n -oktyl beta - D -tioglukopyranosid
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
( 2R ,3S , 4S , 5R , 6S ) -2-(hydroximetyl)-6-(oktylsulfanyl)oxan-3,4,5-triol |
|
| Andra namn
( IS )-oktyl-p- d- tioglukosid
|
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.115.951 |
|
PubChem CID
|
|
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C14H28O5S _ _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 308,434 g/mol |
| Utseende | Färglös vaxartad halvfast |
| Smältpunkt | 125 till 131 °C (257 till 268 °F; 398 till 404 K) |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
n -Octyl β -d -tioglukopyranosid ( oktyltioglucoside , OTG ) är ett milt nonjoniskt rengöringsmedel som används för cellys eller för att solubilisera membranproteiner utan att denaturera dem. Detta är särskilt användbart för att kristallisera dem eller för att rekonstituera dem till lipiddubbelskikt . Den har en kritisk micellkoncentration på 9 mM.
Det är en analog till det vanligen använda tvättmedlet oktylglukosid , närvaron av tioeterbindningen som gör den resistent mot nedbrytning av beta-glukosidasenzymer .
Förberedelse
N-alkyltioglykosider av typen n -oktyl-p -d -tioglukopyranosid är inte naturligt förekommande. Senapsoljeglykosider är dock vanliga naturliga S-glykosider.
Syntesen av n -oktyl-β -d -tioglukopyranosid utgår från D-glukos (I) som framställs med ättiksyraanhydrid och koncentrerad svavelsyra för att ge a- d -glukospyranospentaacetat (pentaacetylglukos) (II). Pentaacetylglukos reageras med vätebromid för att ge 2,3,4,6-tetra O -acetyl-α- d -glukopyranosylbromid (acetobromglukos) (III) som med tiourea i aceton nästan kvantitativt ger isotiuroniumsaltet 2,3, 4,6-tetra - O -acetyl-p- d -glukopyranosyl-1-isotiuroniumbromid (IV).
Den nukleofila tiolatanjonen som bildas efter neutralisering och reduktion med natriumsulfit till tiolen i alkalin reagerar återigen nästan kvantitativt med 1-bromoktan till n -oktyl-2,3,4,6-tetra- O -acetyl-1-tio-β -d - glukopyranosid (peracetylerad oktyltioglukosid) (V). Från V kan målprodukten n-oktyl-l-tio-p- d -glukopyranosid (VI) erhållas i ett totalt utbyte av cirka 80 % via den kvantitativt fortgående alkaliska deacetyleringen med hjälp av natriumhydroxid i metanol.
I trikloracetimidatmetoden enligt Richard R. Schmidt bildas det peracetylerade O- (a- d -glukopyranyl)-trikloracetimidatet med 1-oktantiol via bortrifluoride-eteratkatalys vid inversion uteslutande n -oktyl-1-tio-p- d -glukopyranosid ( efter deacetylering), medan det perbensylerade O- (a- d -glukopyranyl)-trikloracetimidatet omvandlas vid retention till n -oktyl-l-tio-a- d -glukopyranosiden (efter debensylering).
Reaktionen av d -glukos med 1-oktantiol och Olahs reagens (70 % vätefluorid HF i pyridin) ger en anomer blandning av n -oktyl-1-tio-a,β- d -glukopyranosid i 95 % utbyte som innehåller 44 % a-anomerer och 56 % β-anomerer.
Den rena α-oktyltioglukosiden är tillgänglig genom reaktion av pentacetyl-β- d -glukos (från d -glukos, ättiksyraanhydrid och natriumacetat) i organiska lösningsmedel vid förhöjda temperaturer med 1-oktantiol och bortrifluorideterat och efterföljande deacetylering.
Egenskaper
n -oktyl-β- d -1-tioglukopyranosid är ett färglöst, luktfritt, hygroskopiskt, kristallint fast ämne som lätt löser sig i vatten och kortkedjiga alkoholer. Jämfört med O -glukosid n -oktyl-β- d -glukopyranosid, som redan har introducerats tidigare som tvättmedel för biokemiska tillämpningar, verkar den analoga S -glukosid OTG vara särskilt lämplig på grund av sin högre stabilitet, särskilt mot nedbrytning av β -glukosidaser.
Jämförelse av S'-Octylglucosid med O -Glucosid egenskaper Kritisk micellkoncentration Solubiliseringsförmåga dialyserbarhet Chem. Stabilitet Β-glukosidasstabilitet Transparens vid 280 nm Denatureringstendens Chem. analyser n -oktyl-p- d -tioglukopyranosid 9 mm (+) ++ + + + + + + n-oktyl-p-d-glukos-pyranosid 23-25 mM+ ++ ++ (-) – + + +
++ mycket bra + bra (+) ok (-) dålig – mycket dålig
Kostnadsfördelen för oktyltioglukosid som anges i publikationer från 1980-talet är uppenbarligen inte längre given på grund av de nyligen utvecklade, effektiva enzymatiska syntesvägarna för O-oktylglukosid (direkt från D-glukos, 1- oktanol med hjälp av β-glukosidas).
Den α-anomera oktyltioglukosiden uppvisar flytande kristallina egenskaper som bildar en smektisk fas A.
Ansökan
Nonjoniska detergenter solubiliserar membranproteiner skonsamt och (till stor del) bevarar deras fysiologiska funktion genom interaktion med de hydrofoba membranregionerna inbäddade i lipiddubbelskikten av cellmembran . Över den så kallade kritiska micellkoncentrationen CMC [OTG: 9 mM, eller 0,2772% (vikt/volym)] bildas blandade miceller av membranproteiner och ytaktiva molekyler, med OTG-koncentrationer på 1,1-1,2% (vikt/volym) för solubilisering av membranproteiner från E. coli. Ingen denaturering av membranproteinerna hittades efter solubilisering med oktyltioglukosid.
För analys av den biologiska aktiviteten hos membranproteiner är det ofta nödvändigt att rekonstituera proteinerna till liposomernas lipiddubbelskikt. För detta utsätts lösningen av det solubiliserade proteinet för dialys eller jonbyteskromatografi i närvaro av fosfolipider eller membranlipidblandningar för att avlägsna det ytaktiva medlet. Till exempel kan 95 % av OTG avlägsnas från en 43 mM lösning av ytaktivt medel under standardbetingelser inom 6 timmar.
Oktyltioglukosid (15 mM) är klart överlägsen sin O-analoga oktylglukosid (OT) i solubilisering och stabilisering mot termisk och ljusinducerad denaturering av den ljusdrivna protonpumpen Bacteriorhodopsin från biomembranen hos halobakterier .