2-merkaptoetanol

2-merkaptoetanol[1]
2-merkaptoetanol[1]
2-merkaptoetanol[1]
2-merkaptoetanol[1]
2-merkaptoetanol[1]
Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec C2H6OS
Systematický názov 2-sulfanyletán-1-ol
Synonymá merkaptoetanol, β-merkaptoetanol, βME
Fyzikálne vlastnosti
Molekulová hmotnosť 78,13 g/mol
pKA 9,643
pKB 4,354
Ďalšie informácie
Číslo CAS 60-24-2
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI.
Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.

2-merkaptoetanol je chemická zlúčenina s hydroxylovou a tiolovou funkčnou skupinou. Nazýva sa aj merkaptoetanol alebo β-merkaptoetanol. Používa sa na redukciu disulfidických väzieb a môže pôsobiť i ako biologický antioxidant, ktorý vychytáva hydroxylové radikály (a iné). Je bežne používaný, pretože hydroxylová skupina umožňuje rozpustnosť a znižuje prchavosť. Kvôli jeho nižšiemu tlaku pár je jeho nepríjemná vôňa menším problémom než u príbuzných tiolov. 

Merkaptoetanol sa bežne používa pri SDS-PAGE.[2]

Výroba

Merkaptoetanol sa priemyselne vyrába reakciou etylénoxidu so sulfánom. Túto reakciu katalyzuje tiodiglykol a rôzne zeolity.[3]

Reakcie

Merkaptoetanol reaguje s aldehydmi a ketónmi, čím vznikajú príslušné oxatiolány.[4] Vďaka tomu je merkaptoetanol užitočný i ako chrániaca skupina a stabilita takéhoto derivátu je medzi stabilitou dioxolánu a ditiolánu.[5]

Použitie

Redukcia bielkovín

Niektoré bielkoviny možno denaturovať pôsobením merkaptoetanolu, ktorý štiepi disulfidické väzby, ktoré sa môžu tvoriť medzi tiolovými skupinami cysteínov prítomných v bielkovine. V prípade nadbytku merkaptoetanolu je rovnováha nasledujúcej rovnice posunutá doprava:

Štiepením disulfidických mostíkov, S-S, môže dôjsť k porušeniu terciárnej i kvartérnej štruktúry niektorých bielkovín.[6] Vďaka tejto schopnosti narušiť štruktúru proteínov sa merkaptoetanol bežne používa na analýzu bielkovín, napríklad na zaručenie toho, že roztok obsahuje len monomérne proteínové molekuly a neobsahuje diméry či vyššie oligoméry spojené disulfidickými mostíkmi. Keďže merkaptoetanol tvorí adukt s voľnými cysteínmi a je mierne toxický, bežne sa namiesto neho používa ditiotreitol (DTT), hlavne v SDS-PAGE. DTT je takisto silnejšie redukovadlo – jeho redukčný potenciál je −0,33 V pri pH = 7, zatiaľ čo redukčný potenciál merkaptoetanolu je −0,26 V.[7]

Merkaptoetanol sa často používa na tie isté biologické účely, ako ditiotreitol alebo tris(2-karboxyetyl)fosfín (TCEP), ktorý je bez zápachu.

Aj keď merkaptoetanol je prchavejší než DTT, je stabilnejší – merkaptoetanol má polčas rozpadu viac ako 100 hodín pri pH 6,5 a 4 hodiny pri pH 8,4. Polčas rozpadu DTT je 40 hodín pri pH 6,5 a 1,5 hodiny pri pH 8,5.[8][9]

Prevencia oxidácie bielkovín

Merkaptoetanol a príbuzné redukčné činidla (napr. DTT) sa často používajú pri enzýmových reakciách ako inhibítory oxidácie voľných sulfhydrylových reziduí (cysteínových bočných reťazcov), čím sa udržiava aktivita enzýmov. Často sa používajú v štúdiách enzýmov ako súčasť pufrov.[10]

Denaturácia ribonukleáz

Merkaptoetanol sa používa v niektorých procedúrach izolácie RNA na elimináciu ribonukleázy, ktorá sa uvoľňuje pri rozklade buniek. Ribonukleázy majú mnoho disulfidických mostíkov, vďaka čomu sú veľmi stabilné, takže merkaptoetanol sa používa na ich štiepenie a nevratnú denaturáciu. Tým je možné predísť rozkladu RNA počas jej extrakcie.[11]

Deprotekcia karbamátov

Niektoré chrániace skupiny karbamátov, napríklad karboxybenzyl (Cbz) alebo alyloxykarbonyl (alloc), možno odstrániť použitím merkaptoetanolu v prítomnosti fosforečnanu draselného v dimetylacetamide.[12]

Bezpečnosť

Merkaptoetanol sa považuje za nebezpečný, po vdýchnutí spôsobuje dráždenie nosnej dutiny a dýchacej sústavy, takisto dráždi pokožku, pri požití spôsobuje zvracanie a bolesti brucha a pri vystavení veľkému množstvu môže nastať až smrť.[13]

Pozri aj

Referencie

  1. ↑ 2-Merkaptoetanol SDS [online]. [Cit. 2023-01-18]. Dostupné online.
  2. ↑ Denaturačná elektroforéza proteínov v polyakrylamidovom géli (SDS-PAGE) [online]. Biopedia.sk, [cit. 2023-01-19]. Dostupné online.
  3. ↑ ROY, Kathrin-maria. Thiols and Organic Sulfides. Weinheim, Germany : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2000-06-15. Dostupné online. DOI:10.1002/14356007.a26_767 (po anglicky)
  4. ↑ 1,3-Dithiolanes, 1,3-Dithianes [online]. Organic Chemistry Portal. Dostupné online. Archivované 2008-05-17 z originálu.
  5. ↑ Protection (and Deprotection) of Functional Groups in Organic Synthesis by Heterogeneous Catalysis. Chem. Rev., 2004, s. 199–250. DOI: 10.1021/cr0200769. PMID 14719975.
  6. ↑ 2-Mercaptoethanol [online]. Chemicalland21.com. Dostupné online. Archivované 2006-10-05 z originálu.
  7. ↑ Aitken CE; Marshall RA, Puglisi JD. An oxygen scavenging system for improvement of dye stability in single-molecule fluorescence experiments. Biophys J, 2008, s. 1826–35. DOI: 10.1529/biophysj.107.117689. PMID 17921203.
  8. ↑ Yeh, J. I. (2009) "Additives and microcalorimetric approaches for optimization of crystallization" in Protein Crystallization, 2nd Edition (Ed: T. Bergfors), International University Line, La Jolla, CA. ISBN 978-0-9720774-4-6.
  9. ↑ STEVENS R.; Stevens L.; Price N.C.. The Stabilities of Various Thiol Compounds used in Protein Purifications. Biochemical Education, 1983, s. 70. DOI: 10.1016/0307-4412(83)90048-1.
  10. ↑ Properties of the NAD(P)H-dependent xylose reductase from the xylose-fermenting yeast Pichia stipitis. The Biochemical Journal, 1985, s. 669–77. DOI: 10.1042/bj2260669. PMID 3921014.
  11. ↑ Nelson, David R.; Lehninger, Albert L; Cox, Michael. Lehninger principles of biochemistry. New York : W.H. Freeman, 2005. Dostupné online. ISBN 0-7167-4339-6. S. 148.
  12. ↑ A Nucleophilic Deprotection of Carbamate Mediated by 2-Mercaptoethanol. Organic Letters, 2022, s. 3736–3740. DOI: 10.1021/acs.orglett.2c01410. PMID 35559611.
  13. ↑ Material Safety Data Sheet [online]. JT Baker. Dostupné online.

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku 2-Mercaptoethanol na anglickej Wikipédii.