Cuando se habla de HEPES en el contexto de las proteínas, la expresión se refiere principalmente a un tampón utilizado para mantener estable el pH de muestras y sistemas biológicos, no a una proteína ni a una clase de proteínas.
HEPES es el nombre abreviado en inglés de 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid, un compuesto orgánico empleado ampliamente en bioquímica y biología molecular como agente amortiguador para mantener un pH fisiológico.
¿Qué significa HEPES?
HEPES es la abreviatura de 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid.
También recibe los siguientes nombres:
- 4-(2-hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid.
- N-(2-hydroxyethyl)piperazine-N'-(2-ethanesulfonic acid).
- 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid, que es su nombre según la nomenclatura IUPAC.
La fórmula molecular de HEPES es C8H18N2O4S y su masa molar es de 238.31 g/mol.
¿HEPES es una proteína?
HEPES no es una proteína. Es un compuesto orgánico zwitteriónico que funciona como tampón en soluciones biológicas.
Las proteínas son sustancias formadas por componentes básicos más pequeños llamados aminoácidos. Las proteínas tienen muchas funciones importantes, entre ellas brindar energía al cuerpo, reconstruir los músculos y ayudar al sistema inmunitario.
HEPES puede encontrarse en medios y soluciones utilizados para estudiar proteínas, células y otras moléculas biológicas. Su función es ayudar a conservar condiciones de pH relativamente estables para que las proteínas y los sistemas celulares puedan analizarse en un entorno adecuado.
Características químicas de HEPES
HEPES es un tampón zwitteriónico, es decir, tiende a donar o aceptar protones, o iones H+, según el pH de la solución acuosa en la que se encuentra.
Deriva de la piperazina y pertenece al grupo de los tampones de Good.
Con un pKs de 7.55 a 20 °C, tiene una buena capacidad amortiguadora entre pH 6.8 y 8.2.
Su pKa es de 7.48 a 25 °C, con una capacidad amortiguadora eficaz en un intervalo de pH de 6.8 a 8.2.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Nombre abreviado | HEPES |
| Nombre químico | 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid |
| Fórmula molecular | C8H18N2O4S |
| Masa molar | 238.31 g/mol |
| pKa | 7.48 a 25 °C |
| Intervalo eficaz de pH | 6.8 a 8.2 |
| Número CAS | 7365-45-9 |
| Punto de fusión | 234 a 238 °C |
| Solubilidad en agua | 400 g/L a 20 °C |
¿Para qué se utiliza HEPES?
HEPES se utiliza ampliamente para amortiguar muestras biológicas debido a su capacidad de mantener el pH fisiológico y a su menor toxicidad en comparación con otros compuestos similares.
También se emplea como componente de cultivos celulares, por ejemplo, en la industria farmacéutica.
- Ayuda a mantener estable el pH de muestras biológicas.
- Se utiliza en medios de cultivo celular.
- Puede emplearse en estudios de bioquímica y biología molecular.
- Se incorpora a soluciones utilizadas para analizar proteínas y ácidos nucleicos.
- Se utiliza en determinados procedimientos de electroforesis y análisis molecular.
HEPES en cultivos celulares
En los medios de cultivo celular, HEPES se utiliza como sustituto del tampón de bicarbonato, normalmente a una concentración de 25 mM, o como tampón adicional al bicarbonato, normalmente a una concentración de 10 a 15 mM.
Los medios tamponados con HEPES se utilizan especialmente cuando la estabilidad del valor de pH del medio desempeña un papel importante.
Los sistemas de cultivo celular sensibles al valor de pH reciben un amortiguamiento adicional en el intervalo de pH 7.2 a 7.6 mediante la adición de HEPES.
Las fluctuaciones del valor de pH se producen naturalmente por el metabolismo de las células cultivadas, pero también por cambios en la concentración de CO₂ de la incubadora o del entorno.
HEPES en el análisis de proteínas
En los estudios relacionados con proteínas, HEPES se utiliza para mantener las condiciones químicas de la muestra durante la preparación, conservación o análisis.
La electroforesis de proteínas séricas, conocida por sus siglas en inglés SPEP, mide proteínas específicas en la sangre para ayudar a identificar algunas enfermedades.
Las proteínas tienen una carga eléctrica positiva o negativa y se mueven en un líquido cuando se colocan en un campo eléctrico.
El análisis de sangre por inmunofijación utiliza un proceso llamado electroforesis para separar las proteínas en subgrupos. Los subgrupos se basan en su tamaño, forma y carga eléctrica.
La electroforesis permite observar diferentes grupos de proteínas y formar un patrón específico. Sin embargo, HEPES no es una de esas proteínas: es una sustancia que puede utilizarse para controlar el pH de determinadas soluciones empleadas en procedimientos bioquímicos.
Proteínas presentes en la sangre
Hay dos tipos principales de proteínas en la sangre, albúmina y globulina.
El suero sanguíneo contiene dos grupos principales de proteínas: albúmina y globulina. Tanto la albúmina como la globulina transportan sustancias por el torrente sanguíneo.
Albúmina
Las proteínas de albúmina impiden que la sangre se escape de los vasos sanguíneos.
La albúmina también ayuda a transportar algunos medicamentos y otras sustancias por la sangre, y es importante para el crecimiento de tejidos y la curación.
Globulinas
Las globulinas se dividen en varios subgrupos:
- Alfa-1 globulina.
- Alfa-2 globulina.
- Beta globulina.
- Gamma globulina.
Las gamma globulinas también son llamadas anticuerpos. Ayudan a prevenir y combatir infecciones.
Cada uno de estos cinco grupos de proteínas se mueve a una velocidad diferente en un campo eléctrico y juntos forman un patrón específico.
Inmunofijación y electroforesis de proteínas
Una prueba de inmunofijación mide la cantidad y el tipo de proteínas en la sangre.
Esta prueba verifica si su cuerpo está produciendo o perdiendo demasiada cantidad de ciertas proteínas.
Con mayor frecuencia, esta prueba se usa para ayudar a detectar o controlar muchos problemas diferentes que afectan la cantidad de proteína en el cuerpo.
La electroforesis de proteínas séricas suele hacerse para ayudar a diagnosticar y controlar una amplia gama de afecciones.
La prueba de inmunofijación también se puede hacer en la orina.
Enfermedades que pueden relacionarse con estas pruebas
Usted podría necesitar esta prueba si tiene síntomas de enfermedades que afectan la cantidad de proteína en su cuerpo, como mieloma múltiple, esclerosis múltiple, desnutrición o malabsorción.
Mieloma múltiple
El mieloma múltiple es un cáncer de células plasmáticas, un tipo de glóbulo blanco.
Enfermedades autoinmunes e inflamatorias
Ciertas enfermedades autoinmunes y enfermedades inflamatorias provocan que el sistema inmunitario ataque tejidos sanos.
Esclerosis múltiple
La esclerosis múltiple es una de las enfermedades que pueden afectar la cantidad o el patrón de determinadas proteínas y puede motivar la realización de pruebas relacionadas con las proteínas en sangre o en otros líquidos corporales.
Desnutrición y malabsorción
La desnutrición o la malabsorción pueden asociarse con niveles anormales de proteínas.
Hipercalcemia
También puede solicitarse la prueba cuando existen niveles altos de calcio en la sangre, una condición llamada hipercalcemia.
La hipercalcemia puede afectar muchos órganos en el cuerpo.
¿Cómo se realiza una prueba de proteínas en la sangre?
El profesional de la salud toma una muestra de sangre de una vena de un brazo con una aguja pequeña.
Le ajustará una banda elástica alrededor de la parte superior del brazo para detener el flujo de sangre.
Se le coloca una banda elástica alrededor de la parte superior del brazo. Es posible que la sienta apretada.
Insertará la aguja en la vena.
Después de insertar la aguja, extrae un poco de sangre y la coloca en un tubo de ensayo o frasco.
La muestra de sangre se toma de una vena del brazo.
Posibles molestias y riesgos
Los riesgos de un análisis de sangre son mínimos.
Le puede salir un pequeño moretón en el sitio de la punción.
En casos poco comunes, la vena puede hincharse después de que le tomen la muestra de sangre. Este problema se llama flebitis.
¿Cómo se presentan los resultados?
Sus resultados mostrarán si sus niveles de proteína están en el rango normal, o si ciertas proteínas están demasiado altas o demasiado bajas.
Los resultados de cada grupo de proteínas se presentan como un porcentaje de la cantidad total de proteínas séricas.
Los valores normales enumerados aquí, llamados límites de referencia, son solo una guía.
Estos límites varían de un laboratorio a otro, y su laboratorio puede tener límites diferentes para indicar lo que es normal.
El informe de laboratorio debe incluir los límites que usa su laboratorio.
Además, su médico evaluará los resultados en función de su salud y de otros factores.
Muchas afecciones pueden causar que ciertos niveles de proteína sean altos o bajos.
Los niveles altos pueden ser causados por muchas afecciones.
Los niveles bajos pueden ser causados por muchas afecciones.
HEPES y otros tampones
Químicamente, HEPES, HEPPS y HEPPSO son ácidos alcanosulfónicos derivados de la piperazina.
Los tres son tampones zwitteriónicos clasificados como tampones de Good.
La diferencia está en la longitud de la cadena de carbono entre el grupo amino y el ácido sulfónico, por lo que el pKa y el intervalo eficaz de pH son diferentes.
Limitaciones de HEPES
Existe una restricción en el uso de este tampón, porque interfiere con el ensayo de proteínas de Folin.
HEPES no puede utilizarse cuando se va a realizar una determinación de proteínas después del método de Folin.
Además, el sistema de anillo de piperazina forma radicales en determinadas condiciones.
Estas limitaciones deben considerarse al seleccionar un tampón para una prueba de proteínas o para otro procedimiento de investigación biológica.
HEPES: número CAS y datos de identificación
El número CAS de HEPES es 7365-45-9.
El número CAS es un identificador numérico único que designa una sustancia específica.
El número CAS 7365-45-9 corresponde a HEPES, cuya fórmula es C8H18N2O4S.
| Identificador o denominación | Dato correspondiente |
|---|---|
| HEPES | 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid |
| Número CAS | 7365-45-9 |
| Nombre IUPAC | 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid |
| Fórmula | C8H18N2O4S |
Datos físicos y preparación de soluciones
El pH de una solución acuosa de HEPES al 1 % se encuentra entre 4.7 y 6.0.
El punto de fusión de HEPES se encuentra entre 234 y 238 °C.
La solubilidad de HEPES en agua es de 400 g/L a 20 °C.
Las especificaciones indicadas para determinados productos pueden incluir un ensayo mínimo de 99.5 %, agua máxima de 0.25 %, cloruro máximo de 0.005 % y sulfato máximo de 0.02 %.
También pueden incluir los siguientes límites para determinados elementos e indicadores analíticos: As máximo de 0.0001 %, Fe máximo de 0.001 %, Pb máximo de 0.001 %, absorbancia máxima de 0.1 a 260 nm y absorbancia máxima de 0.1 a 280 nm.
Las DNasas, RNasas y proteasas no son detectables en determinadas especificaciones del producto.
Aplicaciones en biología molecular
La adición de 20 mM de HEPES al tampón TBE mejora el comportamiento de migración de determinadas muestras en el análisis SSCP, o polimorfismo conformacional de cadena sencilla.
Este efecto puede proporcionar una mayor resolución, especialmente cuando se desean distinguir pequeñas diferencias de secuencia entre determinadas bandas.
HEPES se utiliza ampliamente como tampón en investigaciones biológicas por su capacidad de amortiguación en el pH fisiológico.
Compra y uso en procesos de producción
HEPES puede adquirirse a través de redes mundiales de distribuidores de reactivos o mediante una tienda en línea cuando el cliente está registrado.
Si se desea adquirir HEPES para procesos de producción, es necesario contactar con los distribuidores correspondientes.
La selección de HEPES debe considerar el intervalo de pH requerido, la compatibilidad con el análisis de proteínas, la concentración de trabajo y las condiciones del sistema biológico.
Esta información no reemplaza el consejo de un médico.
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