Ein Good-Puffer (englisch Good's buffer) ist ein in der Biochemie verwendeter Puffer nach den Kriterien von Norman Good.

Eigenschaften

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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

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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.[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

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  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]).