Spezifische Anwendung des biologischen Puffers BES 10191-18-1 bei der Proteinkristallisation

In der Biochemie und Strukturbiologie ist die Kristallisation von Proteinen ein entscheidender Schritt zur Entschlüsselung ihrer dreidimensionalen Struktur und zur Aufdeckung ihrer Funktionsmechanismen.Der Proteinkristallisierungsprozess ist sehr anfällig für Umweltfaktoren.In diesem Zusammenhang ist die Verwendung von N, N-bis (2-Hydroxyethyl) -2-Aminosulfanensäure (BES-Puffer), als wirksamer biologischer Puffer, hat sich aufgrund seiner einzigartigen chemischen Eigenschaften und Biokompatibilität zu einer "versteckten Triebkraft" in der Proteinkristallisierungsforschung entwickelt.

Die chemischen Eigenschaften von BES: ein präziser Regulator für einen stabilen pH-Wert

BES ist ein zwitterionisches Puffermittel, dessen molekulare Struktur Aminosäuren (Basisgruppe) und Sulfonsäuren (Säuregruppe) enthält.Es kann durch Protonierungs- und Deprotonierungsreaktionen innerhalb eines bestimmten pH-Bereichs die Säuregehalt und Alkalinität einer Lösung dynamisch ausgleichenDer effektive Pufferbereich von BES beträgt pH 6,1-7.5, die den isoelektrischen Punkt (pI) und die physiologische Umgebung der meisten Proteine genau abdeckt und somit der bevorzugte Puffer unter neutralen Bedingungen ist.4) ist unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen und kann auch bei niedrigen Temperaturen eine stabile Pufferfähigkeit aufrechterhalten, wodurch die durch Temperaturschwankungen verursachte pH-Drift vermieden und eine zuverlässige Umweltkontrolle für die Proteinkristallisation gewährleistet wird.

BES-Pulver

Hauptvorteile von BES bei der Proteinkristallisation

1Die molekulare Struktur von BES mit ausgezeichneter Biokompatibilität ist ähnlich wie bei natürlichen Aminosäuren und wirkt bei physiologischen Konzentrationen nicht hemmend auf die Proteinaktivität.Im Vergleich zu anderen Puffermitteln wie Tris oder Phosphat, wird BES nicht unspezifisch an geladene Gruppen an der Proteinoberfläche gebunden, wodurch die natürliche Konformation des Proteins oder die Bildung von Kristallkerne nicht beeinträchtigt wird.

2Proteinkristallisation mit niedriger Ionenstärke ist äußerst empfindlich auf Ionenstärke.und hohe oder niedrige Salzkonzentrationen können zu amorphen Niederschlägen oder Unfähigkeit zum Wachstum von Kristallkerne führenAls nicht-ionisches Puffermittel BES does not introduce additional ions and can be flexibly combined with salt solutions (such as ammonium sulfate and polyethylene glycol) to precisely regulate the ion environment in crystallization conditions and improve the success rate of crystallization.

3. BES hat eine starke chemische Stabilität und ist nicht leichtunter Licht, Oxidation oder langfristiger Lagerung zersetzt und bildet keine Komplexe mit Metallionen wie Mg2+ und Ca2+.Diese Eigenschaft macht es für Kristallisierungssysteme geeignet, die eine langfristige Inkubation oder komplexe Komponenten wie Membranproteine erfordern, die Reproduzierbarkeit der Versuchsbedingungen gewährleistet.

Analyse der drei wichtigsten Anwendungsfälle von BES

1Der "Hüter" der Membranproteinkristallisation ist aufgrund des hohen Anteils an hydrophobischen Regionen in Membranproteinen äußerst schwierig zu kristallisieren.BES kann die Aggregationstendenz von Membranproteinen in Lösung reduzieren, indem eine neutrale pH-Umgebung aufrechterhalten wird, und seine niedrigen Ioninterferenz-Eigenschaften sind sehr kompatibel mit Reinigungsmitteln (wie DDM), was eine stabile Unterstützung für die Bildung von geordneten Gitter von Membranproteinen bietet.

2Niedrigtemperaturkristallisierungsbedingungen werden üblicherweise als Stabilisatoren verwendet, um den Proteinabbau zu verlangsamen und die langsame Kristallisation zu fördern.Das pKa von BES ist temperaturabhängig und kann den pH-Wert bei niedrigen Temperaturen effektiv puffern., wodurch das Problem einer verringerten Pufferkapazität durch Temperaturreduktion bei herkömmlichen Puffern vermieden und die Wiederholbarkeit der Niedertemperaturkristallisation erheblich verbessert wird.

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