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.

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.^[4][5] In Anwesenheit von Licht, Sauerstoff und HEPES wird Wasserstoffperoxid gebildet, das zytotoxisch wirkt.^[6][7] 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.

Vertreter

Folgende Tabelle enthält die effektiven pK_a-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.^[8]

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	8,44	−0,027	hoch

Einzelnachweise

1. 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. Jahrgang, Nr. 2, 1966, S. 467–477, doi:10.1021/bi00866a011, PMID 5942950.
2. Norman E. Good, Seikichi Izawa: Hydrogen ion buffers. In: Methods Enzymol. 24. Jahrgang, 1972, S. 53–68, doi:10.1016/0076-6879(72)24054-x, PMID 4206745.
3. 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. Jahrgang, Nr. 2, 1980, S. 300–310, doi:10.1016/0003-2697(80)90079-2, PMID 7446957.
4. J. K. Grady, N. D. Chasteen, D. C. Harris: Radicals from "Good's" buffers. In: Anal. Biochem. 173. Jahrgang, Nr. 1, 1988, S. 111–115, doi:10.1016/0003-2697(88)90167-4, PMID 2847586.
5. 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. Jahrgang, Nr. 21, 1998, S. 12716–12724, doi:10.1074/jbc.273.21.12716, PMID 9582295.
6. J. S. Zigler, J. L. Lepe-Zuniga, B. Vistica, I. Gery: Analysis of the cytotoxic effects of light-exposed hepes-containing culture medium. In: In Vitro Cellular & Developmental Biology. Band 21, Nr. 5, Mai 1985, ISSN 1054-5476, S. 282–287, doi:10.1007/BF02620943 (springer.com [abgerufen am 13. Januar 2023]).
7. Jose Luis Lepe-Zuniga, J.S. Zigler, Igal Gery: Toxicity of light-exposed Hepes media. In: Journal of Immunological Methods. Band 103, Nr. 1, Oktober 1987, S. 145, doi:10.1016/0022-1759(87)90253-5 (elsevier.com [abgerufen am 13. Januar 2023]).
8. R. Goldberg, Kishore, N.; Lennen, R.: Thermodynamic Quantities for the Ionization Reactions of Buffers. In: J. Phys. Chem. Ref. Data. 31. Jahrgang, Nr. 2, 2002, S. 231–370, doi:10.1063/1.1416902 (englisch, nist.gov (Memento des Originals vom 6. Oktober 2008 im Internet Archive) [abgerufen am 25. Mai 2014]).