n-辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷(OG/OGP):研究与生物技术中的非离子表面活性剂

n-辛基-β-D-葡萄糖苷简介


         n-辛基-β-D-葡萄糖苷(OG/OGP),CAS 29836-26-8,分子式 C14H28O6,分子量约 292.4 g·mol⁻¹。OG是一种非离子型烷基葡萄糖苷:由一个 C8 疏水链(正辛基)通过糖苷键连接到 β-D-葡萄糖。它能够形成小而相对均一的胶束,并因其较高的临界胶束浓度(CMC,通常在水中约 18–25 mM)而著称。这一特性使得在溶解后或在重构至脂质体/纳米盘过程中,可以通过稀释或透析轻松去除OG。这也是OG在膜蛋白提取至重构工作流程中频繁出现的原因。


阿拉丁提供不同等级与纯度的OG / OGP


· O432561 100 mM 溶液

· O432559 ≥95% (HPLC),50 % (w/v) 水溶液

· O105509 ≥97%

· O105510 蛋白分析级 ≥98%


核心理化性质


· 临界胶束浓度 (CMC):

         在室温水溶液中约 15–25 mM(常报道为 ~0.5–0.8% w/v,即约 0.53%)。

· 聚集数 (Nagg):

         在接近/高于 CMC 的标准水相条件下通常为 ~80–85;其值随浓度升高而增加。不同方法/缓冲液下可能有一定差异。

· 胶束大小/形状:

         SANS 与分子动力学(MD)研究表明 OG 胶束并非球形,而是椭球形/长轴状;该几何特征在接近 CMC (~0.025 M) 时仍然存在。这对于蛋白–去垢剂复合物(PDC)的大小及 SEC 行为有重要意义。

· 温度行为:

         OG 的一大特点是在宽温度范围内没有明显浑浊现象(不同于许多聚氧乙烯类表面活性剂)。

· 纯度注意事项:

         商业化 OG 可能含有吸收紫外或带电杂质,这些杂质可能与蛋白结合;因此在结构或生物物理研究中,建议使用高纯度级别的 OG(或重新纯化)。


这些性质在实践中的意义


膜提取与溶解

         · 优势: 在高于CMC时,OG能高效溶解膜及许多整合膜蛋白,同时将其维持在小胶束中—当需要强溶解力但又希望后续能顺利去除去垢剂时十分有用。

         · 典型用法: 提取缓冲液常用 0.5–2% (w/v) OG;对于富含脂质的膜,常取较高浓度起始,随后在捕获后逐步降低。

         · 示例: OG 广泛应用于多种酶、转运蛋白和受体;它曾是早期视紫红质重构研究和多种磷脂酰胆碱双层膜溶解/重构研究的主力去垢剂。


重构(脂质体、纳米盘)

         · 优势: 由于CMC高,透析或稀释可迅速将OG浓度降至CMC以下,使胶束解体、蛋白重新嵌入脂质体或组装到纳米盘中,并减少低CMC去垢剂常见的动力学陷阱。吸附剂(如 Bio-Beads) OG的去除也非常高效。


稳定性

         · 优势:OG为非离子型,且带有糖头基,因此比离子型去垢剂(如 SDS)和许多聚氧乙烯类更温和;许多蛋白在纯化和重构所需的时间窗口内保持功能。

         · 提示: 与麦芽糖苷类去垢剂(如 DDM D100662, N475300)相比,OG在天数到达数周的时间尺度上可能较不稳定;但在需要易于去除(用于重构或结晶筛选)的情况下,OG 是理想选择。应根据稳定性和易去除性的权衡进行选择。


常见使用与技巧


· 保持高于 CMC 以溶解。

         为确保可靠的胶束形成,建议至少运行在 CMC 的 2–3 倍浓度(例如 0.5–1% OG)。

· 透析/稀释法进行重构。

        脂质/蛋白混合物起始浓度常为 ~1% OG;透析或稀释至低于 CMC (~0.5%) 触发双层形成与蛋白插入。吸附剂可加快去除。

· 缓冲液效应不可忽视。

         离子强度与添加剂会改变 CMC 及胶束尺寸;如果实验敏感,应在具体缓冲条件(温度、盐浓度、pH)下实测 CMC。


参考文献

1. Anatrace. n-Octyl-β-D-glucopyranoside (OG) 技术数据表. 提供水溶液和盐溶液中的 CMC 值、聚集数估算、胶束分子量及使用说明。

2. Thermo Scientific. Octyl-β-D-glucopyranoside 产品说明书. 列出 CMC(约 23–25 mM)、聚集数(约 27)、胶束分子量(约 8 kDa)。

3. López, O., Cócera, M., Parra, J. L., & de la Maza, A. (1990). n-辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷胶束的热力学与流体力学性质. Journal of Colloid and Interface Science, 137(1), 52–59. 报告了胶束分子量(约 25 kDa)、水合半径(约 2.35 nm)、聚集数(约 87)。

4. Vincent, M., 等. (1997). 利用 ITC 与 ²H-NMR 研究 n-辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷在磷脂双分子层中的分配. Biophysical Journal, 73(1), 53–63. 解释了 OG 插入膜并溶解双层的热力学过程。

5. Helenius, A., & Simons, K. (1975). 去垢剂对膜的溶解作用. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Reviews on Biomembranes, 415(1), 29–79. 经典综述,首次系统介绍 OG 在膜溶解和重组中的应用。

6. Rigaud, J. L., & Lévy, D. (2003). 将膜蛋白重构至脂质体. Methods in Enzymology, 372, 65–86. 详细描述了 OG 在膜蛋白重构实验中的使用方法以及去除策略(透析、Bio-Beads 吸附)。

7. Popot, J.-L., & Engelman, D. M. (2000). 膜的去垢剂溶解:三阶段模型. Biochemistry, 39(13), 3533–3555. 提出了“三阶段模型”,解释了包括 OG 在内的去垢剂与脂质双层相互作用过程。

8. Hjelmeland, L. M. (1980). 非离子去垢剂对膜蛋白溶解作用:亲水–亲油平衡的作用. Journal of Biological Chemistry, 255(12), 5976–5982. 讨论了 OG 及相关葡萄糖苷类去垢剂的 HLB 值与蛋白相容性。


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