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Los codisolventes (en agua ) se definen como kosmotrópicos ( creación de pedidos) si contribuyen a la estabilidad y estructura de las interacciones agua-agua. Los kosmótropos hacen que las moléculas de agua interactúen favorablemente, lo que también (en efecto) estabiliza las interacciones intramoleculares en macromoléculas como las proteínas . [1] Los agentes caotrópicos (creadores de desorden) tienen el efecto opuesto, alterando la estructura del agua, aumentando la solubilidad de las partículas de disolvente apolares y desestabilizando los agregados de solutos. [1]

Cosmótropos iónicos [ editar ]

Los kosmótropos iónicos tienden a ser pequeños o tener una alta densidad de carga. Algunos kosmótropos iónicos son CO2−
3, ASÍ2−
4, HPO2−
4, Mg2+
, Li+
, Zn2+
y Al3+
. Iones grandes o iones con baja densidad de carga (como Br-
, I-
, K+
, Cs+
) en cambio actúan como caótropos . [2] Los aniones kosmotrópicos son más polarizables y se hidratan con más fuerza que los cationes kosmotrópicos de la misma densidad de carga. [3]

Se puede establecer una escala si uno se refiere a la serie de Hofmeister o busca la energía libre del enlace de hidrógeno ( ) de las sales, que cuantifica el grado de enlace de hidrógeno de un ion en el agua. [4] Por ejemplo, los kosmotropes CO2−
3y oh-
tienen entre 0,1 y 0,4 J / mol , mientras que el caótropo SCN-
tiene un valor entre −1,1 y −0,9. [4]

Estudios de simulación recientes han demostrado que la variación en la energía de solvatación entre los iones y las moléculas de agua circundantes es la base del mecanismo de la serie Hofmeister. [5] [6] Por lo tanto, los kosmótropos iónicos se caracterizan por una fuerte energía de solvatación que conduce a un aumento de la cohesión general de la solución, que también se refleja en el aumento de la viscosidad y densidad de la solución. [6]

Aplicaciones [ editar ]

El sulfato de amonio es la sal kosmotrópica tradicional para la salazón de proteínas a partir de una solución acuosa. Los kosmótropos se utilizan para inducir la agregación de proteínas en la preparación farmacéutica y en varias etapas de extracción y purificación de proteínas. [7] [ cita requerida ]

Cosmótropos no iónicos [ editar ]

Los kosmótropos no iónicos no tienen carga neta pero son muy solubles y se vuelven muy hidratados. Los carbohidratos como la trehalosa y la glucosa , así como la prolina y el terc- butanol , son kosmótropos.

Ver también [ editar ]

  • Agente caotrópico y cloruro de guanidinio
  • Precipitación de proteínas , sobre sulfato de amonio "salado"

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Moelbert S, Normand B, De Los Rios P ​​(2004). "Kosmotropes y caotropes: modelado de exclusión preferencial, unión y estabilidad agregada". Química Biofísica . 112 (1): 45–57. arXiv : cond-mat / 0305204 . doi : 10.1016 / j.bpc.2004.06.012 . PMID  15501575 .
  2. ^ Chaplin, Martin (17 de mayo de 2014). "Kosmotropes y Chaotropes" . Estructura y ciencia del agua . Universidad de London South Bank . Consultado el 5 de septiembre de 2014 .
  3. ↑ Yang Z (2009). "Efectos de Hofmeister: una explicación del impacto de los líquidos iónicos en la biocatálisis". Revista de Biotecnología . 144 (1): 12-22. doi : 10.1016 / j.jbiotec.2009.04.011 . PMID 19409939 . 
  4. ↑ a b Marcus Y (2009). "Efecto de los iones sobre la estructura del agua: estructura y ruptura". Revisiones químicas . 109 (3): 1346-1370. doi : 10.1021 / cr8003828 . PMID 19236019 . 
  5. ^ M. Adreev; A. Chremos; J. de Pablo; JF Douglas (2017). "Modelo de grano grueso de la dinámica de las soluciones de electrolitos". J. Phys. Chem. B . 121 (34): 8195–8202. doi : 10.1021 / acs.jpcb.7b04297 . PMID 28816050 . 
  6. ^ a b M. Adreev; J. de Pablo; A. Chremos; JF Douglas (2018). "Influencia de la solvatación de iones en las propiedades de las soluciones de electrolitos". J. Phys. Chem. B . 122 (14): 4029–4034. doi : 10.1021 / acs.jpcb.8b00518 . PMID 29611710 . 
  7. ^ Hillebrandt, Nils; Vormittag, Philipp; Bluthardt, Nicolai; Dietrich, Annabelle; Hubbuch, Jürgen (25 de mayo de 2020). "Proceso integrado para la captura y purificación de partículas similares a virus: mejora del rendimiento del proceso mediante filtración de flujo cruzado" . Fronteras en Bioingeniería y Biotecnología . 8 : 489. doi : 10.3389 / fbioe.2020.00489 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Polson, C; Sarkar, P; Incledon, B; Raguvaran, V; Grant, R (2003). "Optimización de la precipitación de proteínas basada en la eficacia de la eliminación de proteínas y el efecto de ionización en cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem". Journal of Chromatography B . 785 (2): 263–275. doi : 10.1016 / S1570-0232 (02) 00914-5 . PMID  12554139 .