/0003-2697(80)90079-2, PMID 7446957.
- ↑ J. K. Grady, N. D. Chasteen, D. C. Harris: Radicals from "Good's" buffers. In: Anal. Biochem. 173. Jahrgang, Nr. 1, 1988, S. 111–115, doi:10.1016/0003-2697(88)90167-4, PMID 2847586.
- ↑ M. Kirsch, E. E. Lomonosova, H.-G. Korth, R. Sustmann, H. de Groot: Hydrogen peroxide formation by reaction of peroxynitrite with HEPES and related tertiary amines. Implications for a general mechanism. In: J Biol Chem. 273. Jahrgang, Nr. 21, 1998, S. 12716–12724, doi:10.1074/jbc.273.21.12716, PMID 9582295.
- ↑ J. S. Zigler, J. L. Lepe-Zuniga, B. Vistica, I. Gery: Analysis of the cytotoxic effects of light-exposed hepes-containing culture medium. In: In Vitro Cellular & Developmental Biology. Band 21, Nr. 5, Mai 1985, ISSN 1054-5476, S. 282–287, doi:10.1007/BF02620943 (springer.com [abgerufen am 13. Januar 2023]).
- ↑ Jose Luis Lepe-Zuniga, J.S. Zigler, Igal Gery: Toxicity of light-exposed Hepes media. In: Journal of Immunological Methods. Band 103, Nr. 1, Oktober 1987, S. 145, doi:10.1016/0022-1759(87)90253-5 (elsevier.com [abgerufen am 13. Januar 2023]).
- ↑ R. Goldberg, Kishore, N.; Lennen, R.: Thermodynamic Quantities for the Ionization Reactions of Buffers. In: J. Phys. Chem. Ref. Data. 31. Jahrgang, Nr. 2, 2002, S. 231–370, doi:10.1063/1.1416902 (englisch, nist.gov ( des vom 6. Oktober 2008 im Internet Archive) [abgerufen am 25. Mai 2014]).