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发布人：南京都莱生物技术有限公司
发布日期:2026/9/23 9:22:37
CAS 3150-24-1｜对硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷
如果你在实验室里看到一瓶名字长得像绕口令的白色粉末——对硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷，CAS 3150-24-1，请记住它的常用缩写：PNPG，更准确地说是 pNP-β-Gal。它不是药物，也不是营养品，而是生物化学实验室里非常经典的一种显色底物，专门用来检测一种重要的酶：β-半乳糖苷酶。
PNPG 的英文名是 4-Nitrophenyl β-D-galactopyranoside，分子式 C12H15NO8，分子量约 301.25。它由两部分组成：
一部分是 β-D-半乳糖；
另一部分是 对硝基苯酚；
两者通过一个 β-糖苷键 连接在一起。
这个设计非常巧妙：平时它本身颜色不深，但一旦被 β-半乳糖苷酶切开，就会释放出对硝基苯酚。对硝基苯酚在碱性条件下会变成黄色阴离子，在 405 nm 左右有很强的吸收。于是，原本看不见的酶反应，就变成了肉眼可见、仪器可测的“黄色信号”。
一句话：PNPG 是 β-半乳糖苷酶的“化学信号灯”，酶越活跃，黄色越深。
β-半乳糖苷酶能识别并水解 β-半乳糖苷键。PNPG 模拟了天然底物乳糖中的 β-糖苷键，但它的“另一半”不是葡萄糖，而是对硝基苯酚。反应如下：
PNPG → 半乳糖 + 对硝基苯酚
对硝基苯酚的酚羟基 pKa 约 7.1。当反应体系加入碳酸钠等碱性溶液终止反应后，pH 升高，对硝基苯酚几乎全部变成黄色阴离子。此时在 405 nm 测吸光度，就能定量反映酶活性。
如果酶越多、活性越强，单位时间内产生的对硝基苯酚越多，黄色越深，吸光度越高。这就是 PNPG 用于定量检测的基礎。
这是 PNPG 最经典的应用。科研人员把 PNPG 加入缓冲液，再加入细胞裂解液、血清、组织匀浆或纯化酶，在 37°C 孵育一段时间后，用碱性溶液终止并显色，读取 405 nm 吸光度。
它可以用来测：
酶的最适 pH、最适温度；
酶动力学参数 Km、Vmax；
抑制剂或激活剂效果；
不同突变体的活性差异。
在分子生物学中，大肠杆菌的 lacZ 基因 编码 β-半乳糖苷酶。研究者常把 lacZ 作为报告基因，连接在某个启动子后面。启动子越活跃，lacZ 表达越多，β-半乳糖苷酶越多，加入 PNPG 后黄色越深。
因此，PNPG 可用于：
检测启动子活性；
评估转染效率；
研究基因表达调控；
筛选阳性克隆。
它和更常见的 ONPG 原理类似，区别在于 ONPG 释放的是邻硝基苯酚，PNPG 释放的是对硝基苯酚，吸收波长和灵敏度略有不同。
β-半乳糖苷酶可以作为抗体或链霉亲和素的标记酶。在 ELISA、免疫印迹或某些原位检测中，加入 PNPG 底物后，酶标抗体所在位置会产生黄色信号。虽然现在 HRP/TMB、AP/pNPP 更常见，但 β-半乳糖苷酶-PNPG 体系仍然在特定多重检测和科研场景中使用。
很多细菌，如大肠杆菌，具有 β-半乳糖苷酶，能发酵乳糖。PNPG 可以用于液体培养或滤膜法，检测细菌是否具有 lac+ 表型。
在食品工业中，PNPG 可用于测定乳糖酶活性。乳糖酶本质上也是一种 β-半乳糖苷酶，能把乳糖分解为葡萄糖和半乳糖。低乳糖牛奶、乳清加工、益生菌发酵等生产过程中，都需要评估乳糖酶活力。
在专业临床实验室中，PNPG 可用于测定人 β-半乳糖苷酶活性。该酶由 GLB1 基因编码，缺乏会导致 GM1 神经节苷脂贮积症、Morquio B 综合征 等遗传代谢病。通过白细胞或培养成纤维细胞裂解液与 PNPG 反应，可以辅助评估酶活性。
此外，细胞衰老研究中常用的 衰老相关 β-半乳糖苷酶（SA-β-gal），也可用 PNPG 在裂解液中进行定量检测，而组织定位则更常用 X-Gal 染色。
在 96 孔或 384 孔板中，PNPG 可以快速读出黄色信号，因此适合：
筛选 β-半乳糖苷酶抑制剂；
寻找酶激活剂；
定向进化中筛选高活性突变体；
检测环境样品中的糖苷酶活性。
PNPG 通常应 -20°C 干燥避光保存，水溶液最好现配现用。
对硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷（CAS 3150-24-1） 虽然名字很长，但它的角色很清晰：把难以直接观察的 β-半乳糖苷酶活性，转化成一眼就能看懂的黄色信号。从基础酶学、lacZ 报告基因，到微生物鉴定、食品乳糖酶检测、临床遗传病诊断和药物筛选，它都是生化实验室里一盏灵敏而实用的“黄色信号灯”。
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