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n- octil β- d- tioglucopiranósido
Octiltioglucósido.svg
Octiltioglucósido.jpg
Nombres
Nombre IUPAC preferido
(2 R , 3 S , 4 S , 5 R , 6 S ) -2- (Hidroximetil) -6- (octilsulfanil) oxano-3,4,5-triol
Otros nombres
(1 S ) -Octil-β- d -tioglucósido
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.115.951 Edita esto en Wikidata
  • EnChI = 1S / C14H28O5S / c1-2-3-4-5-6-7-8-20-14-13 (18) 12 (17) 11 (16) 10 (9-15) 19-14 / h10- 18H, 2-9H2,1H3 / t10-, 11-, 12 +, 13-, 14 + / m1 / s1
    Clave: CGVLVOOFCGWBCS-RGDJUOJXSA-N
  • 0000-CCS [C @ H] 1 [C @@ H] ([C @ H] ([C @@ H] ([C @ H] (O1) CO) O) O) O
Propiedades
C 14 H 28 O 5 S
Masa molar308,434 g / mol
AparienciaSemisólido ceroso incoloro
Punto de fusion 125 a 131 ° C (257 a 268 ° F; 398 a 404 K)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referencias de Infobox

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 cristalizarlos o reconstituirlos en bicapas lipídicas . Tiene una concentración micelar crítica de 9 mM. [3]

Es un análogo del detergente octilglucósido de uso común , la presencia del enlace tioéter lo hace resistente a la degradación por las enzimas beta-glucosidasa .

Preparación

Los N-alquil tioglucósidos del tipo n -octil-β- d- tioglucopiranósido no se encuentran en la naturaleza. Sin embargo, los glucósidos de aceite de mostaza son S-glucósidos naturales comunes.

La síntesis de n -octil-β- d- tioglucopiranósido [4] parte de D-glucosa (I) que se prepara con anhídrido acético y ácido sulfúrico concentrado para dar α- d -glucopiranosa pentaacetato (pentaacetilglucosa) (II). [5] Se hace reaccionar pentaacetilglucosa con bromuro de hidrógeno para dar bromuro de 2,3,4,6-tetra- O -acetil-α- d -glucopiranosilo (acetobromo glucosa) (III) [6] que produce con tiourea en acetona casi cuantitativamente el sal de isotiuronio Bromuro de 2,3,4,6-tetra- O -acetil-β- d -glucopiranosil-1-isotiuronio (IV).

El anión tiolato nucleófilo formado después de la neutralización y reducción con sulfito de sodio en el tiol en los reacciona alcalinas de nuevo casi cuantitativamente con 1-bromoctane a n -octilo-2,3,4,6-tetra- O -acetil-1-tio-β - d -glucopiranósido (octiltioglucósido peracetilado) (V). A partir de V, se puede obtener el producto objetivo n-octil-1-tio-β- d- glucopiranósido (VI) con un rendimiento global de aproximadamente 80% mediante la desacetilación alcalina que se realiza cuantitativamente mediante hidróxido de sodio en metanol.

Synthese von OTG, ausgehend von α-.mw-parser-output span.smallcaps {font-variant: small-caps} .mw-parser-output span.smallcaps-small {font-size: 85%} d-Glucosa

En el método del tricloroacetimidato de Richard R. Schmidt, el O - (α- d -glucopiranil) tricloroacetimidato peracetilado se forma con 1-octanetiol mediante catálisis de trifluoruro de boro-eterato por inversión exclusivamente n -octil-1-tio-β- d- glucopiranósido ( después de desacetilación), mientras que el perbenzylated O - (α- d -glucopyranyl) tricloroacetimidato se convierte en la retención a la n -octilo-1-tio-α- d -glucopiranosido (después de desbencilación). [7]

Síntesis de n-octil-tioglucopiranosid nach RR Schmidt

La reacción de d -glucosa con 1-octanetiol y reactivo de Olah [8] (70% de fluoruro de hidrógeno HF en piridina) produce una mezcla anomérica de n -octil-1-tio-α, β- d -glucopiranósido con un rendimiento del 95% que contiene 44% de anómeros α y 56% de anómeros β. [9]

Síntesis de n-octil-α, β-tioglucopiranoside con Reagenz de Olah

El α-octiltioglucósido puro es accesible por reacción de pentacetil-β- d -glucosa (a partir de d -glucosa, anhídrido acético y acetato de sodio) en disolventes orgánicos a temperaturas elevadas con 1-octanetiol y eterato de trifluoruro de boro y desacetilación posterior. [10] [11]

Síntesis de n-octil-α-tioglucopiranosid aus Pentaacetil-β-glucosa

Propiedades

El n -octil-β- d -1-tioglucopiranósido es un sólido cristalino incoloro, inodoro, higroscópico que se disuelve fácilmente en agua y alcoholes de cadena corta. En comparación con el O -glucósido n -octilo-β- d -glucopiranosido, 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.

Comparación de S'-octilglucósido con O- glucósido [1]
caracteristicasConcentración de micelas críticaCapacidad de solubilizacióndializabilidadChem. EstabilidadEstabilidad de la Β-glucosidasaTransparencia a 280 nmTendencia a la desnaturalizaciónChem. analítica
n -octil-β- d -tiogluco-piranosido9 mM (+)++++++++
n -octil-β- d -gluco-piranosido23-25 ​​mM +++++(-)-+++

++ muy bueno + bueno (+) ok (-) malo - muy malo

Evidentemente, la ventaja de coste del octiltioglucósido indicada en las publicaciones de los años 80 ya no se da debido a las vías de síntesis enzimática eficientes recientemente desarrolladas para el O-octilglucósido (directamente de D-glucosa, 1-octanol por medio de β-glucosidasa). [12]

El octiltioglucósido α-anomérico exhibe propiedades cristalinas líquidas que forman una fase esméctica A. [11]

Aplicación

Los detergentes no iónicos solubilizan las proteínas de la membrana suavemente y (en gran medida) preservando su función fisiológica mediante la interacción con las regiones de la membrana hidrófoba 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 de tensioactivo, 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 la 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 tensioactivo. Por ejemplo, el 95% del OTG se puede eliminar de una solución de tensioactivo 43 mM en condiciones estándar en 6 horas. [2]

El octiltioglucósido (15 mM) es claramente superior a su octil glucósido O-análogo (OT) en la solubilización y estabilización contra la desnaturalización térmica e inducida por la luz de la bomba de protones impulsada por la luz Bacteriorrodopsina de las biomembranas de las halobacterias . [14]

Referencias

  1. ^ a b c T. Tsuchiya, S. Saito (1984), "Uso de n-octil-β-D-tioglucósido, un nuevo detergente no iónico, para la solubilización y reconstitución de proteínas de membrana", J. Biochem. , 96 (5), págs. 1593-1597, doi : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a134989
  2. ^ a b c S. Saito, T. Tsuchiya (1984), "Características de n-octil-β-D-tioglucopiranósido, un nuevo detergente no iónico útil para la bioquímica de membranas", Biochem. J. , 222 , págs. 829–832, doi : 10.1042 / bj2220829 , PMC 1144249 
  3. ^ http://www.sigmaaldrich.com/life-science/biochemicals/biochemical-products.html?TablePage=14572924
  4. ^ a b S. Saito, T. Tsuchiya (1985), "Síntesis de alquil-β-D-tioglucopiranósido, una serie de nuevos detergentes no iónicos", Chem. Pharm. Toro. , 33 (2), págs. 503–508, doi : 10.1248 / cpb.33.503
  5. ^ "Acetobromoglucosa [bromuro de 2,3,4,6-tetraacetil-α-d-glucopiranosilo]". Síntesis orgánicas . doi : 10.15227 / orgsyn.022.0001 .
  6. ^ Lemieux, RU (1963), Whistler, RL; Wolfrom, ML ; BeMiller, JN (eds.), Methods in Carbohydrate Chemistry, vol. 2, Reactions of Carbohydrates , Nueva York: Academic Press Inc., págs. 221–222
  7. ^ RR Schmidt, M. Stumpp (1983), "Glucosilimidato. 8. Synthese von 1-Thio-glycosiden", Liebigs Ann. Chem. (en alemán), 1983 (7), págs. 1249-1256, doi : 10.1002 / jlac.198319830717
  8. ^ GA Olah, JG Shih, GKS Prakash (1986), "Reactivos que contienen flúor en síntesis orgánica", J. Fluorine Chem. , 33 (1–4), págs. 377–396, doi : 10.1016 / S0022-1139 (00) 85282-3CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  9. ^ US 5118804 , J. Defaye, A. Gadelle, C. Pedersen, "Proceso para preparar alquil-1-tioglucósidos y alquil-glucósidos, mezclas de anómeros de los mismos" 
  10. ^ EP 1041080 , M. Tsuji, H. Yamazaki, "Proceso para la preparación de pentaacetil-beta-D-glucopiranosa" 
  11. ^ a b H.A. van Doren, R. van der Geest (1989), "Síntesis y propiedades cristalinas líquidas de los n-alquil-1-tio-α-D-glucopiranósidos, una nueva serie homóloga de mesógenos de carbohidratos", Carbohydrate Research , 194 , págs. 71–77, doi : 10.1016 / 0008-6215 (89) 85007-4
  12. ^ A. Ducret, J.-F. Carrière, M. Trani, R. Lortie (2002), "Síntesis enzimática de octil glucósido por β-gluconidasa de almendra en medios orgánicos", Can. J. Chem. , 80 (6), págs. 653–656, doi : 10.1139 / v02-081CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  13. ^ "OTG, 1-S-octil-β-D-tioglucopiranósido (octiltioglucosa) 28351" (PDF) . Pierce Chemical Co. Enero de 1998. Archivado desde el original (PDF; 44 kB) el 12 de marzo de 2017 . Consultado el 26 de febrero de 2017 .
  14. ^ A. Asada, M. Sonoyama (2011), "Solubilización y estabilidad estructural de bacteriorrodopsina con un detergente no iónico suave, n-octil-β-tioglucósido", Biosc. Biotechnol. Biochem. , 75 (2), págs. 376–378, doi : 10.1271 / bbb.100726

Enlaces externos

  • OTG unido a proteínas en el AP