Good-Puffer
Ein Good-Puffer (englisch Good's buffer) ist ein in der Biochemie verwendeter Puffer nach den Kriterien von Norman Good.
Eigenschaften
Norman E. Good und Mitarbeiter entwickelten zwischen 1966 und 1980 zwanzig Substanzen zur Verwendung als Puffer.[1][2][3] Im Gegensatz zu anderen Puffersubstanzen sollten Good-Puffer möglichst wenige Wechselwirkungen mit Proteinen, eine hohe Löslichkeit, keine Diffusion durch Biomembranen, einen Pufferbereich zwischen pH 6 und 8, eine geringe Toxizität, eine geringe UV-Absorption, eine Unabhängigkeit der Pufferwirkung von anderen Faktoren, eine kostengünstige Herstellung und eine metabolische und chemische Stabilität aufweisen. Einige Good-Puffer sind Zwitterionen, z. B. Morpholinoethansulfonsäure (MES), 3-(N-Morpholino)propansulfonsäure (MOPS), ADA, BES und Bicin.
Vertreter
Folgende Tabelle enthält die effektiven pKa-Werte, die von Good bei 20 °C und bei einer Konzentration von etwa 100 mM gemessen wurden. Die entstehenden pH-Werte sind konzentrations- und temperaturabhängig.[4]
| Puffer | pKa bei 20 °C | ΔpKa/°C | Löslichkeit in Wasser bei 0 °C |
|---|---|---|---|
| MES | 6,15 | −0,011 | 0,65M |
| ADA | 6,62 | −0,011 | - |
| PIPES | 6,82 | −0,0085 | - |
| ACES | 6,88 | −0,020 | 0,22M |
| MOPSO | 6,95 | −0,015 | 0,75M |
| Cholaminchlorid | 7,10 | −0,027 | 4,2M (als HCl) |
| MOPS | 7,15 | −0,013 | hoch |
| BES | 7,17 | −0,016 | 3,2M |
| TES | 7,5 | −0,020 | 2,6M |
| HEPES | 7,55 | −0,014 | 2,25M |
| DIPSO | 7,6 | −0,015 | 0,24M |
| Acetamidoglycin | 7,7 | - | sehr hoch |
| TAPSO | 7,7 | −0,018 | 1,0M |
| POPSO | 7,85 | −0,013 | - |
| HEPPSO | 7,9 | −0,01 | 2,2M |
| HEPPS | 8,1 | −0,015 | hoch |
| Tricin | 8,15 | −0,021 | 0,8M |
| Glycinamid | 8,2 | −0,029 | 6,4M (als HCl) |
| Bicin | 8,35 | −0,018 | 1,1M |
| TAPS | 8,55 | −0,027 | hoch |
Drei der Good-Puffer neigen nur wenig zur Komplexierung von Metallionen, MES, MOPS und PIPES. Piperazin-enthaltende Puffer (PIPES, HEPES, POPSO und HEPPS) können Radikale bilden und sollten daher bei Redox-Untersuchungen vermieden werden.[5][6] Tricin wird durch Flavine photooxidiert und mindert unter Tageslicht die Aktivität von Flavone-enthaltenden Enzymen. Die Säuren von ADA, POPSO und PIPES sind schwerlöslich. ADA absorbiert UV-Licht unterhalb einer Wellenlänge von 260 nm, ACES absorbiert unterhalb von 230 nm.
Nach Good wurden einige weitere Good-Puffer entwickelt, z. B. AMPSO, CABS, CHES, CAPS, CAPSO.
Einzelnachweise
- Norman E. Good, G. Douglas Winget, Wilhelmina Winter, Thomas N. Connolly, Seikichi Izawa, Raizada M. M. Singh: Hydrogen Ion Buffers for Biological Research. In: Biochemistry. 5, Nr. 2, 1966, S. 467–477. doi:10.1021/bi00866a011. PMID 5942950.
- Norman E. Good, Seikichi Izawa: Hydrogen ion buffers. In: Methods Enzymol.. 24, 1972, S. 53–68. doi:10.1016/0076-6879(72)24054-x. PMID 4206745.
- W. J. Ferguson, K. I. Braunschweiger, W. R. Braunschweiger, J. R. Smith, J. J. McCormick, C. C. Wasmann, N. P. Jarvis, D. H. Bell et al.: Hydrogen Ion Buffers for Biological Research. In: Anal Biochem. 104, Nr. 2, 1980, S. 300–310. doi:10.1016/0003-2697(80)90079-2. PMID 7446957.
- R. Goldberg, Kishore, N.; Lennen, R.: Thermodynamic Quantities for the Ionization Reactions of Buffers. In: J. Phys. Chem. Ref. Data. 31, Nr. 2, 2002, S. 231–370. doi:10.1063/1.1416902.
- J. K. Grady, N. D. Chasteen, D. C. Harris: Radicals from "Good's" buffers. In: Anal. Biochem.. 173, Nr. 1, 1988, S. 111–115. doi:10.1016/0003-2697(88)90167-4. PMID 2847586.
- M. Kirsch, E. E. Lomonosova, H.-G. Korth, R. Sustmann, H. de Groot: Hydrogen peroxide formation by reaction of peroxynitrite with HEPES and related tertiary amines. Implications for a general mechanism. In: J Biol Chem. 273, Nr. 21, 1998, S. 12716–12724. doi:10.1074/jbc.273.21.12716. PMID 9582295.