Дитиотреитол

Дитиотреитол
Общие
Систематическое наименование	(2S,3S)-1,4-бис(сульфанил)бутан-2,3-диол
Химическая формула	С4H10O2S2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	белое твердое вещество
Молярная масса	154,253 г/моль
Термические свойства
Температура плавления	42–43 °C
Температура кипения	125–130 °C
Классификация
Рег. номер CAS	3483-12-3
Рег. номер PubChem	446094
SMILES	C([C@H]([C@@H](CS)O)O)S

Дитиотреитол (ДТТ, англ. DTT) — низкомолекулярный восстанавливающий агент, известный также как реагент Клеланда. Название молекулы происходит от четырехуглеродного сахара — треозы.

Восстанавливающий агент

Дитиотреитол — очень сильный восстанавливающий агент, способный формировать шестичленное кольцо путем образования внутримолекулярной дисульфидной связи. При рН 7 имеет восстановительный потенциал −0,33 В. Восстановление дисульфидных связей осуществляется путем двух последовательных тиол-дисульфидных обменов (см. ниже). Интермедиат нестабилен, так как вторая тиоловая группа имеет склонность к закрытию кольца и образованию окисленного ДТТ, при этом образуются две восстановленные дисульфидные связи. ДТТ проявляет восстанавливающую активность только при рН около 7, так как только отрицательно заряженный тиолят может образовывать активный -S^-, в то время как протонированная тиоловая форма -SH неактивна. Константа кислотности тиоловой группы лежит между значениями рН от 9,2 до 10,1.

Восстановление дисульфидных связей путем двух последовательных реакций тиол-дисульфидного обмена

Применение

Дитиотреитол используют для «снятия защиты» с тиолированной ДНК. Концевой атом тиолированной ДНК в растворе имеет склонность к формированию димеров, особенно. в присутствие кислорода. Димеризация значительно снижает эффективность последующих реакций соединения, например, в случае иммобилизации ДНК на золоте в биосенсорах. Обычно ДТТ смешивают с раствором ДНК и дают время для реагирования, затем удаляют ДТТ фильтрацией или хроматографией. Удаление ДТТ называют обессаливанием.

Дитиотреитол в биохимии часто используют для восстановления дисульфидных связей в молекулах белков, и особенно внутримолекулярных и межмолекулярных связей между остатками цистеина. Однако, ДТТ не может восстанавливать дисульфидные связи, находящиеся глубоко в структуре белка (не находящиеся в контакте с растворителем), поэтому часто восстановление S-S связей производят в денатурирующих условиях (например, при нагревании, либо в присутствии сильного денатурирующего агента 6 M гуанидин гидрохлорида, 8 M мочевины, или 1 % додецилсульфата натрия). И, соответственно, присутствие дисульфидных связей на поверхности белка, может быть исследовано их восстановлением в присутствии ДТТ.

ДТТ применяют также как окислитель. Преимуществом ДТТ является то, что он не образует смешанных дисульфидных связей, чем отличается от глутатиона. В очень редких случаях ДТТ может образовывать аддукты, например, два атома серы могут образовать дисульфидные связи с другими атомами серы; в подобных случаях ДТТ не может циклизоваться.

Свойства

ДТТ легко окисляется кислородом воздуха и поэтому является относительно нестабильным химическим соединением. Так как протонированные атомы серы имеют меньшую нуклеофильность, ДТТ является более слабым восстановителем при кислых рН.

Литература

• Cleland, W.W. (April 1964). «Dithiothreitol, A New Protective Reagent for SH Groups». Biochemistry 3: 480–482. DOI:10.1021/bi00892a002. PMID 14192894.
• (1977) «Reductive cleavage of cystine disulfides with tributylphosphine». Methods Enzymol 47. DOI:10.1016/0076-6879(77)47012-5. PMID 927167.