Кіріспе

Кумассидің жарқын көк түсі – екі ұқсас трифенилметан бояғышының атауы, олар тоқыма өнеркәсібінде пайдалану үшін жасалған, бірақ қазір аналитикалық биохимияда белоктарды бояу үшін кеңінен қолданылады. Кумассидің жарқын көк түсі G 250, Кумассидің жарқын көк түсі R 250-ден екі метил тобының қосылуымен ерекшеленеді. "Кумасси" атауы – Imperial Chemical Industries компаниясының тіркелген тауар белгісі.

Атауы және ашылуы

Кумасси атауы 19-шы ғасырдың соңында Блэклиде орналасқан Левинштейн Лтд бояу өндіруші компаниясы қышқыл жүн бояуларын сату үшін саудалық атау ретінде қабылдаған. 1896 жылы Төртінші Англо-Ашанти соғысы кезінде британдық әскерлер Кумасси қаласын (қазіргі Гананың Кумаси қаласы) басып алды. 1918 жылы Левинштейн Лтд компаниясы British Dyestuffs компаниясының құрамына кірді, ал 1926 жылы Imperial Chemical Industries компаниясының құрамына енді. ICI әлі де Coomassie сауда белгісіне ие болса да, компания енді бұл бояуларды өндірмейді. Көк түсті дисульфондалған трифенилметан бояуларын алғаш рет 1913 жылы Германияның Эльберфельд қаласындағы Макс Вейлер өндірді. Кейіннен органикалық синтезге қатысты бірнеше патенттер тіркелді. Биохимиялық журналдарда жарияланған мақалаларда бұл бояулар көбінесе "Кумасси" деп аталады, бірақ қолданылған бояудың қандай екені нақты көрсетілмейді. Шындығында, Түс индексінде "Кумасси" атауы бар 40-тан астам бояу тізімделген. Басқа да "көк" түсті Кумасси бояулары бар. Мысалы, Мерк индексінің (10-шы басылымы) мәліметтерінде Coomassie Blue RL (Acid Blue 92, C. I. 13390) бояуы тізімделген, оның құрылымы мүлдем бөлек.

Бояу түсі

Coomassie көк түсті R 250 атауындағы "R" жұрнағы "қызыл" сөзінің қысқартуы, себебі бояудың көк түсі сәл қызғылт реңді. "G" нұсқасында көк түс жасыл реңді болады. "250" саны бастапқыда бояудың тазалығын көрсеткен. Екі бояудың түсі ерітіндінің қышқылдығына байланысты. Бояудың "G" формасы жан-жақты зерттелген. pH 0-ден төмен болғанда бояу қызыл түсті болады және 465 нм толқын ұзындығында максималды сіңіруге ие. pH 1 шамасында бояу 620 нм-де максималды сіңірумен жасыл түсті, ал pH 2-ден жоғары бояу 595 нм-де максималды сіңірумен ашық көк түсті болады. pH 7-де бояудың жойылу коэффициенті 43 000 М-1 см-1 тең. Бояу анионды жуғыш зат – натрий додецилсульфаты (SDS) арқылы да кешен құрайды. Бұл кешен бояудың бейтарап, жасыл түрін тұрақтандырады. Бұл эффект Брэдфорд әдісімен ақуыз концентрациясын анықтауға бөгдел болуы мүмкін. Сондай-ақ, анионды жуғыш зат бояумен ақуызға байланысу үшін бәсекелеседі.

Биохимиядағы қолдану

Комассидің жарқын көк R 250 ақуызды алғаш рет 1963 жылы Фазекас де Сент-Грот және оның әріптестері пайдаланды. Ақуыз үлгілері целлюлоза ацетаты табағында электрофоретикалық жолмен бөлінді. Содан кейін белок жолақтарын бекіту үшін табақты сульфосалицил қышқылына батырып, бояудың ерітіндісіне енгізді. Екі жылдан кейін, 1965 жылы Мейер мен Ламберт полиакриламид гелінде электрофоретикалық бөлінуден кейін ақуыз үлгілерін бояу үшін Комассидің жарқын көк R 250-ін қолданды. Олар гельді метанол, сірке қышқылы және су бар бояу ерітіндісіне сіңірді. Бояу полиакриламид гелін де, ақуызды да бояғандықтан, ақуыз жолақтарын анық көру үшін гельді тазарту қажет болды, оны электрофоретикалық жолмен жасады. Кейінгі жарияланымдарда полиакриламид гельдерін сірке қышқылы ерітіндісін қолдану арқылы табысты түрде тазартуға болатыны хабарланды. Полиакриламид гельдеріндегі ақуыз жолақтарын бейнелеу үшін бояудың G түрін қолдану туралы алғашқы хабарлама 1967 жылы жарық көрді, онда бояу метанол қосылған сірке қышқылы ерітіндісінде ерітілді. Кейіннен ақуыз жолақтарын полиакриламидті боямай-ақ бояуға болатыны анықталды. Бұл үшін трихлорогум қышқылының метанолсыз ерітіндісінде бояудың G формасының коллоидты түрін қолдану қажет болды. Осы процедурада гельді тазарту қажет болмады. Қазіргі заманғы формулалар әдетте фосфор қышқылы, этанол (немесе метанол) және аммоний сульфаты (немесе алюминий сульфаты) бар ерітіндіде бояудың G түрінің коллоидын пайдаланады. Брэдфорд әдісі ерітіндідегі ақуыз мөлшерін бағалау үшін Комасси көк G 250-нің спектрлік қасиеттерін қолданады. Фосфор қышқылы мен этанолдағы бояу ерітіндісіне ақуыз үлгісі қосылады. Қышқыл жағдайында бояу әдетте қоңыр түсті болады, бірақ ақуызға байланысқанда бояудың көк түсі пайда болады. Ерітіндінің оптикалық сіңіруі 595 нм толқын ұзындығында өлшенеді. Бояудың жоғары сезімталдығы байқалады: 5 мкг ақуызды анықтауға болады. Дегенмен, әдістің кемшіліктерінің бірі – әртүрлі ақуыздармен түс дамуының өзгеруі: ақуыз массасының бірлігіне шаққандағы сіңіру өзгеруі ақуыз түріне байланысты өзгереді. Ақуызға байланысқанда, теріс зарядталған Комасси көк G 250 бояу молекуласы ақуызға жалпы теріс заряд береді. Бұл қасиетті суарусыз жағдайда полиакриламид гель электрофорезі арқылы ақуыздарды немесе ақуыз кешендерін бөлу үшін пайдалануға болады, бұл әдіс көк PAGE деп аталады. Полиакриламид геліндегі кешеннің жылдамдығы ақуыз кешенінің мөлшеріне (яғни молекулалық салмағына) және ақуызға байланысқан бояу мөлшеріне байланысты болады. Комасси көк бояуын батыс блот талдауында жүктемені бақылау бояу әдісі ретінде де қолдануға болады. Ол аниондық антидене алды бояуы ретінде қолданылады.

Медициналық қолданыстар

2009 жылы жарқыраған көк G түсі зертханадағы егеуқұйрықтардың жұлын жарақаттарын емдеу үшін ғылыми тәжірибелерде қолданылды. Ол организмнің табиғи ісіну реакциясын азайту арқылы әрекет етеді, бұл аймақтағы нейрондардың метаболикалық стрестен өлуіне әкелуі мүмкін. Егеуқұйрықтардағы сынақтардың тиімділігі дәлелденді. Бояу алмаған егеуқұйрықтармен салыстырғанда, бояумен емделген егеуқұйрықтар қозғалыс сынақтарында жақсы нәтижелер көрсетті. Бұл емді адамдарда тиімді қолдануға бола ма, жоқ па – әлі белгісіз. Жануарлармен жүргізілген тәжірибелерде бояу жарақат алғаннан кейін 15 минут ішінде енгізілді, бірақ нақты жағдайда, науқас жедел жәрдемге жету үшін уақыт жұмсауы мүмкін болғандықтан, ем жарақат алғаннан кейін екі сағатқа дейін енгізілген кезде де тиімді болуы керек. Қайталанған жалғыз жанама әсер егеуқұйрықтардың уақытша көк түске енуі болды. ILM Blue және Brilliant Peel саудалық атауларымен жарқыраған көк G көздің торының хирургиясында хирургтарға көмектесу үшін бояу ретінде қолданылады. 2019 жылдың желтоқсанында жарқыраған көк G (TissueBlue саудалық атауымен, DORC International, Нидерланды) АҚШ-та адамдарда қолдануға мақұлданды. Tissueblue 2021 жылдың қаңтарында Канадада медициналық қолдануға рұқсат алды.

Сот медицинасында қолдану

Комасси бояуының ароматтық топтары бар (фенилаланин, тирозин, триптофан) және негізгі бүйір тізбектері бар (лизин, аргинин және гистидин) аминоқышқылдарды анықтау қабілеті Брэдфорд әдісін саусақ іздерін талдау үшін қолдануға мүмкіндік береді. Бұл әдіс саусақ іздерінің биологиялық жынысын анықтау үшін сәтті пайдаланылды. Тестілеу кезінде ұқсас толқын ұзындығында әйел үлгілері еркек үлгілеріне қарағанда жоғары сіңіру көрсетті. Бұл саусақ іздерін талдаудың жеңілдетілген әдісін ұсынады, себебі талдауға қажетті аминқышқылдардың санын 23-тен 6-ға дейін азайтады және нингидрин химиялық талдауына қарағанда, оған дайындық қажет емес – оған қыздыру және ферменттік каскад сияқты дайындық қадамдары қажет.