N-октил бета-D-тиоглюкопиранозид - N-Octyl beta-D-thioglucopyranoside

п-Октил β-d-тиоглюкопиранозид
Октилтиоглюкозид.svg
Octylthioglucoside.jpg
Имена
Название ИЮПАК
(2р,3S,4S,5р,6р) -2- (гидроксиметил) -6-октилсульфанилоксан-3,4,5-триол
Другие имена
(1S) -Октил-β-d-тиоглюкозид
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.115.951 Отредактируйте это в Викиданных
Характеристики
C14ЧАС28О5S
Молярная масса308,434 г / моль
ВнешностьБесцветное восковое полутвердое вещество
Температура плавления От 125 до 131 ° C (от 257 до 268 ° F; от 398 до 404 K)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

п-Октил β-d-тиоглюкопиранозид (октилтиоглюкозид, OTG) - мягкое неионогенное моющее средство, которое используется для лизис клеток или солюбилизировать мембранные белки без денатурирующий их.[1][2] Это особенно полезно для кристаллизоваться их или воссоздать их в липидные бислои. Оно имеет критическая концентрация мицелл 9 мМ.[3]

Это аналог широко используемого моющего средства октилглюкозид, наличие тиоэфир связь, что делает его устойчивым к деградации бета-глюкозидаза ферменты.

Подготовка

N-алкилтиогликозиды п-октил-β-d-тиоглюкопиранозидного типа не встречаются в природе. Однако гликозиды горчичного масла являются обычными природными S-гликозидами.

Синтез п-октил-β-d-тиоглюкопиранозид[4] начинается с D-глюкозы (I), которую получают из уксусного ангидрида и концентрированной серной кислоты с получением α-d-глюкопираноза пентаацетат (пентаацетилглюкоза) (II)[5]. Пентаацетилглюкоза реагирует с бромистым водородом с образованием 2,3,4,6-тетра-О-ацетил-α-d-глюкопиранозил бромид (ацетобромглюкоза) (III)[6] который с тиомочевиной в ацетоне почти количественно дает изотиурониевую соль 2,3,4,6-тетра-О-ацетил-β-d-глюкопиранозил-1-изотиурония бромид (IV).

Нуклеофильный тиолат-анион, образованный после нейтрализации и восстановления сульфитом натрия до тиола в щелочной среде, снова почти количественно реагирует с 1-бромоктаном, образуя п-октил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил-1-тио-β-d-глюкопиранозид (перацетилированный октилтиоглюкозид) (V). Из V целевой продукт н-октил-1-тио-β-d-глюкопиранозид (VI) может быть получен с общим выходом около 80% путем количественного щелочного деацетилирования с помощью гидроксида натрия в метаноле.

Синтез от OTG, основанный на α-.mw-parser-output span.smallcaps {font-variant: small-caps} .mw-parser-output span.smallcaps-less {font-size: 85%} d-Gluosis

В методе трихлорацетимидата Ричарда Р. Шмидта перацетилированный О- (α-d-глюкопиранил) трихлорацетимидат форм с 1-октантиол посредством катализа трифторид бора-эфират исключительно при инверсии п-октил-1-тио-β-d-глюкопиранозид (после деацетилирования), а пербензилированный О- (α-d-глюкопиранил) трихлорацетимидат при удержании превращается в п-октил-1-тио-α-d-глюкопиранозид (после дебензилирования).[7]

Синтез n-Octyl-thioglucopyranosid nach R.R. Schmidt

Реакция d-глюкоза с 1-октантиолом и реактивом Олаха[8] (70% фтороводорода HF в пиридине) дает аномерную смесь п-октил-1-тио-α, β-d-глюкопиранозид с выходом 95%, который содержит 44% α-аномеров и 56% β-аномеров.[9]

Синтез n-октил-α, β-тиоглюкопиранозид с реакцией Olah’s Reagenz

Чистый α-октилтиоглюкозид доступен по реакции пентацетил-β-d-глюкоза (от d-глюкоза, уксусный ангидрид и ацетат натрия) в органических растворителях при повышенных температурах с 1-октантиолом и эфират трифторида бора и последующее деацетилирование.[10][11]

Синтез n-октил-α-тиоглюкопиранозида из пентаацетил-β-глюкозы

Характеристики

п-октил-β-d-1-тиоглюкопиранозид представляет собой бесцветное, гигроскопичное кристаллическое твердое вещество без запаха, которое легко растворяется в воде и короткоцепочечных спиртах. По сравнению с О-глюкозид п-октил-β-d-глюкопиранозид, который ранее уже применялся в качестве детергента для биохимических применений, аналогичный S-глюкозид OTG, по-видимому, особенно подходит из-за его более высокой стабильности, особенно против разложения β-глюкозидазами.

Сравнение S'-октилглюкозида с О-Глюкозид[1]
характеристикиКритическая концентрация мицеллСолюбилизирующая способностьдиализируемостьChem. СтабильностьСтабильность Β-глюкозидазыПрозрачность при 280 нмТенденция к денатурацииChem. аналитика
п-Октил-β-d-тиоглюкопиранозид9 мМ (+)++++++++
п-Октил-β-d-глюко-пиранозид23-25 ​​мМ +++++(-)–+++

++ очень хорошо + хорошо (+) нормально (-) плохо - очень плохо

Экономическое преимущество октилтиоглюкозида, указанное в публикациях 1980-х годов, очевидно, больше не приводится из-за недавно разработанных эффективных путей ферментативного синтеза O-октилглюкозида (непосредственно из D-глюкозы, 1-октанол с помощью β-глюкозидазы)[12].

Α-Аномерный октилтиоглюкозид проявляет жидкокристаллические свойства, образуя смектическую фазу А.[11]

Заявление

Неионные детергенты солюбилизируют белки мембран мягко и (в основном) сохраняя их физиологическую функцию за счет взаимодействия с гидрофобными участками мембраны, встроенными в липидные бислои из клеточные мембраны.[13] Над так называемым критическая концентрация мицелл CMC [OTG: 9 мМ, или 0,2772% (мас. / Об.)], Смешанные мицеллы мембранных белков и молекул поверхностно-активного вещества образуются с концентрациями OTG 1,1-1,2% (мас. / Об.) Для солюбилизации мембранных белков из E. coli.[2][4] Нет денатурация мембранных белков был обнаружен после солюбилизации октилтиоглюкозидом.[1]

Для анализа биологической активности мембранных белков часто бывает необходимо восстановить белки в липидных бислоях липосом. Для этого раствор солюбилизированного белка подвергают диализу или ионообменной хроматографии в присутствии фосфолипидов или смесей мембранных липидов для удаления поверхностно-активного вещества. Например, 95% OTG можно удалить из 43 мМ раствора поверхностно-активного вещества при стандартных условиях в течение 6 часов.[2]

Октилтиоглюкозид (15 мМ) явно превосходит свой О-аналог октилглюкозид (ОТ) в солюбилизации и стабилизации против термической и световой денатурации управляемого светом протонный насос Бактериородопсин из биомембран галобактерии.[14]

Рекомендации

  1. ^ а б c Т. Цучия, С. Сайто (1984), «Использование н-октил-β-D-тиоглюкозида, нового неионного детергента, для солюбилизации и восстановления мембранных белков», J. Biochem., 96 (5), стр. 1593–1597, Дои:10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a134989
  2. ^ а б c С. Сайто, Т. Цучия (1984), «Характеристики н-октил-β-D-тиоглюкопиранозида, нового неионного детергента, полезного для биохимии мембран», Biochem. Дж., 222, стр. 829–832, Дои:10.1042 / bj2220829, ЧВК  1144249
  3. ^ http://www.sigmaaldrich.com/life-science/biochemicals/biochemical-products.html?TablePage=14572924
  4. ^ а б С. Сайто, Т. Цучия (1985), "Синтез алкил-β-D-тиоглюкопиранозида, серии новых неионных детергентов", Chem. Pharm. Бык., 33 (2), стр. 503–508, Дои:10.1248 / cpb.33.503
  5. ^ «Ацетобромоглюкоза [2,3,4,6-тетраацетил-α-d-глюкопиранозил бромид]». Органический синтез. Дои:10.15227 / orgsyn.022.0001.
  6. ^ Lemieux, R.U. (1963), Whistler, R.L .; Вольфром, М. Л.; Бемиллер, Дж. Н. (ред.), Методы химии углеводов, Vol. 2, реакции углеводов, Нью-Йорк: Academic Press Inc., стр. 221–222.
  7. ^ R.R. Schmidt, M. Stumpp (1983), "Гликозилимидат. 8. Синтез фон 1-тио-гликозидена", Liebigs Ann. Chem. (на немецком), 1983 (7), стр. 1249–1256, Дои:10.1002 / jlac.198319830717
  8. ^ Г.А. Олах, Дж. Ши, Г.К.С. Пракаш (1986), «Фторсодержащие реагенты в органическом синтезе», J. Fluorine Chem., 33 (1–4), стр. 377–396, Дои:10.1016 / S0022-1139 (00) 85282-3CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ США 5118804, J. Defaye, A. Gadelle, C. Pedersen, "Способ получения алкил-1-тиогликозидов и алкил-гликозидов, их смесей аномеров" 
  10. ^ EP 1041080, М. Цуджи, Х. Ямадзаки, "Процесс получения пентаацетил-бета-D-глюкопиранозы" 
  11. ^ а б Х.А. ван Дорен, Р. ван дер Гест (1989), "Синтез и жидкокристаллические свойства н-алкил-1-тио-α-D-глюкопиранозидов, нового гомологического ряда мезогенов углеводов", Исследование углеводов, 194, стр. 71–77, Дои:10.1016/0008-6215(89)85007-4
  12. ^ А. Дюкре, Ж.-Ф. Каррьер, М. Трани, Р. Лорти (2002), "Ферментативный синтез октилглюкозида β-глюконидазой миндаля в органических средах", Может. J. Chem., 80 (6), стр. 653–656, Дои:10.1139 / v02-081CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  13. ^ "OTG, 1-S-октил-β-D-тиоглюкопиранозид (октилтиоглюкоза) 28351" (PDF). Pierce Chemical Co., январь 1998 г. Архивировано с оригинал (PDF; 44 кБ) на 2017-03-12. Получено 2017-02-26.
  14. ^ А. Асада, М. Сонояма (2011), «Солюбилизация и структурная стабильность бактериородопсина с мягким неионогенным детергентом, н-октил-β-тиоглюкозидом», Biosc. Biotechnol. Biochem., 75 (2), стр. 376–378, Дои:10.1271 / bbb.100726

внешняя ссылка