Reactivo IPTG CAS 367-93-1

reactivo IPTGNos centramos en la tecnología de síntesis orgánica desde 2008. Podemos desarrollar productos de alta-calidad, completamente dependientes de nuestro exquisito equipo de I+D. IPTG, CAS 367-93-1, estructura química compuesta de isopropilo - Está compuesto por D-tiogalactósido y grupos fosfato. Entre ellos, el D-tiogalactósido es un análogo de la galactosa, en el que el átomo de azufre reemplaza al átomo de oxígeno. Esta estructura especial de glucósido permite que IPTG se una al ADN e induzca la expresión genética. IPTG tiene una baja solubilidad en agua, pero puede disolverse bien en solución salina fisiológica y tampón de fosfato. Es ácido con un valor de pKa de 4,5, que está relacionado con el grupo fosfato en su estructura molecular. No es fácil cristalizar en agua pura, pero puede formar cristales en soluciones de alta concentración o cuando se agregan otros compuestos. Debido a su capacidad para inducir la expresión de proteínas bacterianas, IPTG es sensible a ciertos microorganismos.

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El método de biosíntesis dereactivo IPTGGeneralmente utiliza la acción catalítica de microorganismos o enzimas para convertir la galactosa en grupo isopropilo- -D-tiogalactósido.

Galactosa como materia prima.

En primer lugar, es necesario utilizar galactosa como materia prima. La galactosa es un azúcar de cinco carbonos muy presente en la naturaleza y que se puede obtener en forma de jarabe o cristales. En la biosíntesis, la galactosa se convierte en isopropilo mediante una serie de reacciones enzimáticas - - D-tiogalactósido.

Cultivo microbiano y metabolismo de la galactosa.

A continuación, es necesario seleccionar microorganismos apropiados como catalizadores, que normalmente incluyen bacterias, levaduras y mohos. Cultivar estos microorganismos en un medio de cultivo para permitirles crecer y reproducirse en condiciones adecuadas. Mientras tanto, la galactosa, como nutriente, es consumida por los microorganismos y metabolizada en el intermediario deseado mediante una serie de reacciones enzimáticas. El mecanismo de reacción específico y la ecuación química en este paso varían según los tipos de microorganismos y las condiciones de cultivo.

La reacción de isomerización genera grupo isopropilo- -D-tiogalactósido-5'-éster fosfato

Bajo la acción de enzimas producidas por microorganismos, los productos intermedios sufren una reacción de isomerización, generando grupos isopropilo- -D-tiogalactósido-5'-éster fosfato. El mecanismo de reacción de este paso consiste en transferir el grupo hidroxilo de la galactosa a trifosfato de uridina, generando el grupo isopropilo- -D-tiogalactósido-5'-fosfato y difosfato de uridina. La ecuación química específica es la siguiente:

(CH₂OH)₂CHOH-OH + C₃H₇ClN₂O₂S + UDP → (CH₂OH)₂CHOH-O-P(U) + C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂ + C₃H₇N

El grupo de desprotección genera el grupo isopropilo- -D-tiogalactósido

El paso final es eliminar el grupo protector del grupo isopropilo.- - Conversión de éster de fosfato de D-tiogalactosil-5'- al producto objetivo isopropil- -D-tiogalactósido. Este paso generalmente requiere el uso de una solución ácida o alcalina como catalizador para promover la reacción. La ecuación química específica es la siguiente:

(CH₂OH)₂CHOH-O-P(U) + H₂O → (CH₂OH)₂CHOH-OH + P (i)

Separación y purificación

Mediante el uso de técnicas de separación y purificación tales como extracción, adsorción, cromatografía, etc., el isopropilo producto objetivo se purificó. El - -D-tiogalactósido se extrajo de la mezcla de reacción. El propósito de este paso es eliminar impurezas y mejorar la pureza del producto para satisfacer las necesidades de aplicaciones prácticas.

reactivo IPTGIsopropil- -D-tiogalactósido, nombre en inglés IPTG. Como inductor placebo, X-gal es un sustrato cromogénico, los cuales se utilizan para la detección de azul-blanco. IPTG podría inducir el segmento de ADN del operón lac del vector Chemicalbook para sintetizar el fragmento amino-terminal de la -galactosidasa, lo que podría lograr la complementación intragénica ( complementación ) con la -galactosidasa defectuosa codificada por las células huésped.

1. Preparación de biomateriales:

IPTG se puede utilizar para preparar ciertos biomateriales, como polisacáridos, liposomas, etc. Al unirse a membranas celulares o proteínas específicas, IPTG puede promover funciones fisiológicas específicas de células o tejidos, proporcionando nuevas herramientas de investigación y estrategias terapéuticas para el campo de la ingeniería biomédica. Por ejemplo, al usar IPTG como inductor, puede promover la expresión y secreción de proteínas objetivo en la ingeniería de bacterias o células de levadura, que pueden usarse para producir biomateriales con funciones específicas.

 

Estos biomateriales pueden incluir polisacáridos, liposomas, complejos proteicos, etc.
En el proceso de preparación de biomateriales, el uso de IPTG puede simplificar el proceso de producción, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos de producción. Al mismo tiempo, se puede lograr una regulación precisa de los niveles de expresión de proteínas objetivo y las propiedades del biomaterial controlando la cantidad y duración de la adición de IPTG.

2. Detección de drogas:

 

IPTG se utiliza principalmente en la detección de fármacos para inducir la expresión de genes diana y detectar los productos de expresión de genes diana. Específicamente, IPTG puede servir como inductor de operones de lactosa uniéndose a lac|productos que provocan cambios conformacionales de lac|productos alejados de lacO, activando así la transcripción y logrando una alta expresión del gen diana. Durante el proceso de selección de blanco azul, IPTG induce a los transformantes sin plásmidos recombinantes a formar colonias azules en presencia del sustrato cromogénico X-gal.

Cuando se insertan fragmentos extraños, los fragmentos peptídicos resultantes se pierden. Capacidad complementaria: los recombinantes transformados que contienen plásmidos recombinantes solo pueden formar Escherichia coli blanca en un medio de inducción cromogénico. Este método de detección de fármacos basado en cambios de color desempeña un papel importante en el estudio de proteínas relacionadas con enfermedades específicas y en la búsqueda de nuevos objetivos farmacológicos.

3. Investigación genética:

 

IPTG se utiliza a menudo como herramienta molecular en la investigación genética. Al unirse a una secuencia genética específica, IPTG puede regular el nivel de expresión de ese gen, estudiando así su relación con fenotipos o enfermedades específicas.
En la investigación genética, el IPTG se utiliza principalmente como inductor y puede simular el efecto de inducción de la lactosa sobre la lactasa. Suele utilizarse para inducir la expresión de genes exógenos, especialmente en investigaciones de biología molecular e ingeniería genética.
Cuando se utiliza IPTG, se une a genes diana en huéspedes de expresión como Escherichia coli. Al construir el gen diana con promotores y elementos reguladores apropiados en el vector de expresión, puede producir proteínas en células de Escherichia coli. Este efecto inducido es de gran importancia para estudiar la función de los genes, las interacciones de las proteínas y el desarrollo de nuevos fármacos y biomateriales.

Además, IPTG también se puede utilizar como inductor en experimentos de cristalización de proteínas para promover la cristalización de proteínas. Su mecanismo de acción es cambiar la conformación de las proteínas uniéndose a regiones hidrofóbicas de las proteínas, promoviendo así la agregación y cristalización entre moléculas de proteínas.

Este proceso de agregación y cristalización es reversible, por lo que la cristalización de proteínas se puede inducir agregando IPTG, o los cristales de proteínas se pueden disolver eliminando IPTG.

4. Aplicación agrícola:

 

En aplicaciones agrícolas,reactivo IPTGComo nuevo tipo de biopesticida, tiene efectos herbicidas específicos. Puede interferir con el metabolismo normal de la galactosa en las plantas, afectando así su crecimiento normal. Este método de interferencia es más sensible a algunas malezas, por lo que el uso de IPTG puede eliminar las malezas de manera efectiva sin dañar los cultivos. Mientras tanto, como IPTG es un nuevo tipo de biopesticida, es más respetuoso con el medio ambiente y más seguro para humanos y animales en comparación con los pesticidas químicos tradicionales. Por lo tanto, IPTG tiene amplias perspectivas de aplicación en aplicaciones agrícolas.

Posible interferencia con la regulación de la expresión genética.

 

Inducción no específica

IPTG, como inductor, tiene cierta especificidad en su acción, pero en algunos casos puede producirse una inducción no-específica. IPTG no sólo induce la expresión de genes diana, sino que también puede afectar la expresión de otros genes dentro de las células. Esto puede deberse al hecho de que después de que IPTG se une a la proteína represora, cambia la conformación y función de la proteína represora, lo que hace que tenga ciertos efectos sobre otros operones, aliviando así la inhibición de la expresión de genes no diana.

La inducción no específica puede provocar cambios en los perfiles de expresión de proteínas intracelulares, produciendo proteínas inesperadas que no sólo interfieren con el análisis y el juicio de los resultados experimentales, sino que también pueden tener efectos adversos sobre las funciones fisiológicas normales de las células. Por ejemplo, en algunos experimentos de expresión de proteínas, después de la inducción con IPTG, además de detectar un aumento en la expresión de la proteína diana, también se encontró una regulación positiva de la expresión de algunas otras proteínas desconocidas. Estas proteínas expresadas no-específicas pueden interferir con la purificación y los estudios funcionales de la proteína objetivo.

Irreversibilidad de la expresión inducida

En circunstancias normales, después de eliminar el inductor, la expresión genética debería volver a su nivel previo a la inducción. Sin embargo, los estudios han demostrado que la expresión genética inducida por IPTG puede tener cierto grado de irreversibilidad. Una vez que se usa IPTG para inducir la expresión génica, incluso si se elimina IPTG, el nivel de expresión génica aún puede permanecer en un nivel alto y no puede restablecerse al nivel inicial antes de la inducción.

Esta irreversibilidad puede deberse a cambios intracelulares-a largo plazo inducidos por IPTG, como cambios en la estructura de la cromatina y modificaciones de los factores de transcripción, que mantienen un alto nivel de actividad transcripcional genética. La irreversibilidad de la expresión inducida puede causar grandes dificultades en los experimentos, especialmente en experimentos que requieren una regulación precisa de los niveles de expresión génica, lo que puede conducir a resultados experimentales inexactos y no reproducibles.

Gracias a su estructura molecular estable y su actividad inductora confiable, IPTG se ha convertido en un reactivo indispensable en los laboratorios de biología molecular de todo el mundo. Se utiliza ampliamente en la expresión de proteínas recombinantes, la investigación de la función genética y los experimentos de ingeniería microbiana, proporcionando efectos de inducción estables para la investigación científica y la producción industrial. Nuestro enfoque-a largo plazo en la tecnología de síntesis orgánica y nuestro estricto control de calidad garantiza que nuestros productos IPTG mantengan una alta pureza, estabilidad y consistencia, cumpliendo eficazmente con los exigentes requisitos de los experimentos científicos y las aplicaciones industriales.

Con el respaldo de un equipo profesional de I+D, continuamos optimizando los procesos de síntesis y mejorando el rendimiento del producto para servir mejor a los investigadores y fabricantes globales. Con su claro mecanismo de acción, propiedades estables y amplia aplicabilidad, IPTG seguirá siendo un reactivo central en la investigación de ciencias biológicas y continuaremos brindando productos de alta-calidad y soporte técnico profesional para el avance de la biotecnología.

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