proteiinibufferit

Proteiinibufferit ovat pH:n muutoksia hidastavia järjestelmiä, joita käytetään sekä proteiineihin liittyvissä kokeissa että solujen pH-tasapainon ylläpidossa. Niitä voidaan tarkastella kahdesta näkökulmasta: kemialliset bufferit, joita lisätään proteiiniin tai proteiiniratkaisuun, sekä proteiinien oma buffering-kapasiteetti, joka rakentuu aminohappojen ionisoituvien sivuketjujen ominaisuuksista.

Kemialliset bufferit toimivat Henderson-Hasselbalch -periaatteen mukaan ja ne antavat pH:lle määritellyn säätöalueen. Yleisimmät proteiiniratkaisuissa käytetyt bufferit ovat fosfaatti-, Tris-, HEPES-, MES- ja PIPES-buffereita, joiden käyttöalueet kattavat noin pH:n 5,5–9.0. Näiden bufferien valintaan vaikuttavat haluttu pH, lämpötila, proteiinien stabiilius ja mahdolliset vuorovaikutukset muihin lisäaineisiin.

Proteiinien sisäinen buffering-kapasiteetti johtuu pääasiassa ionisoituvista aminohappohybridisaatioista, kuten histidiinistä, asparagiini- ja glutamaattiyhdisteistä sekä lysiinista ja Cysteinistä. Näiden sivuketjujen pKa-arvot määrittävät, missä pH-alueilla proteiinit pystyvät vastaanottamaan tai luovuttamaan protoneja, mikä osaltaan auttaa pitämään ympäristön pH:n vakaana.

Käyttökohteet ja huomioita: proteiinien valmistuksessa ja analyysissä bufferit auttavat ylläpitämään proteiinin rakennetta ja toimintaa, sekä minimoimaan pH-muutoksen aiheuttamat virheet. Buffereiden valinnassa on huomioitava mahdolliset vuorovaikutukset proteiinin kanssa ja vaikutus proteiinin sidoksiin, aktiivisuuteen sekä rakenteeseen. Rajoitteina ovat esimerkiksi bufferien kemialliset reaktiot metallien tai muiden lisäaineiden kanssa sekä pH-alueiden rajoitukset, joita proteiinin vakaus asettaa.