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2-Mercaptoetanol

El 2-mercaptoetanol (también β-mercaptoetanol , BME , 2BME , 2-ME o β-met) es un compuesto químico con la fórmula HOCH2CH2SH . El ME o βME , como se abrevia comúnmente, se utiliza para reducir los enlaces disulfuro y puede actuar como un antioxidante biológico al eliminar radicales hidroxilo (entre otros). Se utiliza ampliamente porque el grupo hidroxilo confiere solubilidad en agua y reduce la volatilidad. Debido a su presión de vapor disminuida, su olor, aunque desagradable, es menos objetable que el de los tioles relacionados .

Producción

El 2-mercaptoetanol se fabrica industrialmente mediante la reacción del óxido de etileno con sulfuro de hidrógeno . El tiodiglicol y varias zeolitas catalizan la reacción. [3]

Reacción de óxido de etileno con sulfuro de hidrógeno para formar 2-mercaptoetanol en presencia de tiodiglicol como disolvente y catalizador.

Reacciones

El 2-mercaptoetanol reacciona con aldehídos y cetonas para dar los oxatiolanos correspondientes . [4] Esto hace que el 2-mercaptoetanol sea útil como grupo protector , dando un derivado cuya estabilidad está entre la de un dioxolano y un ditiolano . [5]

Esquema de reacción para la formación de oxatiolanos por reacción de 2-mercaptoetanol con aldehídos o cetonas.

Aplicaciones

Reducción de proteínas

Algunas proteínas pueden desnaturalizarse con 2-mercaptoetanol, que rompe los enlaces disulfuro que pueden formarse entre los grupos tiol de los residuos de cisteína . En caso de exceso de 2-mercaptoetanol, el siguiente equilibrio se desplaza hacia la derecha:

RS – SR + 2 HOCH2CH2SH ⇌ 2 RSH + HOCH2CH2SSCH2CH2OH
Esquema de reacción para la ruptura de enlaces disulfuro por 2-mercaptoetanol

Al romper los enlaces SS, se puede alterar tanto la estructura terciaria como la cuaternaria de algunas proteínas. [6] Debido a su capacidad para alterar la estructura de las proteínas, se utilizó en el análisis de proteínas, por ejemplo, para asegurar que una solución de proteínas contenga moléculas proteicas monoméricas, en lugar de dímeros unidos por disulfuro u oligómeros de orden superior . Sin embargo, dado que el 2-mercaptoetanol forma aductos con cisteínas libres y es algo más tóxico, el ditiotreitol (DTT) se usa generalmente más, especialmente en SDS-PAGE . El DTT también es un agente reductor más potente con un potencial redox (a pH 7) de −0,33 V, en comparación con −0,26 V para el 2-mercaptoetanol. [7]

El 2-mercaptoetanol a menudo se utiliza indistintamente con el ditiotreitol (DTT) o la tris(2-carboxietil)fosfina (TCEP) inodoro en aplicaciones biológicas.

Aunque el 2-mercaptoetanol tiene una mayor volatilidad que el DTT, es más estable: la vida media del 2-mercaptoetanol es de más de 100 horas a un pH de 6,5 y de 4 horas a un pH de 8,5; la vida media del DTT es de 40 horas a un pH de 6,5 y de 1,5 horas a un pH de 8,5. [8] [9]

Prevención de la oxidación de proteínas

El 2-mercaptoetanol y los agentes reductores relacionados (por ejemplo, DTT) se incluyen a menudo en las reacciones enzimáticas para inhibir la oxidación de los residuos de sulfhidrilo libres y, por lo tanto, mantener la actividad proteica. Se utiliza a menudo en ensayos enzimáticos como componente tampón estándar. [10]

Ribonucleasas desnaturalizantes

El 2-mercaptoetanol se utiliza en algunos procedimientos de aislamiento de ARN para eliminar la ribonucleasa liberada durante la lisis celular. Numerosos enlaces disulfuro hacen que las ribonucleasas sean enzimas muy estables, por lo que el 2-mercaptoetanol se utiliza para reducir estos enlaces disulfuro y desnaturalizar irreversiblemente las proteínas. Esto evita que digieran el ARN durante su procedimiento de extracción. [11]

Desprotección de carbamatos

Algunos grupos protectores de carbamato como el carboxibencilo (Cbz) o el aliloxicarbonilo (alloc) se pueden desproteger utilizando 2-mercaptoetanol en presencia de fosfato de potasio en dimetilacetamida . [12]

Seguridad

El 2-mercaptoetanol se considera tóxico y causa irritación de las fosas nasales y del tracto respiratorio si se inhala, irritación de la piel, vómitos y dolor de estómago si se ingiere y, potencialmente, la muerte si se produce una exposición grave. [13]

Véase también

Referencias

  1. ^ Nomenclatura de la química orgánica: recomendaciones de la IUPAC y nombres preferidos 2013 (Libro azul) . Cambridge: The Royal Society of Chemistry . 2014. p. 697. doi :10.1039/9781849733069-FP001 (inactivo el 30 de junio de 2024). ISBN 978-0-85404-182-4. Los prefijos 'mercapto' (–SH) e 'hidroseleno' o selenilo (–SeH), etc. ya no se recomiendan.{{cite book}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de junio de 2024 ( enlace )
  2. ^ ab 2-Mercaptoetanol
  3. ^ Roy, Kathrin-Maria (2005). "Tioles y sulfuros orgánicos". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a26_767. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ "1,3-Ditiolanos, 1,3-Ditianos". Portal de Química Orgánica. Archivado desde el original el 17 de mayo de 2008. Consultado el 27 de mayo de 2008 .
  5. ^ Sartori, Giovanni; Ballini, Roberto; Bigi, Franca; Bosica, Giovanna; Maggi, Raimundo; Righi, Paolo (2004). "Protección (y desprotección) de grupos funcionales en síntesis orgánica por catálisis heterogénea". Química. Rdo . 104 (1): 199–250. doi :10.1021/cr0200769. PMID  14719975.
  6. ^ "2-Mercaptoetanol". Chemicalland21.com. Archivado desde el original el 5 de octubre de 2006. Consultado el 8 de octubre de 2006 .
  7. ^ Aitken CE; Marshall RA, Puglisi JD (2008). "Un sistema de eliminación de oxígeno para mejorar la estabilidad del colorante en experimentos de fluorescencia de moléculas individuales". Biophys J . 94 (5): 1826–35. Bibcode :2008BpJ....94.1826A. doi :10.1529/biophysj.107.117689. PMC 2242739 . PMID  17921203. 
  8. ^ Yeh, JI (2009) "Aditivos y enfoques microcalorimétricos para la optimización de la cristalización" en Protein Crystallization , 2.ª edición (Ed: T. Bergfors), International University Line, La Jolla, CA. ISBN 978-0-9720774-4-6
  9. ^ Stevens R.; Stevens L.; Price NC (1983). "Estabilidades de diversos compuestos de tiol utilizados en purificaciones de proteínas". Educación bioquímica . 11 (2): 70. doi :10.1016/0307-4412(83)90048-1.
  10. ^ Verduyn, C; Van Kleef, R; Frank, J; Schreuder, H; Van Dijken, JP; Scheffers, WA (1985). "Propiedades de la xilosa reductasa dependiente de NAD (P) H de la levadura fermentadora de xilosa Pichia stipitis". La revista bioquímica . 226 (3): 669–77. doi :10.1042/bj2260669. PMC 1144764 . PMID  3921014. 
  11. ^ Nelson, David R.; Lehninger, Albert L; Cox, Michael (2005). Principios de bioquímica de Lehninger. Nueva York: WH Freeman. pp. 148. ISBN 0-7167-4339-6.
  12. ^ Scattolin, Thomas; Gharbaoui, Tawfik; Chen, Cheng-yi (2022). "Una desprotección nucleofílica del carbamato mediada por 2-mercaptoetanol". Cartas orgánicas . 24 (20): 3736–3740. doi :10.1021/acs.orglett.2c01410. PMID  35559611. S2CID  248776636.
  13. ^ "Hoja de datos de seguridad del material". Merck . Consultado el 24 de septiembre de 2023 .