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二硫蘇糖醇的還原性與應用
閱讀：753 發(fā)布時間：2022-8-22二硫蘇糖醇(Dithiothreitol，簡稱為DTT)是一種小分子有機還原劑，化學式為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)狀結構。二硫蘇糖醇的名字衍生自蘇糖(一種四碳單糖)。DTT的異構體為二硫赤糖醇(DTE)，即DTT的C3-差向異構體。
還原性
DTT是一種很強的還原劑，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)的構象穩(wěn)定性。它的氧化還原電勢在pH為7時為-0.33伏。二硫蘇糖醇對一個典型的二硫鍵的還原是由兩步連續(xù)的巰基-二硫鍵交換反應所組成:
其中，第一步反應所形成的中間態(tài)很不穩(wěn)定，因為DTT上的第二個巰基趨向于與被氧化的硫原子連接，使中間態(tài)很快被轉化為DTT的環(huán)狀氧化結構，從而完成對二硫鍵的還原。
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。這是因為只有脫去質子的硫醇鹽負離子(-S–)才具有反應活性，硫醇(-SH)則沒有;而巰基的pKa一般為~8.3。
應用
DTT的用途之一是作為巰基化DNA的還原劑和去保護劑。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)反應實驗(如DNA在生物感應器中的固定)的效率;而在DNA溶液中加入DTT，反應一段時間后除去，就可以降低DNA的二聚化。
DTT也常常被用于蛋白質中二硫鍵的還原，可用于阻止蛋白質中的半胱氨酸之間所形成的蛋白質分子內或分子間二硫鍵。但DTT往往無法還原包埋于蛋白質結構內部(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
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它的使用壽命。由于質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