stringtranslate.com

2-меркаптоэтанол

2-Меркаптоэтанол (также β-меркаптоэтанол , BME , 2BME , 2-ME или β-met ) представляет собой химическое соединение с формулой HOCH 2 CH 2 SH. ME или βME, как его обычно называют, используется для восстановления дисульфидных связей и может действовать как биологический антиоксидант , удаляя гидроксильные радикалы (среди прочего). Он широко используется, поскольку гидроксильная группа обеспечивает растворимость в воде и снижает летучесть. Из-за пониженного давления пара его запах, хотя и неприятный, менее неприятен, чем у родственных тиолов .

Производство

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

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

Реакции

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

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

Приложения

Сокращение 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 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 разрыва дисульфидных связей 2-меркаптоэтанолом

Разрыв связей SS может привести к нарушению как третичной , так и четвертичной структуры некоторых белков. [6] Из-за его способности разрушать структуру белков его использовали при анализе белков, например, для проверки того, что раствор белка содержит мономерные белковые молекулы, а не димеры с дисульфидной связью или олигомеры более высокого порядка . Однако, поскольку 2-меркаптоэтанол образует аддукты со свободными цистеинами и является несколько более токсичным, дитиотреитол (ДТТ), как правило, чаще используется, 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 (DTT) или трис(2-карбоксиэтил)фосфином (TCEP) без запаха в биологических целях.

Хотя 2-меркаптоэтанол обладает более высокой летучестью, 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 полувыведения ДТТ составляет 40 часов при pH 6,5 и 1,5 часа при pH 8,5. [8] [9]

Предотвращение окисления белка

2-Меркаптоэтанол и родственные ему восстановители (например, ДТТ) часто включаются в ферментативные реакции для ингибирования окисления свободных сульфгидрильных остатков и, следовательно, для поддержания активности белка. Его часто используют в ферментных 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 экстракции. [11]

Снятие защиты с карбаматов

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

Безопасность

2-Меркаптоэтанол считается токсичным, вызывая раздражение носовых ходов и дыхательных путей при вдыхании, раздражение кожи, рвоту и боль в желудке при проглатывании и потенциально смерть в случае серьезного воздействия. [13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 697. doi : 10.1039/9781849733069-FP001 (неактивен 30 июня 2024 г.). ISBN 978-0-85404-182-4. Префиксы «меркапто» (–SH), «гидроселено» или «селенил» (–SeH) и т. д. больше не рекомендуются.{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июнь 2024 г. ( ссылка )
  2. ^ аб 2-меркаптоэтанол
  3. ^ Рой, Катрин-Мария (2005). «Тиолы и органические сульфиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a26_767. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ «1,3-дитиоланы, 1,3-дитианы». Портал органической химии. Архивировано из оригинала 17 мая 2008 года . Проверено 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 5 октября 2006 г. Проверено 8 октября 2006 г.
  7. ^ Эйткен CE; Маршалл Р.А., Пуглиси Дж.Д. (2008). «Система удаления кислорода для улучшения стабильности красителя в экспериментах по флуоресценции одиночных молекул». Биофиз Дж . 94 (5): 1826–35. Бибкод : 2008BpJ....94.1826A. doi : 10.1529/biophysj.107.117689. ПМЦ 2242739 . ПМИД  17921203. 
  8. ^ Йе, Дж.И. (2009) «Добавки и микрокалориметрические подходы для оптимизации кристаллизации» в журнале Protein Crystallization , 2-е издание (под ред.: Т. Бергфорс), International University Line, Ла-Хойя, Калифорния. ISBN 978-0-9720774-4-6 . 
  9. ^ Стивенс Р.; Стивенс Л.; Прайс, Северная Каролина (1983). «Стабильность различных тиоловых соединений, используемых при очистке белков». Биохимическое образование . 11 (2): 70. дои :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.; Ленинджер, Альберт Л; Кокс, Майкл (2005). Ленингерские принципы биохимии. Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 148. ISBN 0-7167-4339-6.
  12. ^ Скэттолин, Томас; Гарбауи, Тауфик; Чен, Чэн-и (2022). «Нуклеофильное снятие защиты с карбамата, опосредованное 2-меркаптоэтанолом». Органические письма . 24 (20): 3736–3740. doi : 10.1021/acs.orglett.2c01410. PMID  35559611. S2CID  248776636.
  13. ^ «Паспорт безопасности материала». Мерк . Проверено 24 сентября 2023 г.