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二硫蘇糖醇的還原性與應(yīng)用
閱讀：752 發(fā)布時(shí)間：2022-8-22二硫蘇糖醇(Dithiothreitol，簡(jiǎn)稱為DTT)是一種小分子有機(jī)還原劑，化學(xué)式為C4H10O2S2。其還原狀態(tài)下為線性分子，被氧化后變?yōu)榘?/span>二硫鍵的六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)。二硫蘇糖醇的名字衍生自蘇糖(一種四碳單糖)。DTT的異構(gòu)體為二硫赤糖醇(DTE)，即DTT的C3-差向異構(gòu)體。
還原性
DTT是一種很強(qiáng)的還原劑，其還原性很大程度上是由于其氧化狀態(tài)六元環(huán)(含二硫鍵)的構(gòu)象穩(wěn)定性。它的氧化還原電勢(shì)在pH為7時(shí)為-0.33伏。二硫蘇糖醇對(duì)一個(gè)典型的二硫鍵的還原是由兩步連續(xù)的巰基-二硫鍵交換反應(yīng)所組成:
其中，第一步反應(yīng)所形成的中間態(tài)很不穩(wěn)定，因?yàn)镈TT上的第二個(gè)巰基趨向于與被氧化的硫原子連接，使中間態(tài)很快被轉(zhuǎn)化為DTT的環(huán)狀氧化結(jié)構(gòu)，從而完成對(duì)二硫鍵的還原。
DTT的還原力受pH值的影響，只在pH值大于7的情況下能夠發(fā)揮還原作用。這是因?yàn)橹挥忻撊ベ|(zhì)子的硫醇鹽負(fù)離子(-S–)才具有反應(yīng)活性，硫醇(-SH)則沒(méi)有;而巰基的pKa一般為~8.3。
應(yīng)用
DTT的用途之一是作為巰基化DNA的還原劑和去保護(hù)劑。巰基化DNA末端硫原子在溶液中趨向于形成二聚體，特別是在存在氧氣的情況下。這種二聚化大大降低了一些偶聯(lián)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)(如DNA在生物感應(yīng)器中的固定)的效率;而在DNA溶液中加入DTT，反應(yīng)一段時(shí)間后除去，就可以降低DNA的二聚化。
DTT也常常被用于蛋白質(zhì)中二硫鍵的還原，可用于阻止蛋白質(zhì)中的半胱氨酸之間所形成的蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間二硫鍵。但DTT往往無(wú)法還原包埋于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部(溶劑不可及)的二硫鍵，這類二硫鍵的還原常常需要先將蛋白質(zhì)變性(高溫加熱或加入變性劑，如6M 鹽酸胍、8M 尿素或1% SDS)。反之，根據(jù)DTT存在情況下，二硫鍵還原速度的不同，可以判斷其包埋程度的深淺。
特點(diǎn)
由于容易被空氣氧化，因此DTT的穩(wěn)定性較差;但冷凍保存或在惰性氣體中處理能夠延長(zhǎng)它的使用壽命。由于質(zhì)子化的硫的親核性較低，隨著pH值的降低，DTT的有效還原性也隨之降低;而Tris(2-carboxyethyl)phosphine HCl(TCEP鹽酸鹽)可以作為低pH值條件下DTT的替代品，而且也比DTT更為穩(wěn)定。折疊