Aplicación específica del amortiguador biológico BES 10191-18-1 en la cristalización de proteínas

En los campos de la bioquímica y la biología estructural, la cristalización de proteínas es un paso crucial para descifrar su estructura tridimensional y revelar sus mecanismos funcionales.el proceso de cristalización de proteínas es muy susceptible a los factores ambientalesEn este contexto, el ácido N, N-bis (2-hidroxietil) -2-aminoetanosulfónico (Puertor del BES), como buffer biológico eficiente, se ha convertido en una "fuerza motriz oculta" en la investigación de la cristalización de proteínas debido a sus propiedades químicas únicas y a su biocompatibilidad.

Las propiedades químicas del BES: un regulador preciso del pH estable

BES es un agente amortiguador zwitteriónico, cuya estructura molecular contiene grupos amino (grupo básico) y ácido sulfónico (grupo ácido).Puede equilibrar dinámicamente la acidez y la alcalinidad de una solución a través de reacciones de protonación y deprotonación dentro de un rango de pH específicoEl rango de amortiguación eficaz de BES es de pH 6,1-7.5, que cubre con precisión el punto isoeléctrico (pI) y el entorno fisiológico de la mayoría de las proteínas, por lo que es el amortiguador preferido en condiciones neutrales.4) es insensible a los cambios de temperatura y puede mantener una capacidad de amortiguación estable incluso en condiciones de cristalización a baja temperatura, evitando la deriva del pH causada por las fluctuaciones de temperatura y proporcionando un control ambiental fiable para la cristalización de proteínas.

Polvo de BES

Ventajas fundamentales del BES en la cristalización de proteínas

1La estructura molecular del BES, con una excelente biocompatibilidad, es similar a la de los aminoácidos naturales y no tiene efecto inhibidor sobre la actividad de las proteínas a concentraciones fisiológicas.En comparación con otros agentes amortiguadores como Tris o fosfato, el BES no se une no específico a grupos cargados en la superficie de la proteína, evitando así interferir con la conformación natural de la proteína o la formación de núcleos cristalinos.

2La cristalización de proteínas diseñada con baja resistencia iónica es extremadamente sensible a la fuerza iónica.y las concentraciones altas o bajas de sal pueden conducir a la precipitación amorfa o a la incapacidad de crecer núcleos cristalinosComo agente amortiguador no iónico, 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.

3El BES tiene una fuerte estabilidad química y no es fácilmentese descompone bajo condiciones de luz, oxidación o almacenamiento a largo plazo, y no forma complejos con iones metálicos como Mg 2 + y Ca 2 +.Esta característica lo hace adecuado para sistemas de cristalización que requieren de incubación a largo plazo o componentes complejos como proteínas de membrana, garantizando la reproducibilidad de las condiciones experimentales.

Análisis de los tres principales escenarios de aplicación del BES

1El "guardián" de la cristalización de proteínas de membrana es extremadamente difícil de cristalizar debido a la alta proporción de regiones hidrofóbicas en las proteínas de membrana.El BES puede reducir la tendencia de agregación de las proteínas de la membrana en solución al mantener un ambiente de pH neutro, y sus características de baja interferencia iónica son altamente compatibles con los detergentes (como DDM), proporcionando un apoyo estable para la formación de una red ordenada de proteínas de membrana.

2Las condiciones de cristalización a baja temperatura se utilizan comúnmente como estabilizadores para ralentizar la degradación de las proteínas y promover la cristalización lenta.El pKa de BES tiene una baja dependencia de la temperatura y puede amortiguar eficazmente el pH a bajas temperaturas, evitando el problema de la disminución de la capacidad de amortiguación causada por la reducción de la temperatura en los amortiguadores tradicionales y mejorando significativamente la repetibilidad de la cristalización a baja temperatura.

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