Konjugationsreaktion von alkin- bzw. azidmodifizierten Proteinen mit Farbstoff-Aziden bzw. -Alkinen

Der Puffer für die Proteinmarkierung wird bei der CuAAC-Reaktion mit Proteinen eingesetzt und ist dafür optimiert, Biomoleküle vor Schädigung durch reaktive Sauerstoffspezies zu schützen. Für die Reaktion eignen sich alkin- bzw. azidmodifizierte Proteine sowie mit Azidgruppen metabolisch markierte Zellen oder Zelllysate.

Bei der Konjugationsreaktion eines Azids mit der terminalen Alkingruppe wird ein 5-gliedriger Heterozyklus — 1,2,3-Triazol gebildet. Da Azid- und Alkingruppen in natürlichen Biomolekülen praktisch nie vorkommen, ist die Reaktion sehr spezifisch und breit anwendbar.

Scheme of copper catalyzed Click chemistry alkyne azide cycloaddition

Die Reaktion verläuft in Anwesenheit von Kupfer(I)-Verbindungen und ist kaum vom pH-Wert abhängig. Der Puffer für die Proteinmarkierung ist für die Arbeit mit Proteinen optimiert und enthält ein Kupfer(II)-Salz, einen stabilen Vorgänger katalytisch aktiver Kupfer(I)-Verbindungen, Triethylammoniumacetat pH 6.8, den wasserlöslichen Liganden THPTA und Aminoguanidin. Es wird empfohlen, Kupfer(II) mit einer frisch angesetzten Ascorbinsäure-Lösung zu reduzieren. Der Ligand THPTA im Puffer beschleunigt die Reaktion und stabilisiert katalytisch aktive Kupfer(I)-Verbindungen. Die Anwesenheit des wasserlöslichen THPTA erlaubt darüber hinaus die Durchführung der Reaktion im wässrigen Medium (ohne Zusatz organischer Hilfslösungsmittel). Durch die Stabilisierung von Kupfer(I)-Verbindungen minimiert THPTA die Entstehung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und somit eine unerwünschte Schädigung der Proteine durch Oxidation von Histidin, Methionin und Cystein. Zusätzlich zugesetztes Aminoguanidin soll die Bindung reaktionsfähiger Aldehyde, die aus Dehydroascorbat durch Hydrolyse entstehen können, an die Seitenketten von Arginin, N-terminalem Cystein und Lysin verhindern.

Für die Reaktion werden ein in azidfreiem Puffer gelöstes alkin- bzw. azidmodifiziertes Protein, Farbstoff-Azid bzw. -Alkin, 1.5x Puffer für die Proteinmarkierung, Ascorbinsäure benötigt. Es wird empfohlen, Schritte 6-9 unter Inertgasatmosphäre (Stickstoff oder Argon) durchzuführen.

Protokoll

Wir empfehlen folgendes Protokoll für die Konjugation von modifizierten Proteinen mit Farbstoffderivaten:

  1. Berechnen Sie das Gesamtreaktionsvolumen abhängig von der Menge des modifizierten Proteins:
    ! Das Volumen der alkin- bzw. azidmodifizierten Proteinlösung darf maximal 1/3 des Gesamtreaktionsvolumens betragen.
    Gesamtreaktionsvolumen, µl Proteinmenge
    100 von 4 bis 20 nmol
    200 von 20 bis 40 nmol
    400 von 40 bis 80 nmol
    600 von 80 bis 600 nmol
  2. Berechnen Sie die Volumina der für die Proteinmarkierung benötigten Reagenzien anhand der untenstehenden Tabelle:
    Reagenz Volumen, µl Konzentration der Stammlösung
    Farbstoff-Azid oder -Alkin (Proteinmenge [nmol]) × 0.3* 10 mM in DMSO oder Wasser
    Puffer für die Proteinmarkierung (Gesamtreaktionsvolumen [µl]) × 0.67 1.5х
    Ascorbinsäure (Gesamtreaktionsvolumen [µl]) × 0.02 50 mM in Wasser
    Wasser (Gesamtreaktionsvolumen [µl]) – Volumen der Farbstofflösung [µl] – Puffervolumen [µl] – Volumen der Ascorbinsäurelösung [µl])
    * - der Farbstoffüberschuss kann in Abhängigkeit von der Anzahl der Azid- bzw. Alkingruppen in Proteinmolekülen variieren. Die Berechnungen in der Tabelle beziehen sich auf den 3-fachen Farbstoffüberschuss. Für den 1.5–10-fachen Farbstoffüberschuss soll die Proteinmenge (nmol) mit 0.15–1 multipliziert werden. Beachten Sie jedoch bitte, dass bei Verwendung von Aziden bzw. Alkinen mit geringer Wasserlöslichkeit diese bei einem erheblichen Überschuss aus dem Reaktionsgemisch ausfallen können. Verwenden Sie daher wasserlösliche Farbstoffe wie sulfonierte Cyaninfarbstoffe sulfo-Cyanine.
  3. Bereiten Sie die Stammlösung des Farbstoff-Azids bzw. -Alkins (10 mM in DMSO oder Wasser für wasserlösliche Alkine und Azide) und Ascorbinsäure (50 mM in Wasser) zu.
    Beachten Sie bitte, dass Ascorbinsäure anfällig für Oxidation durch Luftsauerstoff ist. Verwenden Sie daher immer nur frisch angesetzte Lösungen (die Lösung ist 24 Stunden lang stabil). Bereiten Sie die Stammlösung zu, indem Sie 10 mg Ascorbinsäure in 1,1 ml Wasser auflösen.
  4. Fügen Sie den Puffer für die Proteinmarkierung zu der Lösung des modifizierten Proteins hinzu und vortexen Sie.
  5. Fügen Sie die Stammlösung des Farbstoff-Azids bzw. -Alkins hinzu und vortexen Sie noch einmal gut.
  6. (Empfohlen) Entgasen Sie die Lösung. Schließen Sie dafür eine Einmalpipettenspitze an den Plastik- bzw. Silikonschlauch des Druckreglers der Flasche mit Inertgas (Argon, Stickstoff) an. Stellen Sie einen sehr schwachen Gasstrom ein und halten Sie die Pipettenspitze 3-10 mm oberhalb des Flüssigkeitsspiegels. Berühren Sie dabei weder Flüssigkeit noch Röhrchenwände. Der Gasstrom muss so eingestellt sein, dass er einen Strudel in der Flüssigkeit erzeugt, das Verspritzen der Flüssigkeit ist jedoch zu vermeiden. Halten Sie die Pipettenspitze so 10–20 s lang.
    Werden mehrere Markierungsreaktionen parallel vorbereitet, kann mit einem Zentrifugalkonzentrator entgast werden. Platzieren Sie die Röhrchen im Gerät, starten Sie den Durchlauf, bauen Sie für 30–40 s Vakuum auf und leiten Sie anschließend Inertgas durch das Gerät.
  7. Fügen Sie die Ascorbinsäure-Lösung hinzu, leiten Sie einige Sekunden lang ein Inertgas durch das Röhrchen hindurch und verschließen Sie es.
  8. Vortexen Sie die Lösung.
  9. Inkubieren Sie das Gemisch bei Raumtemperatur für 8–16 Stunden.
  10. Reinigen Sie das Reaktionsprodukt mittels Dialyse oder Gelfiltration.

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E51B0 50 mg $450 Auf Lager
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Hexinsäure-NHS-Ester

Alkin-NHS-Ester zur Markierung von Biomolekülen mit einer Alkingruppe für die kupferkatalysierte Click-Chemie
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
41720 25 mg $95 Auf Lager
51720 50 mg $180 Auf Lager
61720 100 mg $290 Auf Lager
91720 1 g auf Anfrage Auf Lager
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Hexinsäure-STP-Ester

Aktivierter Ester mit einer terminalen Alkingruppe für die Modifizierung der Verbindungen, die eine Aminogruppe tragen. STP-Ester stellen eine ausgezeichnete Alternative zu NHS-Estern dar.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
569-25mg 25 mg $95 Auf Lager
569-100mg 100 mg $185 Auf Lager
569-500mg 500 mg $850 Auf Lager
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JOE-Alkin, 6-Isomer

JOE-Farbstoff-Alkin-Derivat für kupferkatalysierte Klickchemiereaktionen mit Aziden. Der JOE-Farbstoff wird häufig für die Markierung von Nukleinsäuren verwendet.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A21B0 1 mg $110 Auf Lager
B21B0 5 mg $210 Auf Lager
C21B0 10 mg $310 Auf Lager
D21B0 25 mg $410 Auf Lager
E21B0 50 mg $695 Auf Lager
F21B0 100 mg $1190 Auf Lager
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Kupfer(II)-THPTA-Katalysatorpuffer, 1,5x

Gebrauchsfertiger katalytischer Puffer mit THPTA für die Click-Chemie, eignet sich für die Modifizierung von Proteinen.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
B5150 1 mL $30 Auf Lager
K5150 10 mL $120 Auf Lager
S5150 50 mL $490 Auf Lager
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Pentinsäure-STP-Ester

Ein aktivierter Ester für die Alkinylierung von Peptiden/Proteinen.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
30720 10 mg $110 5 Tagen.
40720 25 mg $210 Auf Lager
50720 50 mg $410 Auf Lager
60720 100 mg $595 5 Tagen.
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R6G-Alkin, 6-Isomer

R6G (Rhodamin 6G) terminales Alkin für kupferkatalysierte schnelle chemische Reaktionen mit Aziden. Reines 6-Isomer des Farbstoffs.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A52B0 1 mg $110 Auf Lager
B52B0 5 mg $210 Auf Lager
C52B0 10 mg $310 Auf Lager
D52B0 25 mg $410 Auf Lager
E52B0 50 mg $695 Auf Lager
F52B0 100 mg $1190 Auf Lager
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ROX-Alkin, 5-Isomer

Alkinderivat von Rhodamine X (ROX, Rhodamin 101) für kupferkatalysierte Click-Chemie-Reaktionen.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A12B0 1 mg $110 Auf Lager
B12B0 5 mg $165 Auf Lager
C12B0 10 mg $210 Auf Lager
D12B0 25 mg $285 Auf Lager
E12B0 50 mg $495 Auf Lager
F12B0 100 mg $1190 Auf Lager
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ROX-Alkin, 6-Isomer

Ein Alkin-Derivat des hellrot-leuchtenden Farbstoffs ROX (Rhodamin X, Rhodamin 101) für die kupferkatalysierte Click-Chemie-Bioconjugation. Reines 6-Isomer.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A22B0 1 mg $110 Auf Lager
B22B0 5 mg $165 Auf Lager
C22B0 10 mg $210 Auf Lager
D22B0 25 mg $285 Auf Lager
E22B0 50 mg $495 Auf Lager
F22B0 100 mg $880 Auf Lager
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Sulfo-Cyanin3.5-Alkin

Alkinderivat des wasserlöslichen Fluoreszenzfarbstoffs Sulfo-Cyanin3.5 für kupferkatalysierte Click-Chemie-Reaktionen.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A23B0 1 mg $125 Auf Lager
B23B0 5 mg $260 Auf Lager
C23B0 10 mg $325 Auf Lager
D23B0 25 mg $510 Auf Lager
E23B0 50 mg $895 Auf Lager
F23B0 100 mg $1490 Auf Lager
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Sulfo-Cyanin3-Alkin

Ein wasserlösliches Fluorophor-Alkin für die kupferkatalysierte Click-Chemie. Sulfo-Cyanin3 ist ein heller und photostabiler Fluoreszenzfarbstoff für den Cy3®-Kanal.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A13B0 1 mg $125 Auf Lager
B13B0 5 mg $325 Auf Lager
C13B0 10 mg $470 Auf Lager
D13B0 25 mg $850 Auf Lager
E13B0 50 mg $1490 Auf Lager
F13B0 100 mg $1990 Auf Lager
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Sulfo-Cyanin5.5-Alkin

Wasserlöslicher, fernrot bzw. nahinfrarot emittierender Fluorophor Sulfo-Cyanin5.5 mit Alkingruppe
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A73B0 1 mg $110 Auf Lager
B73B0 5 mg $325 Auf Lager
C73B0 10 mg $470 Auf Lager
D73B0 25 mg $850 Auf Lager
E73B0 50 mg $1490 Auf Lager
F73B0 100 mg $2590 Auf Lager
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Sulfo-Cyanin5-Alkin

Wasserlösliches Fluorophor Cyanin5 Alkinderivat für die Click-Chemie.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A33B0 1 mg $125 Auf Lager
B33B0 5 mg $290 Auf Lager
C33B0 10 mg $470 Auf Lager
D33B0 25 mg $850 Auf Lager
E33B0 50 mg $1490 Auf Lager
F33B0 100 mg $1990 Auf Lager
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Sulfo-Cyanin7.5-Alkin

Sulfo-Cyanin7.5 ist ein Nahinfrarotfluorophor, der Indocyaningrün (ICG) ähnelt, aber eine höhere Fluoreszenzquantenausbeute aufweist. Es handelt sich um ein Alkinderivat für kupferkatalysierte Click-Chemie-Reaktionen.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A63B0 1 mg $125 Auf Lager
B63B0 5 mg $325 Auf Lager
C63B0 10 mg $470 Auf Lager
D63B0 25 mg $850 Auf Lager
E63B0 50 mg $1490 Auf Lager
F63B0 100 mg $1990 Auf Lager
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Sulfo-Cyanin7-Alkin

Ein sulfoniertes und daher wasserlösliches Alkinderivat des Nahinfrarot-Fluorophors Cyanin7 für die kupferkatalysierte Cycloaddition mit Aziden.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A53B0 1 mg $125 Auf Lager
B53B0 5 mg $325 Auf Lager
C53B0 10 mg $470 Auf Lager
D53B0 25 mg $850 Auf Lager
E53B0 50 mg $1490 Auf Lager
F53B0 100 mg $1990 Auf Lager
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TAMRA-Alkin, 5-Isomer

Alkinderivat von TAMRA, reines 5-Isomer für die kupferkatalysierte Click-Chemie.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A71B0 1 mg –   Auf Lager
B71B0 5 mg $260 Auf Lager
C71B0 10 mg $325 Auf Lager
D71B0 25 mg $410 Auf Lager
E71B0 50 mg $695 Auf Lager
F71B0 100 mg $890 Auf Lager
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TAMRA-Alkin, 6-Isomer

Tetramethylrhodamin (TAMRA) ist ein beliebter Fluorophor in der qPCR und anderen Anwendungen. TAMRA ist ein FRET-Akzeptor für FAM. Die terminale Alkingruppe wird in Click-Chemie-Reaktionen genutzt.
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Artikel-Nr. Packungseinheit Preis Vorlaufzeit
A81B0 1 mg –   Auf Lager
B81B0 5 mg $260 Auf Lager
C81B0 10 mg $325 Auf Lager
D81B0 25 mg $410 Auf Lager
E81B0 50 mg $695 Auf Lager
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