Los amortiguadores de Good (también amortiguadores de Good ) son veinte agentes amortiguadores para la investigación bioquímica y biológica seleccionados y descritos por Norman Good y sus colegas durante 1966-1980. [1] [2] [3] La mayoría de los tampones eran nuevos compuestos zwiteriónicos preparados y probados por Good y sus compañeros de trabajo por primera vez, aunque algunos ( MES , ADA , BES , Bicine) eran compuestos conocidos previamente pasados por alto por los biólogos. Antes del trabajo de Good, los biólogos tenían acceso a pocos tampones de iones de hidrógeno entre pH 6 y 8, y con frecuencia se habían utilizado tampones muy inapropiados, tóxicos, reactivos e ineficientes. Los amortiguadores de Many Good se convirtieron y siguen siendo herramientas cruciales en los laboratorios biológicos modernos.
Criteria de selección
Good trató de identificar compuestos amortiguadores que cumplieran varios criterios que pudieran ser valiosos en la investigación biológica.
- p K a : Debido a que la mayoría de las reacciones biológicas tienen lugar con un pH casi neutroentre 6 y 8, los tampones ideales tendríanvalores de p K a en esta región para proporcionar la máxima capacidad tampón allí.
- Solubilidad: para facilitar el manejo y debido a que los sistemas biológicos están en sistemas acuosos, se requería una buena solubilidad en agua. La baja solubilidad en solventes apolares (grasas, aceites y solventes orgánicos) también se consideró beneficiosa, ya que esto tendería a evitar que el compuesto tampón se acumulara en compartimentos apolares en sistemas biológicos: membranas celulares y otros compartimentos celulares.
- Impermeabilidad de la membrana: idealmente, un tampón no pasará fácilmente a través de las membranas celulares, esto también reducirá la acumulación de compuesto tampón dentro de las células .
- Efectos mínimos de la sal: los tampones altamente iónicos pueden causar problemas o complicaciones en algunos sistemas biológicos.
- Influencias en la disociación: Debe haber una influencia mínima de la concentración del tampón, la temperatura y la composición iónica del medio en la disociación del tampón.
- Interacciones catiónicas con buen comportamiento: si los tampones forman complejos con ligandos catiónicos , los complejos formados deberían permanecer solubles. Idealmente, al menos algunos de los compuestos tamponantes no formarán complejos.
- Estabilidad: Los tampones deben ser químicamente estables, resistiendo la degradación enzimática y no enzimática.
- Inercia bioquímica: los tampones no deben influir ni participar en ninguna reacción bioquímica.
- Absorbancia óptica: los tampones no deben absorber luz visible o ultravioleta en longitudes de onda superiores a 230 nm para no interferir con los ensayos espectrofotométricos de uso común .
- Facilidad de preparación: los tampones deben prepararse y purificarse fácilmente a partir de materiales económicos.
Lista de búferes de Good
La siguiente tabla presenta los valores de p K a a 20 ° C. Los valores cambian en ca. 0,01 por grado de temperatura. [1] [3] El artículo original de 1966 de Good tenía dos búferes más antiguos (marcados con cursiva ) para comparar. En 1972, Good publicó una segunda lista con tres búferes más, y se agregaron cinco más en 1980.
Buffer | p K a | Fecha Agregada |
---|---|---|
MES | 6.15 | 1966 |
Metano bis-tris | 6,60 | |
ADA | 6,62 | 1966 |
Propano bis-tris | 6,80 | |
TUBERÍA | 6,82 | 1966 |
ACES | 6,88 | 1966 |
MOPSO | 6,95 | 1980 |
Cloruro de colamina | 7,10 | 1966 |
Trapeadores | 7.15 | 1972 |
BES | 7.17 | 1966 |
TES | 7.5 | 1966 |
HEPES | 7.55 | 1966 |
DIPSO | 7,6 | 1980 |
MOBS | 7,6 | |
Acetamidoglicina | 7.7 | 1966 |
TAPSO | 7,6 | 1980 |
TÉ | 7.8 | |
POPSO | 7,85 | 1980 |
HEPPSO | 7,9 | 1980 |
EPS | 8.0 | |
HEPPS | 8.1 | 1972 |
Tricina | 8.15 | 1966 |
Tris | 8.2 | 1966 |
Glicinamida | 8.2 | 1966 |
Glicilglicina | 8.2 | 1966 |
HEPBS | 8.3 | |
Bicine | 8,35 | 1966 |
Grifos | 8.55 | 1972 |
AMPB | 8.8 | |
CHES | 9.3 | |
CAPSO | 9,6 | |
AMPERIO | 9,7 | |
TAPAS | 10,4 | |
CABS | 10,7 |
Todos los agentes tamponantes cumplen su función porque contienen un grupo ácido (acetato, fosfato, sulfonato ..) o un grupo básico (amino, piridilo ..). Una consecuencia de esto es que pueden formar complejos con los iones biológicamente importantes Na + , K + , Mg 2+ y Ca 2+ y pueden competir por el ion metálico contenido en una metaloproteína . de hecho, Good afirmó que "puede ser que la búsqueda de la inercia biológica universal sea inútil".
Los tampones que contienen piperazina ( PIPES , HEPES , POPSO y EPPS ) pueden formar radicales y deben evitarse en estudios de procesos redox en bioquímica. [4] [5]
La tricina es fotooxidada por las flavinas y, por tanto, reduce la actividad de las enzimas flavonas a la luz del día. Los ácidos libres de ADA, POPSO y PIPES son poco solubles en agua, pero son muy solubles como sales monosódicas. ADA absorbe la luz ultravioleta por debajo de 260 nm y ACES la absorbe a 230 nm y menos.
A lo largo de los años, p K a sy otros valores termodinámicos de muchos tampones de Good se han investigado y reevaluado a fondo. [6] En general, Norman Good y sus colaboradores llamaron la atención de la comunidad científica sobre la posibilidad y los beneficios de utilizar tampones zwiteriónicos en la investigación biológica. Desde entonces, se investigaron otros compuestos zwiteriónicos, incluidos AMPSO, CABS, CHES, CAPS y CAPSO, para su uso en un contexto biológico.
Ver también
- Solución tampón
Referencias
- ^ a b Bueno, Norman E .; Winget, G. Douglas; Invierno, Wilhelmina; Connolly, Thomas N .; Izawa, Seikichi; Singh, Raizada MM (1966). "Tampones de iones de hidrógeno para la investigación biológica". Bioquímica . 5 (2): 467–477. doi : 10.1021 / bi00866a011 . PMID 5942950 .
- ^ Bien, Norman E .; Izawa, Seikichi (1972). "Tampones de iones de hidrógeno". Métodos Enzymol . 24 : 53–68. doi : 10.1016 / 0076-6879 (72) 24054-x . PMID 4206745 .
- ^ a b Ferguson, WJ; Braunschweiger, KI; Braunschweiger, WR; Smith, JR; McCormick, JJ; Wasmann, CC; Jarvis, NP; Bell, DH; Bueno, NE (1980). "Tampones de iones de hidrógeno para la investigación biológica". Anal. Biochem . 104 (2): 300–310. doi : 10.1016 / 0003-2697 (80) 90079-2 . PMID 7446957 .
- ^ Grady, JK; Chasteen, ND; Harris, DC (1988). "Radicales de los" amortiguadores "de" Good ". Anal. Biochem . 173 (1): 111-115. doi : 10.1016 / 0003-2697 (88) 90167-4 . PMID 2847586 .
- ^ Kirsch, M .; Lomonosova, EE; Korth, H.-G .; Sustmann, R .; de Groot, H. (1998). "Formación de peróxido de hidrógeno por reacción de peroxinitrito con HEPES y aminas terciarias relacionadas. Implicaciones para un mecanismo general" . J. Biol. Chem . 273 (21): 12716–12724. doi : 10.1074 / jbc.273.21.12716 . PMID 9582295 .
- ^ Goldberg, R .; Kishore, N .; Lennen, R. (2002). "Cantidades termodinámicas para las reacciones de ionización de tampones" (PDF) . J. Phys. Chem. Árbitro. Datos . 31 (2): 231–370. Código Bibliográfico : 2002JPCRD..31..231G . doi : 10.1063 / 1.1416902 . Archivado desde el original (PDF) el 2008-10-06.