Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
Coomassie brilliant blue is the name of two similar triphenylmethane dyes that were developed for use in the textile industry but are now commonly used for staining proteins in analytical biochemistry. Coomassie brilliant blue G 250 differs from Coomassie brilliant blue R 250 by the addition of two methyl groups. The name "Coomassie" is a registered trademark of Imperial Chemical Industries.
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.
The name Coomassie was adopted at the end of the 19th century as a trade name by the Blackley based dye manufacturer Levinstein Ltd, in marketing a range of acid wool dyes. In 1896 during the Fourth Anglo–Ashanti War, British forces had occupied the town of Coomassie (modern day Kumasi in Ghana). In 1918 Levinstein Ltd became part of British Dyestuffs, which in 1926 became part of Imperial Chemical Industries. Although ICI still owns the Coomassie trademark, the company no longer manufactures the dyes. The blue disulfonated triphenylmethane dyes were first produced in 1913 by Max Weiler, who was based in Elberfeld, Germany. Various patents were subsequently taken out on the organic synthesis. Papers published in biochemistry journals frequently refer to these dyes simply as "Coomassie" without specifying which dye was used. In fact, the Colour Index lists over 40 dyes with "Coomassie" in their name. There are also other Coomassie "blue" dyes. For example, the Merck Index (10th edition) lists Coomassie Blue RL (Acid Blue 92, C. I. 13390), which has a completely different structure.
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.
The suffix "R" in the name of Coomassie brilliant blue R 250 is an abbreviation for "red" as the blue colour of the dye has a slight reddish tint. For the "G" variant the blue colour has a more greenish tint. The "250" originally denoted the purity of the dye. The colour of the two dyes depends on the acidity of the solution. The "G" form of the dye has been studied in detail. At a pH of less than 0 the dye has a red colour with an absorption maximum at a wavelength of 465 nm. At a pH of around 1 the dye is green with an absorption maximum at 620 nm while above pH 2 the dye is bright blue with a maximum at 595 nm. At pH 7 the dye has an extinction coefficient of 43,000 M−1 cm−1. The dye also forms a complex with the anionic detergent sodium dodecylsulfate (SDS). The formation of this complex stabilizes the neutral, green form of the dye. This effect can interfere with the estimation of protein concentration using the Bradford assay. It is also likely that the anionic detergent competes with the dye for binding to the protein.
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.
Coomassie brilliant blue R 250 was first used to visualise proteins in 1963 by Fazekas de St. Groth and colleagues. Protein samples were separated electrophoretically on a cellulose acetate sheet. The sheet was then soaked in sulfosalicylic acid to fix the protein bands and transferred to a solution of the dye. Two years later in 1965 Meyer and Lambert used Coomassie brilliant blue R 250 to stain protein samples after electrophoretic separation in a polyacrylamide gel. They soaked the gel in a dye solution containing methanol, acetic acid and water. As the dye stained the polyacrylamide gel as well as the protein, in order to visualise the protein bands they needed to destain the gel, which they did electrophoretically. Subsequent publications reported that polyacrylamide gels could be successfully destained using an acetic acid solution. The first report of the use of the G form of the dye to visualise protein bands in polyacrylamide gels came in 1967, where the dye was dissolved in an acetic acid solution containing methanol. It was subsequently discovered that the protein bands could be stained without staining the polyacrylamide by using a colloid of the G form of the dye in a trichloroacetic acid solution containing no methanol. With this procedure it was no longer necessary to destain the gel. Modern formulations typically use a colloid of the G form of dye in a solution containing phosphoric acid, ethanol (or methanol) and ammonium sulfate (or aluminium sulfate). The Bradford assay uses the spectral properties of Coomassie brilliant blue G 250 to estimate the amount of protein in a solution. A protein sample is added to a solution of the dye in phosphoric acid and ethanol. Under the acid conditions the dye is normally a brownish colour but on binding to the protein the blue form of the dye is produced. The optical absorbance of the solution is measured at a wavelength of 595 nm. The dye is noted for its high level of sensitivity: 5 μg of protein can be detected. However, among the disadvantages of the method is its variability of color development with different proteins: the absorbance change per unit mass of proteins varies with the type of the protein. On binding to a protein, the negatively charged Coomassie brilliant blue G 250 dye molecule will give an overall negative charge to the protein. This property can be used to separate proteins or protein complexes using polyacrylamide gel electrophoresis under non denaturing conditions in a technique called blue native PAGE. The mobility of the complex in the polyacrylamide gel will depend on both the size of the protein complex (i. e., the molecular weight) and the amount of dye bound to the protein. Coomassie blue staining can also be used as a loading control staining method in western blot analysis. It is applied as an anionic pre antibody stain.
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.
In 2009, brilliant blue G was used in scientific experiments to treat spinal injuries in laboratory rats. It acts by reducing the body's natural swelling response, which can cause neurons in the area to die of metabolic stress. Testing on the rats proved effective. In comparison to the rats that had not received the dye, the rats that were treated with the dye performed better on motion tests. It is unknown whether this treatment can be used effectively in humans. The animal experiments administered the dye within 15 minutes of injury, but to be effective in a real life setting, where it may take time for a patient to reach the emergency room, the treatment needs to be effective even when administered up to two hours after injury. The only reported side effect was that the rats temporarily turned blue. Under the trade names ILM Blue and Brilliant Peel, brilliant blue G is used as a stain to assist surgeons in retinal surgery. In December 2019, brilliant blue G (under the trade name TissueBlue, DORC International, Netherlands) was approved for use in humans in the United States. Tissueblue was approved for medical use in Canada in January 2021.
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.
The ability of the Coomassie dye to target amino acids with aromatic groups (phenylalanine, tyrosine, tryptophan) and basic side chains (lysine, arginine and histidine) allows the Bradford assay to be used for fingerprint analysis. The assay was successfully used to identify the biological sex of the fingerprint. Female samples were shown to have a higher absorbance than male samples when tested at similar wavelengths. This provides a simpler method for fingerprint analysis by reducing the number of amino acids needing to be analyzed from 23 to 6 and requires little to no assay preparation, in contrast to the ninhydrin chemical assay, which requires assay preparation such as heating and enzyme cascade.