Ditiotreitol

O ditiotreitol (DTT) é o nome común dunha pequena molécula que actúa como axente redox tamén coñecida como reactivo de Cleland.^[2] A fórmula do DTT é C₄H₁₀O₂S₂ e a estrutura química dun dos seus enantiómeros na súa forma reducida móstrase á dereita; a súa forma oxidada é un anel de 6 membros cunha ponte disulfuro (que se mostra máis abaixo). O reactivo é utilizado comunmente na súa forma racémica, xa que ambos os enantiómeros son reactivos. O seu nome deriva do nome do azucre de catro carbonos treosa. O DTT ten un composto epímero chamado ditioeritritol (DTE).

Ditiotreitol[1]
Outros nomes (2S,3S)-1,4-Dimercaptobutano-2,3-diol (xa non recomendado) D-treo-1,4-dimercaptobutano-2,3-diol D-treo-1,4-dimercapto-2,3-butanodiol 1,4-Ditio-D-treitol reactivo de Cleland Reductacril PIN: (2S,3S)-1,4-Bis(sulfanil)butano-2,3-diol
Identificadores
Número CAS	3483-12-3
PubChem	446094
ChemSpider	393541
UNII	T8ID5YZU6Y
DrugBank	DB04447
ChEBI	CHEBI:42170
ChEMBL	CHEMBL406270
Imaxes 3D Jmol	Image 1
SMILES C([C@H]([C@@H](CS)O)O)S
InChI InChI=1S/C4H10O2S2/c5-3(1-7)4(6)2-8/h3-8H,1-2H2/t3-,4-/m1/s1 Key: VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N InChI=1/C4H10O2S2/c5-3(1-7)4(6)2-8/h3-8H,1-2H2/t3-,4-/m1/s1 Key: VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMBU
Propiedades
Fórmula molecular	C4H10O2S2
Masa molar	154,25 g mol−1
Aspecto	Sólido branco
Punto de fusión	42–43 °C; 108–109 °F; 315–316 K
Punto de ebulición	125–130 °C; 257–266 °F; 398–403 K
Solubilidade en auga	Soluble
Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

Axente redutor

O DTT é un axente redutor. Unha vez oxidado, forma un anel estable de seis membros cunha ponte disulfuro interna. Ten un potencial redox de −0,33 V a pH 7.^[1] A redución dun enlace disulfuro típico realízase por medio de dúas reaccións de intercambio tiol-disulfuro secuenciais e ilústrase máis abaixo. A redución xeralmente non se detén na segunda especie de disulfuro porque o segundo tiol do DTT ten unha alta propensión a pechar o anel, formando o DTT oxidado e deixando unha ponte disulfuro reducida. O poder redutor do DTT está limitado a valores de pH por riba de 7, xa que só a forma tiolato cargada negativamente, -S⁻, é reactiva (a forma tiol protonada -SH non); o pKa dos grupos tiol é 9,2 e 10,1.

Redución dunha ponte disulfuro típica polo DTT por medio de dúas reaccións de intercambio tiol-disulfuro secuenciais.

Aplicacións

O DTT utilízase como axente redutor ou "desprotector" para o ADN tiolado. Os átomos de xofre terminal de ADN tiolado teñen unha tendencia a formar dímeros en solución, especialmente en presenza de oxíxeno. O dímero xeralmente rebaixa moito a eficiencia de reaccións de acoplamento subseguintes como a inmobilización do ADN en ouro en biosensores. Normalmente o DTT é mesturado cunha solución de ADN e déixase que reaccione e despois é eliminado por filtración (para o caso do catalizador sólido) ou por cromatografía (para a forma líquida). O procedemento de eliminación do DTT adoita chamarse "desalgado". Xeralmente, o DTT é utilizado como axente protector que impide a oxidación de grupos tiol.

O DTT é utilizado frecuentemente para reducir as pontes disulfuro de proteínas e, máis xeralmente, para impedir a formación de pontes disulfuro intramoleculares e intermoleculares entre os residuos de cisteína das proteínas. Porén, incluso o DTT non pode reducir as pontes disulfuro enterradas na parte máis interna da molécula (inaccesibles ao solvente), polo que a redución de pontes disulfuro é ás veces levada a cabo en condicións de desnaturalización (por exemplo, a altas temperaturas, ou en presenza dun forte desnaturalizante como o cloruro de guanidinio 6 M, a urea 8 M ou o dodecil sulfato sódico ao 1%). O DTT é usado algunhas veces xunto co dodecil sulfato sódico na SDS-PAGE para desnaturaliar máis as proteínas ao reducir as súas pontes disulfuro e permitir así unha mellor separación das proteínas durante a electroforese. Debido á súa capacidade de reducir as pontes disulfuro, o DTT pode usarse para desnaturalizar o CD38 nos glóbulos vermellos. Inversamente, a exposición ao solvente de diferentes pontes disulfuro pode ensaiarse tendo en conta a súa velocidade de redución en presena de DTT.

O DTT pode tamén utilizarse como axente oxidante, para o que ten certas vantaxes en comparación con outros axentes como o glutatión. En moi raros casos, pode formarse un aduto do DTT, é dicir, os dous átomos disulfuro do DTT poden formar pontes disulfuro en diferentes átomos de xofre; en tales casos, o DTT non pode ciclarse, xa que non queda ningún tiol libre.

Propiedades

Debido á oxidación causada polo aire, o DTT é un composto relativamente inestable cuxa vida útil pode ser ampliada por refrixeración e manexado nunha atmosfera inerte. A oxidación presenta outras complicacións, xa que o DTT oxidado mostra un forte pico de absorbancia a 260 nm. Xa que os tioles son menos nucleofílicos que as súas bases conxugadas, os tiolatos, o DTT convértese nun nucleófilo menos potente a medida que o pH diminúe. O (2S)-2-amino-1,4-dimercaptobutano (ditiobutilamina ou DTBA) é un novo axente redutor ditiol que en parte supera esta limitación do DTT.^[3] O Tris(2-carboxietil)fosfina (TCEP) é un axente redutor alternativo que é máis estable e efectivo a pH baixo.

A vida media do DTT é de 40 horas a pH 6,5 e 1,4 horas a pH 8,5 e 20 °C e diminúe máis co incremento de temperatura. A presenza de EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) como quelador de ións metálicos divalentes (Fe²⁺, Cu²⁺ e outros) incrementa considerablemente a vida media do DTT en solución.^[4]