還原劑（Reducing Agents）產(chǎn)品專題：BME、DTT、DTE、TCEP、GSH

基本介紹：

還原劑（Reducing agents）主要用于還原蛋白和多肽中的二硫鍵，也可用來(lái)降低蛋白聚集從而利于蛋白結(jié)晶。還原劑通常會(huì)與樣本中的金屬離子反應(yīng)，導(dǎo)致還原劑性能降低。條件允許情況，可在體系中加入金屬螯合劑如EDTA，以去除所有不必要的金屬離子。然而，某些實(shí)驗(yàn)有些酶功能的激活離不開(kāi)金屬離子。像BME對(duì)銅離子、鈷離子和許多磷酸鹽緩沖液很敏感。DTT對(duì)鎳離子很敏感，因此，進(jìn)行鎳離子相關(guān)的親和純化實(shí)驗(yàn)要注意。還原劑的種類非常多。

生物化學(xué)和分子生物學(xué)中，常用的有BME（β-Mercaptoethanol，β-巰基乙醇），二硫蘇糖醇（DTT）和二硫赤蘚糖醇（DTE），和三-(2-甲酰乙基)膦鹽酸鹽（TCEP-HCl），目前來(lái)說(shuō)最受歡迎的莫過(guò)于DTT，已逐漸替換傳統(tǒng)的BME；而TCEP作為新開(kāi)發(fā)的還原劑，也以更佳的穩(wěn)定性、更廣的兼容性，和更高的還原能力，慢慢被科研工作者所重視，來(lái)替換DTT。

細(xì)胞生物學(xué)研究中，常用的為GSH（Glutathione, Reduced），一種極其重要的抗氧化劑，用以保護(hù)細(xì)胞和組織免受活性氧導(dǎo)致的損傷。GSH/GSSG比率是用來(lái)反映細(xì)胞和組織氧化應(yīng)激的重要指標(biāo)之一。

幾種還原劑的特征描述：

1. 巰基乙醇（β-Mercaptoethanol，β-ME，BME）

典型特征：只含有一個(gè)巰基，還原性最差，還原作用只能維持2-3天，揮發(fā)性強(qiáng)。1970年前廣泛使用，由于惡臭（臭雞蛋味），之后迅速被DTT替代。溶液中BME一旦接觸空氣會(huì)迅速被氧化成一個(gè)二硫化物，特別堿性pH環(huán)境。正由于這一特性，BME廣泛用來(lái)保護(hù)蛋白，特別是酶，保持其活性。加入過(guò)量BME（通常0.01M）能維持蛋白巰基處于還原態(tài)。

應(yīng)用：通常以5%濃度加入SDS-PAGE凝膠的上樣緩沖液。裂解分子間（亞基間）的二硫鍵從而使蛋白質(zhì)亞基在SDS-PAGE上各自分開(kāi)。裂解分子內(nèi)（亞基內(nèi)）的二硫鍵使亞基完全變性，從而保證每個(gè)肽按照其鏈長(zhǎng)遷移而不受二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響。

2. 二硫蘇糖醇（Dithiothreitol，DTT）

典型特征：含有二個(gè)巰基，還原性強(qiáng)于BME，作用能維持3-7天，揮發(fā)性弱。兩者作用相似，但DTT的刺激性和毒性都低于β-巰基乙醇，且粉末的穩(wěn)定性也高于β-巰基乙醇。DTT的最佳工作pH范圍為7.1-8.0，其在pH 6.5-9.0內(nèi)都具有活性。通常情況，使用DTT (100 mM)所需的濃度是使用β-ME(5% v/v, 700 mM)所需濃度的七分之一。

應(yīng)用：

1）用作還原劑（通常用來(lái)還原蛋白和多肽中的二硫鍵，防止蛋白半胱氨酸殘基鏈間和鏈內(nèi)的二硫鍵形成。）；

2）用作抗氧化劑（保護(hù)活細(xì)胞免受離子輻射的傷害）；

3）用作巰基化DNA的還原劑（巰基化DNA末端的硫原子在溶液中趨向于形成二聚體，特別是氧氣存在情況。二聚化能明顯降低后續(xù)偶聯(lián)反應(yīng)的效率，比如生物傳感器金離子上的DNA固定化）；

4）保持谷胱甘肽處于還原態(tài)；

5）用作解毒劑（antidote）維持解毒系統(tǒng)的活性；

6）參與細(xì)胞代謝比如囊泡形成，細(xì)胞形態(tài)特征，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路（激素樣作用）等；

7）用在如胱氨酸貯積癥，或由于離子或金屬毒性導(dǎo)致的疾病治療過(guò)程中。

3. 二硫赤蘚糖醇（Dithioerythritol，DTE）

典型特征：DTE是DTT的差向異構(gòu)體（epimer），結(jié)構(gòu)比較見(jiàn)下。

應(yīng)用：同DTT，DTE也是一種優(yōu)秀的還原劑，其還原性可能稍稍弱于DTT。 

4. 三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽（TCEP-HCl）

典型特征：TCEP，還原性最強(qiáng)，作用可維持2-3周。pH范圍廣，且無(wú)臭味。且兼容性好。在很多應(yīng)用大已慢慢的替代DTT。

應(yīng)用：

1）用作還原劑（通常用來(lái)還原蛋白和多肽中的二硫鍵，防止蛋白半胱氨酸殘基鏈間和鏈內(nèi)的二硫鍵形成）；

2）用作許多重金屬離子如Zn(II)、Cd(II)、Pb(II)和Ni(II)的螯合劑。

以下表1，是對(duì)DTT&TCEP的特征和功能的一一比較：

產(chǎn)品訂購(gòu)：

5. 還原型谷胱甘肽（Glutathione, Reduced，GSH）

基本描述：

谷胱甘肽（Glutathione），一種小分子巰基多肽，在人體內(nèi)以兩種形式存在，還原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG），兩者在相應(yīng)的生理反應(yīng)和酶催化下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，GSH/GSSG比率常用作反映細(xì)胞和組織氧化應(yīng)激的一種重要指標(biāo)。

還原性谷胱甘肽，英文名Glutathione, Reduced，縮寫為GSH，CAS NO. 70-18-8，普遍存在于動(dòng)植物、真菌、一些細(xì)菌和古生菌中的一種重要抗氧化劑，保護(hù)細(xì)胞免受活性氧比如自由基、氧化物和脂質(zhì)過(guò)氧化物造成的損傷。GSH是一種內(nèi)源性三肽，發(fā)現(xiàn)于生物體內(nèi)最主要的一種非蛋白硫醇，可提供電子還原細(xì)胞質(zhì)蛋白通過(guò)半胱氨酸殘基連接形成的二硫鍵，維持蛋白的還原狀態(tài)。此過(guò)程中GSH也被氧化為GSSG。之后，通過(guò)谷胱甘肽還原酶（GS）的作用，以NADPH為電子供體，GSSG又被還原為GSH。GSH具有多種代謝、調(diào)控和保護(hù)功能。還可用作乙二醛酶I的抑制劑。

應(yīng)用：

GSH用作還原劑，主要的功能也體現(xiàn)在細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中。見(jiàn)下：

1. 保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激帶來(lái)的損傷，使得胞內(nèi)和胞內(nèi)都保持在一種良好的氧化還原狀態(tài)。提供還原當(dāng)量再生巰基化合物和抗氧化劑，同時(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)氧化物到水或醇中。氧化型谷光氨肽（GSSG）能被谷胱甘肽還原酶快速還原，在正常的體內(nèi)或者血清中幾乎沒(méi)有氧化形式的GSSG存在。

2. 谷胱甘肽是許多硒化蛋白的首選底物，在胞內(nèi)和胞外環(huán)境起到解毒功能，通過(guò)將過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為水，或者將有機(jī)過(guò)氧化物轉(zhuǎn)化為水和有機(jī)醇。若是不能去除，這些氧化物和過(guò)氧化氫最終會(huì)形成反應(yīng)性的羥基、過(guò)氧和烷氧自由基。

3. 谷胱甘肽還原胱氨酸和半胱氨酸混合的二硫化物，產(chǎn)生半胱氨酸。保證半胱氨酸用作一種底物以形成蛋白，以及谷胱甘肽。

4. 谷胱甘肽再生抗血酸鹽，一種重要的維生素，參與銅離子動(dòng)員，細(xì)胞貼壁，氨基酸代謝和抗氧化。間接有利于維持細(xì)胞膜的抗氧化活性。

5. 谷胱甘肽通過(guò)谷光氨肽S-轉(zhuǎn)移酶的作用，對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化和/或糖氧化過(guò)程中產(chǎn)生的醛類進(jìn)行解毒；

6. 谷胱甘肽可能用作一種非毒性和穩(wěn)定的半胱氨酸儲(chǔ)存池，以進(jìn)行蛋白合成；

7. 保證胞內(nèi)蛋白巰基基團(tuán)的還原態(tài)，從而有利于蛋白的分泌表達(dá)；

8. 某些細(xì)胞使用特殊的氨基酸膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，其活性依賴γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶。谷胱甘肽是其首選底物，有利于轉(zhuǎn)運(yùn)其他氨基酸進(jìn)入細(xì)胞。

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