El n -octil β- d -tioglucopiranósido ( octiltioglucósido , OTG ) es un detergente no iónico suave que se utiliza para la lisis celular o para solubilizar proteínas de membrana sin desnaturalizarlas . [1] [2] Esto es particularmente útil para cristalizarlas o reconstituirlas en bicapas lipídicas . Tiene una concentración micelar crítica de 9 mM. [3]
Es un análogo del detergente comúnmente utilizado, octil glucósido , la presencia del enlace tioéter lo hace resistente a la degradación por las enzimas beta-glucosidasa .
Los tioglucósidos de N-alquilo del tipo n -octil-β- d -tioglucopiranósido no se encuentran en la naturaleza. Sin embargo, los glicósidos de aceite de mostaza son S-glicósidos naturales comunes.
La síntesis de n -octil-β- d -tioglucopiranósido [4] comienza a partir de D-glucosa (I) que se prepara con anhídrido acético y ácido sulfúrico concentrado para dar pentaacetato de α- d -glucopiranosa (pentaacetilglucosa) (II). [5] La pentaacetilglucosa se hace reaccionar con bromuro de hidrógeno para dar bromuro de 2,3,4,6-tetra- O -acetil-α- d -glucopiranosilo (acetobromoglucosa) (III) [6] que produce con tiourea en acetona casi cuantitativamente la sal de isotiuronio bromuro de 2,3,4,6-tetra- O -acetil-β- d- glucopiranosilo-1-isotiuronio (IV).
El anión tiolato nucleófilo formado tras la neutralización y reducción con sulfito de sodio para dar el tiol en la solución alcalina reacciona de nuevo casi cuantitativamente con 1-bromoctano para dar n -octil-2,3,4,6-tetra- O -acetil-1-tio-β- d -glucopiranósido (octiltioglucósido peracetilado) (V). A partir de V, el producto objetivo n-octil-1-tio-β- d -glucopiranósido (VI) se puede obtener con un rendimiento total de aproximadamente el 80% mediante la desacetilación alcalina que se lleva a cabo cuantitativamente mediante hidróxido de sodio en metanol.
En el método de tricloroacetimidato de Richard R. Schmidt, el O -(α- d -glucopiranil) tricloroacetimidato peracetilado se forma con 1-octanetiol a través de catálisis de eterato de trifluoruro de boro tras inversión exclusivamente n -octil-1-tio-β- d -glucopiranósido (después de la desacetilación), mientras que el O -(α- d -glucopiranil) tricloroacetimidato perbencilado se convierte tras retención en n -octil-1-tio-α- d -glucopiranósido (después de la desbencilación). [7]
La reacción de d -glucosa con 1-octanetiol y el reactivo de Olah [8] (70% de fluoruro de hidrógeno HF en piridina) produce una mezcla anómera de n -octil-1-tio-α,β- d -glucopiranósido con un rendimiento del 95% que contiene 44% de α-anómeros y 56% de β-anómeros. [9]
El α-octiltioglucósido puro es accesible mediante la reacción de pentacetil-β- d -glucosa (a partir de d -glucosa, anhídrido acético y acetato de sodio) en solventes orgánicos a temperaturas elevadas con 1-octanotiol y eterato de trifluoruro de boro y posterior desacetilación. [10] [11]
El n -octil-β- d -1-tioglucopiranósido es un sólido cristalino, incoloro, inodoro, higroscópico y fácilmente soluble en agua y alcoholes de cadena corta. En comparación con el O -glucósido n -octil-β- d -glucopiranósido, que ya se ha introducido anteriormente como detergente para aplicaciones bioquímicas, el análogo S -glucósido OTG parece ser particularmente adecuado debido a su mayor estabilidad, especialmente frente a la degradación por β-glucosidasas.
++ muy bueno + bueno (+) aceptable (-) malo – muy malo
La ventaja de costo del octiltioglucósido indicada en publicaciones de la década de 1980 evidentemente ya no se da debido a las vías de síntesis enzimáticas recientemente desarrolladas y eficientes para el O-octilglucósido (directamente a partir de D-glucosa, 1-octanol por medio de β-glucosidasa). [12]
El octiltioglucósido α-anomérico exhibe propiedades cristalinas líquidas formando una fase esméctica A. [11]
Los detergentes no iónicos solubilizan las proteínas de membrana de forma suave y preservando (en gran medida) su función fisiológica mediante la interacción con las regiones de membrana hidrofóbicas incrustadas en las bicapas lipídicas de las membranas celulares . [13] Por encima de la denominada concentración micelar crítica CMC [OTG: 9 mM, o 0,2772 % (p/v)], se forman micelas mixtas de proteínas de membrana y moléculas surfactantes, con concentraciones de OTG de 1,1-1,2 % (p/v) para la solubilización de proteínas de membrana de E. coli. [2] [4] No se encontró desnaturalización de las proteínas de membrana después de la solubilización con octiltioglucósido. [1]
Para el análisis de la actividad biológica de las proteínas de membrana, a menudo es necesario reconstituir las proteínas en las bicapas lipídicas de los liposomas. Para ello, la solución de la proteína solubilizada se somete a diálisis o cromatografía de intercambio iónico en presencia de fosfolípidos o mezclas de lípidos de membrana para eliminar el surfactante. Por ejemplo, el 95% del OTG se puede eliminar de una solución de surfactante de 43 mM en condiciones estándar en 6 horas. [2]
El octiltioglucósido (15 mM) es claramente superior a su análogo O, el octilglucósido (OT), en la solubilización y estabilización contra la desnaturalización térmica y luminosa de la bomba de protones impulsada por luz, la bacteriorrodopsina, de las biomembranas de las halobacterias . [14]
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