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2-mercaptoetanol

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

Producción

El 2-mercaptoetanol se fabrica industrialmente mediante la reacción de óxido de etileno con sulfuro de hidrógeno . El tiodiglicol y diversas 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 correspondientes oxatiolanos . [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 mediante reacción de 2-mercaptoetanol con aldehídos o cetonas.

Aplicaciones

Proteínas reductoras

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

RS–SR + 2 HOCH 2 CH 2 SH ⇌ 2 RSH + HOCH 2 CH 2 S–SCH 2 CH 2 OH
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 estructura 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 garantizar que una solución de proteínas contenga moléculas de proteínas 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) generalmente se usa 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 se utiliza a menudo de forma intercambiable con el ditiotreitol (DTT) o la tris(2-carboxietil)fosfina (TCEP) inodoro en aplicaciones biológicas.

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

Prevenir la oxidación de proteínas

El 2-mercaptoetanol y agentes reductores relacionados (p. ej., DTT) a menudo se incluyen en reacciones enzimáticas para inhibir la oxidación de residuos de sulfhidrilo libres y, por tanto, mantener la actividad proteica. A menudo se utiliza 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 convierten a las ribonucleasas en enzimas muy estables, por lo que se utiliza 2-mercaptoetanol para reducir estos enlaces disulfuro y desnaturalizar irreversiblemente las proteínas. Esto les impide digerir el ARN durante su procedimiento de extracción. [11]

Carbamatos desprotectores

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 vías nasales y del tracto respiratorio al inhalarlo, irritación de la piel, vómitos y dolor de estómago por ingestión, y potencialmente la muerte si se produce una exposición grave. [13]

Ver también

Referencias

  1. ^ Nomenclatura de química orgánica: recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: Real Sociedad de Química . 2014. pág. 697. doi :10.1039/9781849733069-FP001 (inactivo 2024-06-30). ISBN 978-0-85404-182-4. Ya no se recomiendan los prefijos 'mercapto' (–SH) e 'hidroseleno' o selenilo (–SeH), etc.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: DOI inactivo a partir de junio de 2024 ( enlace )
  2. ^ ab 2-mercaptoetanol
  3. ^ Roy, Kathrin-Maria (2005). "Tioles y sulfuros orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . 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 tinte en experimentos de fluorescencia de una sola molécula". Biophys J. 94 (5): 1826–35. Código Bib : 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 , segunda edición (Ed: T. Bergfors), International University Line, La Jolla, CA. ISBN 978-0-9720774-4-6
  9. ^ Stevens R.; Stevens L.; Precio NC (1983). "Las estabilidades de varios compuestos de tiol utilizados en la purificación 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. págs.148. ISBN 0-7167-4339-6.
  12. ^ Scattolin, Thomas; Gharbaoui, Tawfik; Chen, Cheng-yi (2022). "Una desprotección nucleófila de carbamato mediada por 2-mercaptoetanol". Cartas Orgánicas . 24 (20): 3736–3740. doi : 10.1021/acs.orglett.2c01410. PMID  35559611. S2CID  248776636.
  13. ^ "Ficha de datos de seguridad del material". Merck . Consultado el 24 de septiembre de 2023 .