5-溴-6-氯-3-吲哚基-beta-D-半乳糖苷
[CAS# 93863-88-8]

基本信息

• 产品分类: 生物化工 >> 糖类化合物 >> 单糖
• 英文名: 5-Bromo-6-chloro-3-indolyl-beta-D-galactoside
• 别名: (2S,3R,4S,5R,6R)-2-[(5-bromo-6-chloro-1H-indol-3-yl)oxy]-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol
• 产品名称: 5-溴-6-氯-3-吲哚基-beta-D-半乳糖苷
• 分子式: C₁₃H₁₅BrClNO₆
• 分子量: 408.63
• CAS 登录号: 93863-88-8
• EC 号码: 679-549-9
• 分子行输入简码SMILES: C1=C2C(=CC(=C1Br)Cl)NC=C2O[C@H]3[C@@H]([C@H]([C@H]([C@H](O3)CO)O)O)O

物理化学性质

• 密度: 1.9±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 沸点: 673.9±55.0 ºc 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 361.3±31.5 ºc (计算值)^*
• 折射率: 1.732 (计算值)^*

^* 使用计算软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs).

安全数据

• 危险品标志: GHS07;GHS08 Danger
• 危害标签: H315-H319-H335-H370
• 防护标签: P260-P261-P264-P264+P265-P270-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P308+P316-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	1	H370
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335

发现和应用

5-溴-6-氯-3-吲哚基-β-D-半乳糖苷，通常缩写为X-Gal，是一种合成有机化合物，在分子生物学中广泛用于作为β-半乳糖苷酶的显色底物。它是半乳糖的衍生物，其糖苷配基为取代的吲哚部分，在5位和6位分别带有溴和氯取代基。该化合物并非天然存在，而是随着生化分析和重组DNA技术的酶底物化学进步而开发出来的。

5-溴-6-氯-3-吲哚基-β-D-半乳糖苷的主要历史意义在于其在蓝白斑筛选（一种于20世纪80年代引入的检测重组细菌菌落的方法）发展中的应用。在本实验中，X-Gal 作为 β-半乳糖苷酶（一种由 lacZ 基因编码的酶）的底物。当 X-Gal 被酶切后，会发生水解，释放出 5-溴-6-氯-3-羟基吲哚，该吲哚会自发二聚化并氧化，生成一种颜色鲜艳的蓝色靛蓝染料。这种比色变化使研究人员能够区分表达功能性 β-半乳糖苷酶（蓝色）的菌落和因 DNA 插入成功而导致 lacZ 基因被破坏的菌落（白色），从而为克隆和基因操作提供了强有力的工具。

X-Gal 的合成包括用受保护的半乳糖衍生物对取代的吲哚氧基部分进行糖基化，然后进行脱保护步骤以得到最终产物。关键的合成挑战在于保持吲哚体系的稳定性，同时实现所需的糖苷键立体特异性。该化合物通常以白色至灰白色粉末形式供应，可溶于二甲基甲酰胺 (DMF) 或二甲基亚砜 (DMSO) 等有机溶剂，并用于水性分析溶液中。

在微生物学和基因工程中，X-Gal 最广为人知的用途是与异丙基β-D-1-硫代半乳糖苷 (IPTG) 结合使用，后者可作为大肠杆菌中乳糖操纵子的诱导剂。这种组合使得β-半乳糖苷酶在携带 lacZ 或 lacZα 序列质粒的细菌中得以受控表达。该筛选技术是重组质粒筛选的基础，促进了基因克隆、合成生物学和基因组编辑技术的发展。

5-溴-6-氯-3-吲哚基-β-D-半乳糖苷除用于细菌系统外，还可用于组织化学和细胞化学染色方案，以检测真核细胞和组织中的β-半乳糖苷酶活性。例如，在涉及转基因动物或基因治疗载体的基因表达研究中，X-Gal 可通过染色组织切片来可视化报告基因活性，从而在空间和时间上绘制基因表达图谱。该技术有助于阐明发育生物学中的基因功能、启动子活性和谱系追踪。

X-Gal 在生物测定中的稳定性和性能受 pH、温度和氧气供应等环境条件的影响。在最佳测定条件下，通常接近中性 pH 值和生理温度，X-Gal 可产生高对比度的结果。然而，在储存过程中必须避光避气，以防止吲哚酚中间体过早氧化。

从毒理学角度来看，5-溴-6-氯-3-吲哚基-β-D-半乳糖苷被认为具有较低的急性毒性，通常在实验室环境中采用标准预防措施即可安全处理。其降解产物（包括卤化靛蓝染料）化学性质稳定，但如果处理不当，可能会在生物系统中积累。出于环保考虑，必须谨慎处理废物，尤其是在进行大规模分析或筛选时。

作为一种专用试剂，X-Gal 在现代生物科学中，尤其是在分子克隆和转基因研究中，仍然是不可或缺的。其易于使用、清晰的可视化结果以及与各种生物体和系统的兼容性，确保了其在世界各地实验室中长期发挥着重要作用。

参考文献

2002. Identification of SnIP1, a novel protein that interacts with SNF1-related protein kinase (SnRK1). Plant Molecular Biology, 49(2).
DOI: 10.1023/a:1014464314113

2021. Early stages of legume杛hizobia symbiosis are controlled by ABCG-mediated transport of active cytokinins. Nature Plants, 7(4).
DOI: 10.1038/s41477-021-00873-6

2023. Competition in the Phaseolus vulgaris-Rhizobium symbiosis and the role of resident soil rhizobia in determining the outcomes of inoculation. Plant and Soil, 486(1-2).
DOI: 10.1007/s11104-023-05903-0