化学特性与物理性质

L-半胱氨酸（CAS 52-90-4；分子式C₃H₇NO₂S；分子量121.16 g/mol）是一种含硫的蛋白质原氨基酸。其结构特征是β碳上的活性巯基（–SH）侧链，赋予了其他标准氨基酸所不具备的独特亲核性和氧化还原活性。L-半胱氨酸是天然存在的L-对映体，是蛋白质和代谢途径中生物相关的形式。

该化合物在室温下呈白色至类白色结晶粉末，易溶于水，可溶于稀酸和稀碱，非常适合用于水性缓冲液配制。巯基的pKa约为8.3，意味着在生理pH下以质子化的–SH形式为主，而在较高pH下则去质子化形成活性硫醇负离子（–S⁻）。

由于游离巯基易被氧化，L-半胱氨酸在有氧条件下可通过二硫键二聚形成L-胱氨酸。研究人员应在惰性气氛下或冷藏条件下储存该化合物，并新鲜配制工作溶液以最大程度减少氧化引起的活性损失。

生化作用与重要性

L-半胱氨酸被归类为人体的半必需（条件性必需）氨基酸，即机体可通过转硫途径从甲硫氨酸合成，但在代谢应激、疾病或快速生长的情况下，膳食或外源性补充变得必要。在蛋白质中，半胱氨酸残基发挥着多种不可或缺的作用：

• 二硫键形成：成对的半胱氨酸残基氧化形成共价二硫键，是许多分泌蛋白和膜蛋白（包括抗体和受体蛋白）三维结构和稳定性的关键决定因素。
• 催化活性：亲核巯基直接参与半胱氨酸蛋白酶（如木瓜蛋白酶家族）、泛素连接酶及众多转移酶的催化机制。
• 金属配位：半胱氨酸残基在锌指转录因子、铁硫簇和铜伴侣蛋白中配位锌、铁和铜离子，支撑基因调控和电子传递。
• 谷胱甘肽生物合成：L-半胱氨酸是三肽谷胱甘肽（γ-谷氨酰-半胱氨酰-甘氨酸）合成的限速底物，是细胞主要的低分子量抗氧化剂和解毒剂。

除蛋白质外，L-半胱氨酸还是牛磺酸、辅酶A及气体信号分子硫化氢（H₂S）的前体，进一步扩展了其在代谢、神经传递和血管调节方面的生物学意义。

实验室应用

L-半胱氨酸（货号C108237）广泛应用于多种科研和生物加工工作流程：

• 生化检测中的还原剂：游离巯基在SDS-PAGE或其他变性分析前还原蛋白样品中的二硫键，使蛋白质保持还原状态，防止人为聚集。
• 细胞培养和微生物培养基：L-半胱氨酸常规添加至厌氧菌培养基中作为还原剂以清除溶解氧，支持严格厌氧菌的生长；同时作为半胱氨酸来源用于哺乳动物细胞确定性培养基配方。
• 蛋白质折叠与复性研究：由L-半胱氨酸和L-胱氨酸（或谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽）组成的可控氧化还原缓冲液，用于建立体外从包涵体复性蛋白质时正确形成二硫键所需的氧化环境。
• 酶底物与抑制剂研究：L-半胱氨酸是半胱氨酸脱硫酶、胱硫醚β-合酶及相关酶的天然底物，是对这些靶标进行动力学表征的标准试剂。
• 抗氧化及稳定化应用：添加至敏感试剂配方中，L-半胱氨酸可保护依赖巯基的酶及其他氧化敏感生物分子在储存或操作过程中免于失活。
• 偶联化学：巯基可与马来酰亚胺、碘乙酰胺及其他巯基反应性连接剂选择性反应，使L-半胱氨酸和含半胱氨酸标签的蛋白质成为抗体-药物偶联物和探针定点生物偶联策略的核心试剂。

操作、储存与安全注意事项

研究用量的L-半胱氨酸通常被认为急性毒性较低，但必须遵守标准实验室安全规范。使用前，研究人员应查阅产品（货号C108237）随附的安全数据表（SDS），了解完整的危害信息。

储存：将固体化合物存放于密封容器中，避光、防潮，远离氧化剂。建议在2–8 °C冷藏保存以最大程度减少巯基的氧化降解。在推荐条件下，该化合物在产品标签所示期限内保持稳定。

溶液配制：使用前新鲜配制水溶液。为减少氧化，将L-半胱氨酸溶于脱气或充氮水中，并按需调节pH。对于关键应用，可加入0.1–1 mM EDTA等螯合剂以抑制金属催化的氧化。供细胞培养使用的溶液应通过0.22 µm滤膜过滤除菌。

操作：佩戴适当的个人防护装备，包括手套、护目镜和实验室外套。称量时避免产生粉尘。在通风良好的区域或通风柜中操作。操作后彻底洗手。

不相容性：L-半胱氨酸与强氧化剂、重金属盐和强碱不相容。接触这些物质会破坏巯基或引发其他化学转变，降低试剂效能。

订购与规格

阿拉丁科学提供货号为C108237的L-半胱氨酸。在为您的应用选择适当规格和包装量时，请考虑以下事项：

• 纯度：确认每批次均附有分析证书（CoA）。主要质量指标通常包括含量（滴定法或HPLC法）、比旋光度、灼烧残渣、重金属含量和水分含量。如法规或临床研究对纯度有特定要求，请联系我们的技术支持团队。
• 包装规格：提供多种包装量，适用于小规模学术研究和较大规模生物加工需求。请访问阿拉丁科学官网产品页面，了解当前可用数量和价格。
• 批次间一致性：每个生产批次均按既定质量规格进行检测。特定批次的CoA文件可从产品页面下载或向客服索取。
• 定制需求：如需大批量采购、定制配方或特殊纯度规格，请联系阿拉丁科学客服或您所在地区的销售代表。

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