stringtranslate.com

2-меркаптоэтанол

2-меркаптоэтанол (также β-меркаптоэтанол , BME , 2BME , 2-ME или β-мет ) — химическое соединение с формулой HOCH 2 CH 2 SH. ME или βME, как его обычно сокращают, используется для восстановления дисульфидных связей и может действовать как биологический антиоксидант , удаляя гидроксильные радикалы (среди прочих). Он широко используется, поскольку гидроксильная группа обеспечивает растворимость в воде и снижает летучесть. Благодаря пониженному давлению паров его запах, хотя и неприятный, менее неприятен, чем у родственных тиолов .

Производство

2-Меркаптоэтанол производится в промышленности путем реакции окиси этилена с сероводородом . Тиодигликоль и различные цеолиты катализируют реакцию. [3]

Реакция окиси этилена с сероводородом с образованием 2-меркаптоэтанола в присутствии тиодигликоля в качестве растворителя и катализатора.

Реакции

2-меркаптоэтанол реагирует с альдегидами и кетонами , образуя соответствующие оксатиолан . [4] Это делает 2-меркаптоэтанол полезным в качестве защитной группы , давая производное, стабильность которого находится между стабильностью диоксолана и дитиолана . [ 5]

Схема реакции образования оксатиоланов при взаимодействии 2-меркаптоэтанола с альдегидами или кетонами.

Приложения

Сокращение количества белков

Некоторые белки могут быть денатурированы 2-меркаптоэтанолом, который расщепляет дисульфидные связи , которые могут образовываться между тиоловыми группами остатков цистеина . В случае избытка 2-меркаптоэтанола следующее равновесие смещается вправо:

RS–SR + 2 HOCH 2 CH 2 SH ⇌ 2 RSH + HOCH 2 CH 2 S–SCH 2 CH 2 OH
Схема реакции расщепления дисульфидных связей 2-меркаптоэтанолом

Разрывая связи SS, можно нарушить как третичную , так и четвертичную структуру некоторых белков. [6] Благодаря своей способности нарушать структуру белков, он использовался в анализе белков, например, для того, чтобы гарантировать, что раствор белка содержит мономерные молекулы белка вместо дисульфидно-связанных димеров или олигомеров более высокого порядка . Однако, поскольку 2-меркаптоэтанол образует аддукты со свободными цистеинами и является несколько более токсичным, дитиотреитол (ДТТ) обычно используется чаще, особенно в SDS-PAGE . ДТТ также является более мощным восстановителем с окислительно-восстановительным потенциалом (при pH 7) −0,33 В по сравнению с −0,26 В для 2-меркаптоэтанола. [7]

2-меркаптоэтанол часто используется взаимозаменяемо с дитиотреитолом (ДТТ) или не имеющим запаха трис(2-карбоксиэтил)фосфином (TCEP) в биологических приложениях.

Хотя 2-меркаптоэтанол имеет более высокую летучесть, чем ДТТ, он более стабилен: период полураспада 2-меркаптоэтанола составляет более 100 часов при pH 6,5 и 4 часа при pH 8,5; период полураспада ДТТ составляет 40 часов при pH 6,5 и 1,5 часа при pH 8,5. [8] [9]

Предотвращение окисления белков

2-меркаптоэтанол и родственные восстановители (например, DTT) часто включаются в ферментативные реакции для ингибирования окисления свободных сульфгидрильных остатков и, следовательно, поддержания активности белка. Он часто используется в ферментативных анализах в качестве стандартного буферного компонента. [10]

Денатурирующие рибонуклеазы

2-меркаптоэтанол используется в некоторых процедурах выделения РНК для устранения рибонуклеазы, высвобождаемой во время лизиса клеток. Многочисленные дисульфидные связи делают рибонуклеазы очень стабильными ферментами, поэтому 2-меркаптоэтанол используется для восстановления этих дисульфидных связей и необратимой денатурации белков. Это не позволяет им переваривать РНК во время процедуры ее экстракции. [11]

Снятие защиты с карбаматов

Некоторые защитные группы карбамата, такие как карбоксибензил (Cbz) или аллилоксикарбонил (alloc), можно снять с помощью 2-меркаптоэтанола в присутствии фосфата калия в диметилацетамиде . [12]

Безопасность

2-меркаптоэтанол считается токсичным веществом, вызывающим раздражение носовых ходов и дыхательных путей при вдыхании, раздражение кожи, рвоту и боли в желудке при проглатывании и потенциальную смерть в случае сильного воздействия. [13]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. стр. 697. doi :10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4. Префиксы «меркапто» (–SH), «гидроселено» или селенил (–SeH) и т. д. больше не рекомендуются.
  2. ^ ab 2-меркаптоэтанол
  3. ^ Рой, Катрин-Мария (2005). "Тиолы и органические сульфиды". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a26_767. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ "1,3-Дитиоланы, 1,3-Дитиан". Портал органической химии. Архивировано из оригинала 17 мая 2008 г. Получено 27 мая 2008 г.
  5. ^ Сартори, Джованни; Баллини, Роберто; Биджи, Франка; Босика, Джованна; Магги, Раймондо; Риги, Паоло (2004). «Защита (и снятие защиты) функциональных групп в органическом синтезе посредством гетерогенного катализа». хим. Преподобный . 104 (1): 199–250. дои : 10.1021/cr0200769. ПМИД  14719975.
  6. ^ "2-меркаптоэтанол". Chemicalland21.com. Архивировано из оригинала 2006-10-05 . Получено 8 октября 2006 .
  7. ^ Aitken CE; Marshall RA, Puglisi JD (2008). «Система поглощения кислорода для улучшения стабильности красителя в экспериментах по флуоресценции одиночных молекул». Biophys J . 94 (5): 1826–35. Bibcode :2008BpJ....94.1826A. doi :10.1529/biophysj.107.117689. PMC 2242739 . PMID  17921203. 
  8. ^ Йе, Дж. И. (2009) «Добавки и микрокалориметрические подходы для оптимизации кристаллизации» в книге « Кристаллизация белков » , 2-е издание (ред. Т. Бергфорс), International University Line, Ла-Хойя, Калифорния. ISBN 978-0-9720774-4-6 . 
  9. ^ Стивенс Р.; Стивенс Л.; Прайс NC (1983). «Стабильность различных тиоловых соединений, используемых при очистке белков». Биохимическое образование . 11 (2): 70. doi :10.1016/0307-4412(83)90048-1.
  10. ^ Верден, К; Ван Клиф, Р.; Фрэнк, Дж; Шредер, Х; Ван Дейкен, JP; Шефферс, Вашингтон (1985). «Свойства НАД (P) H-зависимой ксилозоредуктазы из ферментирующих ксилозу дрожжей Pichia stipitis». Биохимический журнал . 226 (3): 669–77. дои : 10.1042/bj2260669. ПМЦ 1144764 . ПМИД  3921014. 
  11. ^ Нельсон, Дэвид Р.; Ленингер, Альберт Л.; Кокс, Майкл (2005). Принципы биохимии Ленингера. Нью-Йорк: WH Freeman. С. 148. ISBN 0-7167-4339-6.
  12. ^ Скаттолин, Томас; Гарбауи, Тауфик; Чен, Ченг-и (2022). «Нуклеофильное снятие защиты с карбамата с помощью 2-меркаптоэтанола». Organic Letters . 24 (20): 3736–3740. doi :10.1021/acs.orglett.2c01410. PMID  35559611. S2CID  248776636.
  13. ^ "Паспорт безопасности материала". Merck . Получено 24 сентября 2023 г.