2-merkaptoetanol

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.

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

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

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.  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.

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.

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.

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.

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

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.

Pozri aj
 Ditiotreitol (DTT)
 Tris(2-karboxyetyl)fosfín (TCEP)

Referencie

Zdroj

Tioly
Alkoholy
Redukčné činidlá