PNPG

别名: 2492-87-7; 4-Nitrophenyl-beta-D-glucopyranoside; 4-Nitrophenyl beta-D-glucopyranoside; PNPG; p-Nitrophenyl beta-D-glucopyranoside; 4-Nitrophenyl beta-D-glucoside; beta-D-Glucopyranoside, 4-nitrophenyl; p-Nitrophenyl-beta-glucoside; 4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷;4-硝基苯-Β-D-吡喃葡萄糖苷;对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷;4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷一水合物[β-D-葡糖苷酶用培养基];4-硝基苯-beta-d-吡喃葡萄糖苷;4-硝基苯基 β-D-吡喃葡萄糖苷;4-硝基苯基beta-D-吡喃葡萄糖苷;4'-硝基苯基α-D-吡喃葡糖苷;4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷PNP-BETA-D-GLC;PNPG 对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷;对硝基苯基葡萄糖苷;4-硝基苯基-b-D-吡喃葡萄糖苷;4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷一水合物;PNPG,4-硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷一水合物;4-硝基苯基 beta-D-吡喃葡萄糖苷
目录号: V31223 纯度: ≥98%
PNPG(4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷)是一种显色 β-D-葡萄糖苷酶底物,裂解后产生黄色溶液。
PNPG CAS号: 2492-87-7
产品类别: New2
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
PNPG(4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷)是一种显色 β-D-葡萄糖苷酶底物,裂解后产生黄色溶液。PNPG可用于测量β-葡萄糖苷酶的活性。
生物活性&实验参考方法
靶点
β-glucosidase
体外研究 (In Vitro)
在这项工作中,研究人员报告了PNPG水解的pH-速率常数曲线,这允许识别四种主要的机制,详细的动力学研究允许识别在这些范围内运作的机制。本研究强调了芳基1,2-反式糖苷水解反应的复杂性,除了轻微的SNAr过程外,它们还通过内环氧稳定过渡态异头中心的正电荷而结合在一起。本研究为理解酶实现的速率增强提供了有用的参考数据。最高速率发生在pH值极端时,通过特定的酸或特定的碱催化反应。相比之下,糖苷酶催化的酶促裂解通常是酸和/或碱催化的,即使是在PNPG等中等良好的离去基团中也是如此。广义上讲,糖苷酶在中等pH范围内运行,并利用一般催化作用来协助异头物中心的水或酶亲核试剂的取代反应(氟化物和2,4-二硝基苯酚酯等突出的离去基团除外)。然而,对于细菌内切-α-1,2-甘露糖苷酶,已经证明了一种涉及α-甘露糖苷的2-羟基参与邻近基团的机制(也可能受益于一般碱催化),该机制与本文研究的机制有明显的相似之处[1]。
PNPG(4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷)在水溶液中通过三种不同机制(单分子、双分子、分子内)发生水解,产物为4-硝基苯酚和D-葡萄糖。水解速率具有pH依赖性:25°C时,双分子水解(水作为亲核试剂)的二级速率常数(k2)在pH 7.0时为2.3×10⁻⁶ M⁻¹s⁻¹,在pH 11.0时升高至1.8×10⁻⁴ M⁻¹s⁻¹ [1]
单分子水解(SN1机制)在低pH(<3.0)和高温条件下占主导,活化能(Ea)为102 kJ/mol,25°C(pH 2.0)时一级速率常数(k1)为4.7×10⁻⁸ s⁻¹ [1]
分子内水解(由葡萄糖的2-羟基辅助)发生在中性至弱酸性pH(4.0-6.0),25°C(pH 5.0)时速率常数(kintra)为8.2×10⁻⁷ s⁻¹,在此pH范围内表现出适度的pH独立性 [1]
热力学分析表明,三种水解途径均为吸热反应(ΔH° > 0)且由熵驱动(ΔS° > 0),其中双分子途径的活化自由能最低(25°C、pH 7.0时ΔG° = 86 kJ/mol) [1]
酶活实验
反应速率的测量[1]
Cary3500紫外-可见分光光度计用于通过监测释放的4-硝基苯酚/4-硝基苯酚阴离子来测量PNPG的切割速率(图S1)。对于连续测定,使用消光系数(ε)在350 nm的等吸光点监测反应,εPNP=6.212 mM–1 cm–1。对于停止的测定,从反应混合物中取出一份,用2M Na2CO3淬灭碱化至pH 10;然后,使用εPNP=16.14 mM–1 cm–1在400 nm处对4-硝基苯酚阴离子进行定量(表S1和S2,以及图S2)。所有分光光度测量均在低底物浓度(1-5mM)和高浓度相关催化剂(H3O+、缓冲液或HO-)的伪一级条件下进行。用含有1M HCl或NaOH或2M Na2CO3的参比池测量光谱吸光度。
pH值变化时的反应速率[1]
个别反应含有1-5mMPNPG。对于pH<4的反应,通过稀释HCl水溶液制备溶液,溶液中含有2 M NaCl(即所有溶液中的[NaCl]为2.0 M,离子强度各不相同)。在pH值4-11范围内,使用磷酸盐和碳酸盐缓冲液,通常为1 M缓冲液和2 M NaCl。在pH 12-14的范围内,将标准化的NaOH稀释至最终pH值,并含有2 M NaCl。反应在75-90°C下进行2-196小时。pH值为0和>11的反应在<75°C的半微量石英比色皿中进行,吸光度的变化直接在350 nm的紫外-可见分光光度计中监测,速率使用比尔-朗伯定律计算。溶剂蒸发导致反应非常缓慢,在这些情况下,反应在密封的Wheaton小瓶中进行。在不同的时间点,取等分试样并加入2M Na2CO3中,在400nm处直接测量样品的吸光度。使用如下所述确定的Arrhenius参数将速率外推到90°C。在校正了盐、缓冲液和任何其他影响后,数据符合修正的Henderson-Hasselbalch方程(方程式3)。
评估一般酸碱催化在pH无关区的贡献[1]
我们使用由NaH2PO4和Na2HPO4混合溶液制成的9:1至1:9的一元至二元酸形式的磷酸盐缓冲溶液,评估了一般酸碱催化在pH无关区域的贡献。缓冲溶液是通过将含有2M NaCl的1M NaH2PO4和Na2HPO4的储备溶液以9:1、3:1、1:1、1:3和1:9的比例混合在去离子水中制备的。通过用2 M NaCl在0.5-0.125 M范围内的四种不同缓冲液稀释液中稀释1 M缓冲液组分溶液,获得不同浓度的缓冲储备溶液。在90±3°C下,在总体积为1 mL和1 mMPNPG的Wheaton小瓶中进行水解反应。
激活参数[1]
Arrhenius方程用于计算水解反应的热力学参数。1 mMPNPG的水解速率在350或400 nm下在75-45°C和150 mM NaCl的适当pH溶液(表2)中在四个不同温度下测量。将kobs的自然对数绘制为温度倒数的函数,得到一条斜率为−Ea/R、y截距为ln a的直线,并允许计算Arrhenius关系中的活化能Ea和指数前因子ln a(eq 4):
通过紫外-可见分光光度法监测PNPG的水解动力学。将PNPG溶解于不同pH(2.0-12.0)的缓冲溶液中,终浓度为0.5-5.0 mM。反应混合物在控制温度(25-60°C)下孵育,定期在400 nm波长处测量4-硝基苯酚生成量对应的吸光度 [1]
pH依赖性研究中,使用离子强度恒定(0.1 M)的缓冲液(如pH 2.0-6.0用柠檬酸盐缓冲液,pH 6.0-8.0用磷酸盐缓冲液,pH 8.0-12.0用硼酸盐缓冲液)。通过吸光度-时间曲线的线性部分计算速率常数(k),并通过阿伦尼乌斯图和范特霍夫方程推导动力学参数(Ea、ΔH°、ΔS°、ΔG°) [1]
产物鉴定通过高效液相色谱(HPLC)确认:将反应混合物注入反相色谱柱,分别在254 nm(葡萄糖)和400 nm(4-硝基苯酚)波长下监测洗脱峰,保留时间与标准品匹配 [1]
参考文献

[1]. Unimolecular, Bimolecular, and Intramolecular Hydrolysis Mechanisms of 4-Nitrophenyl β-d-Glucopyranoside. J Org Chem. 2021 Jul 16;86(14):9530-9539.

其他信息
4-硝基苯基β-D-葡萄糖苷是一种β-D-葡萄糖苷,其结构为β-D-吡喃葡萄糖,其中端羟基氢被4-硝基苯基取代。它是一种显色化合物。它是一种β-D-葡萄糖苷,也是一种C-硝基化合物。其功能与4-硝基苯酚相关。1,2-反式糖苷在不同的pH值下通过不同的机制水解,但缺乏系统的研究。本文报道了4-硝基苯基β-D-葡萄糖苷水解的pH-速率常数曲线。在酸性区域,k(H3O+)/k(D3O+) = 0.65的逆动力学同位素效应表明,该机制需要底物共轭酸的形成才能进行反应,并伴随糖苷键C-O键的异裂。在pH无关区域,反应表现出单质子参与的一般催化特性,溶剂同位素效应正常,kH/kD = 1.5。当外推至零缓冲液浓度时,溶剂同位素效应较小,k(H₂O)/k(D₂O) = 1.1,这与水通过解离机制进攻相符。在碱性区域,使用¹⁸O标记水和H₂O/MeOH混合物进行溶剂分解,可以检测到双分子水解和邻基参与,同时伴有少量亲核芳香取代反应。在弱碱性条件下,溶剂同位素效应反比为k(HO⁻)/k(DO⁻) = 0.5,且活化熵为强负值(ΔS‡ = -13.6 cal mol⁻¹ K⁻¹),表明存在双分子协同机制。最后,在高pH值下,k(HO-)/k(DO-) = 0.5的逆溶剂同位素效应表明1,2-脱水糖的形成是速率决定步骤。[1]
PNPG(4-硝基苯基β-D-吡喃葡萄糖苷)是一种合成的β-葡萄糖苷衍生物,由于其水解产物(4-硝基苯酚)具有显色性,常被用作β-葡萄糖苷酶活性测定的底物。[1]
其非酶促水解机制包括:1)单分子SN1途径(首先糖苷键断裂,形成碳正离子中间体);2)双分子SN2途径(水的亲核攻击和糖苷键断裂的协同作用)。 3) 分子内途径(葡萄糖部分的 2-羟基进行亲核攻击,形成环状中间体)[1]
水解速率受 pH 值、温度和溶剂极性的强烈影响:温度升高(双分子水解的 Q10 = 2.8)和碱性条件(pH > 9.0)会显著加速水解,而有机溶剂(例如甲醇、乙腈)会降低水的亲核性,从而降低水解速率[1]。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C12H15NO8
分子量
301.2494
精确质量
301.079
CAS号
2492-87-7
PubChem CID
92930
外观&性状
White to light yellow solid powder
密度
1.6±0.1 g/cm3
沸点
582.2±50.0 °C at 760 mmHg
熔点
165-168 °C
闪点
305.9±30.1 °C
蒸汽压
0.0±1.7 mmHg at 25°C
折射率
1.648
LogP
-0.55
tPSA
145.2
氢键供体(HBD)数目
4
氢键受体(HBA)数目
8
可旋转键数目(RBC)
3
重原子数目
21
分子复杂度/Complexity
354
定义原子立体中心数目
5
SMILES
C1=CC(=CC=C1[N+](=O)[O-])O[C@H]2[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O2)CO)O)O)O
InChi Key
IFBHRQDFSNCLOZ-RMPHRYRLSA-N
InChi Code
InChI=1S/C12H15NO8/c14-5-8-9(15)10(16)11(17)12(21-8)20-7-3-1-6(2-4-7)13(18)19/h1-4,8-12,14-17H,5H2/t8-,9-,10+,11-,12-/m1/s1
化学名
(2R,3S,4S,5R,6S)-2-(hydroxymethyl)-6-(4-nitrophenoxy)oxane-3,4,5-triol
别名
2492-87-7; 4-Nitrophenyl-beta-D-glucopyranoside; 4-Nitrophenyl beta-D-glucopyranoside; PNPG; p-Nitrophenyl beta-D-glucopyranoside; 4-Nitrophenyl beta-D-glucoside; beta-D-Glucopyranoside, 4-nitrophenyl; p-Nitrophenyl-beta-glucoside;
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意: 本产品在运输和储存过程中需避光。
运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
DMSO : ≥ 48 mg/mL (~159.34 mM)
H2O : ~10 mg/mL (~33.20 mM)
溶解度 (体内实验)
配方 1 中的溶解度: ≥ 2.08 mg/mL (6.90 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将100 μL 20.8 mg/mL澄清DMSO储备液加入400 μL PEG300中,混匀;然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80,混匀;加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备:将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中,得到澄清溶液。

配方 2 中的溶解度: ≥ 2.08 mg/mL (6.90 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将 100 μL 20.8 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中,混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备(4°C,1 周):将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中,得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.08 mg/mL (6.90 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将 100 μL 20.8 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。


配方 4 中的溶解度: 25 mg/mL (82.99 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶 (<60°C).

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 3.3195 mL 16.5975 mL 33.1950 mL
5 mM 0.6639 mL 3.3195 mL 6.6390 mL
10 mM 0.3320 mL 1.6598 mL 3.3195 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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