X-gal (también abreviado BCIG para 5-bromo-4-cloro-3-indolil-β- D -galactopiranósido) es un compuesto orgánico que consiste en galactosa unida a un indol sustituido . El compuesto fue sintetizado por Jerome Horwitz y colaboradores en Detroit, MI, en 1964. [1] El nombre químico formal a menudo se abrevia a frases menos precisas pero también menos engorrosas, como bromocloroindoxil galactósido. La X de indoxyl puede ser la fuente de la X en la contracción X-gal. X-gal se usa a menudo en biología molecular para probar la presencia de una enzima, β-galactosidasa. También se utiliza para detectar la actividad de esta enzima en histoquímica y bacteriología . X-gal es uno de los muchos glucósidos y ésteres de indoxil que producen compuestos azules insolubles similares al tinte índigo como resultado de la hidrólisis catalizada por enzimas. [2]
Nombres | |
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Nombre IUPAC 5-Bromo-4-cloro- 1H -indol-3-ilo β- D -galactopiranósido | |
Nombre IUPAC preferido (2 S , 3 R , 4 S , 5 R , 6 R ) -2 - [(5-Bromo-4-cloro- 1H -indol-3-il) oxi] -6- (hidroximetil) oxano-3, 4,5-triol | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.027.855 |
Malla | X-gal |
PubChem CID | |
UNII | |
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Propiedades | |
C 14 H 15 BrClNO 6 | |
Masa molar | 408.629 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Usos
X-gal es un análogo de lactosa y, por lo tanto, puede ser hidrolizado por la enzima β-galactosidasa que escinde el enlace β- glicosídico en D- lactosa. X-gal, cuando se escinde por β-galactosidasa, produce galactosa y 5-bromo-4-cloro-3-hidroxiindol- 1 . Este último luego se dimeriza espontáneamente y se oxida en 5,5'-dibromo-4,4'-dicloro- índigo - 2 , un producto intensamente azul que es insoluble. El propio X-gal es incoloro, por lo que la presencia de un producto de color azul puede utilizarse como prueba de la presencia de β-galactosidasa activa. Esto también permite que la β-galactosidasa bacteriana (denominada lacZ ) se utilice como indicador en diversas aplicaciones. [3]
Reacción
Clonación
En la clonación de genes , X-gal se usa como una indicación visual de si una célula expresa una enzima β-galactosidasa funcional en una técnica llamada cribado azul / blanco . Este método de cribado es una forma conveniente de distinguir un producto de clonación exitoso de otros no exitosos.
El método de cribado azul / blanco se basa en el principio de complementación α del gen de la β-galactosidasa, donde un fragmento del gen lacZ (lacZα) en el plásmido puede complementar otro gen lacZ mutante (lacZΔM15) en la célula. Ambos genes por sí mismos producen péptidos no funcionales, sin embargo, cuando se expresan juntos, como cuando un plásmido que contiene lacZα se transforma en células lacZΔM15 , forman una β-galactosidasa funcional. La presencia de una β-galactosidasa activa puede detectarse cuando las células se cultivan en placas que contienen X-gal, el producto de color azul precipitado dentro de las células dio como resultado las características colonias azules. Sin embargo, el sitio de clonación múltiple, donde un gen de interés puede ligarse al vector plasmídico, se encuentra dentro del gen lacZα . Por lo tanto, la ligadura exitosa altera el gen lacZα , por lo tanto, la complementación α también se altera y no se puede formar β-galactosidasa funcional, lo que da como resultado colonias blancas. Las células que contienen un inserto ligado con éxito pueden identificarse fácilmente por su coloración blanca de las azules que no lo han logrado. Ejemplos de vectores de clonación usados para esta prueba son los vectores pUC19 , pBluescript , pGem-T, y también requiere el uso de cepas hospedadoras específicas de E. coli como DH5α, que porta el gen mutante lacZΔM15. A menudo, la placa que contiene X-Gal también contienen el IPTG (isopropil β- D -1-tiogalactopiranósido). IPTG es un análogo de estructura química de la lactosa. [4] Sin embargo, IPTG no puede ser hidrolizado por β-galactosidasa. El IPTG se utiliza como inductor que se une al represor lac liberando el ADN y permitiendo la transcripción. Por tanto, la presencia de IPTG en la placa de agar aumenta la síntesis de β-galactosidasa. [5]
Variantes
X-gal tiene una serie de variantes, que son moléculas similares con ligeras diferencias que sirven principalmente para producir colores distintos al azul como señal.
Nombre corto | Nombre largo | Color |
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Azul-Gal, Bluo-Gal | 5-Bromo-3-indolil β- D -galactopiranósido | Azul oscuro [6] |
Rose-Gal, Salmon-Gal, Y-Gal, Red-Gal | 6-cloro-3-indolil-β- D -galactopiranósido | Rosa [7] |
Púrpura-β- D -Gal | 5-yodo-3-indolil-β- D -galactopiranósido | Morado [8] |
Glucósido magenta, Magenta-GLC, Magenta gal | 5-Bromo-6-cloro-3-indolil-β- D -glucopiranósido | Magenta [9] |
Verde-β- D -Gal | N-metilindolil-β- D -galactopiranósido | Verde [10] |
TAZA, MUGA | 4-Metilumbeliferil β- D -galactopiranósido | Fluorescente [11] (λ ex = 365, λ em = 455) |
Interacciones proteína-proteína
En el análisis de dos híbridos , la β-galactosidasa puede usarse como indicador para identificar proteínas que interactúan entre sí. En este método, las bibliotecas de genomas se pueden cribar para la interacción de proteínas usando levadura o sistema bacteriano. Cuando hay una interacción satisfactoria entre las proteínas que se están rastreando, resultará en la unión de un dominio de activación a un promotor. Si el promotor está ligado a un gen lacZ , la producción de β-galactosidasa, que da como resultado la formación de colonias pigmentadas de azul en presencia de X-gal, indicará por lo tanto una interacción exitosa entre proteínas. [12] Esta técnica puede limitarse al cribado de bibliotecas de tamaño inferior a alrededor de 10 6 . [12] La escisión exitosa de X-gal también crea un olor notablemente fétido debido a la volatilización del indol .
Ver también
- X-Gluc
Referencias
- ^ Horwitz JP y otros 7, 1964. Sustratos para la demostración citoquímica de la actividad enzimática. I. Algunos 3-indolil-β- D- glicopiranósidos sustituidos. Revista de química medicinal 7: 574-575.
- ^ Kiernan JA 2007. Sustratos indigogénicos para la detección y localización de enzimas. Biotecnología e histoquímica 82 (2): 73-103.
- ^ Sandhu, Sardul Singh (2010). Tecnología de ADN recombinante . Editorial IK International. pag. 116. ISBN 978-9380578446.
- ^ "IPTG - Bioline" . www.bioline.com . Consultado el 15 de mayo de 2018 .
- ^ http://www.edvotek.com/300.051205.pdf
- ^ "5-Bromo-3-indolil β-D-galactopiranósido" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
- ^ "Salmon-Gal - PubChem" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
- ^ "Purple-beta-D-Gal - PubChem" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
- ^ "5-Bromo-6-cloro-3-indolil-β-D-glucopiranósido" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
- ^ "Verde-β-D-Gal - Biotium, Inc" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
- ^ "4-Methylumbelliferyl β-D-galactopyranoside" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
- ^ a b Joung J, Ramm E, Pabo C (2000). "Un sistema de selección bacteriana de dos híbridos para el estudio de interacciones proteína-ADN y proteína-proteína" . Proc Natl Acad Sci USA . 97 (13): 7382–7. doi : 10.1073 / pnas.110149297 . PMC 16554 . PMID 10852947 .