Циклометаллированные комплексы платины(II) и палладия(II) как биомитирующие катализаторы гидролиза производных аминокислот

• Автор: Курзеев, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Искусственные пептидазы на основе комплексов платины и палладия
1. Механизм действия комплексов платины((П) и палладия(П)
расщеплении амидных связей
2. Каталитически активные комплексы Рс1(11) и 14(11).
3. Расщепление амидных связей в пептидах, содержащих метионин и цистеин.
3.1. Расщепление комплексами РЩЙ.
3.2. Расщепление комплексами Рс1(П).
3.3. Механизм гидролиза
3.4. Каталитически активные комплексы.
3.5. Эффекты растворителей.
3.6. Количество каталитических циклов
4. Расщепление гистидин-содержащих пептидов.
4.1. Связывание комплексов платины(П) и палладия(П) с гистидиновыми остатками.
4.2. Гидролиз комплексами палладия(П).
4.3. Эффекты кислотности среды и идентификация
каталитически активных комплексов.
4.4. Влияние на катализ уходящих групп.
4.5. Количество каталитических циклов
4.6. Расщепление амидных связей, содержащих С- и Ы-концы гистидинового остатка
5. Расщепление амидных связей в триптофан-содержащих пептидах.
6. Гидролиз пептидных связей в белках.
6.1. Расщепление полипептидов различных конформаций.
6.2. Специфическое расщепление цитохрома С
6.3. Расщепление миоглобина
7. Заключение
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Материалы и методы.
1.1. Реагенты
1.2. Приборы

1.3. Синтез веществ
1.3.1. Синтез циклометаллированных комплексов
1.3.2. Синтез производных аминокислот
1.3.3. Синтез орто-металлированных комплексов, б-связанных
с п-нитрофениловым эфиром АЫ-ВОС-Г-метионина.
2. Кинетические исследования.
2.1. Гидролиз орто-металлированных комплексов, содержащих ^-связанный п-нитрофениловый эфир (V-1- В ОС -Д-метионина.
2.2. Гидролиз п-нитрофениловых эфиров производных метионина
и У-метилцистеина под действием орто-палладированных комплексов.
2.3. Гидролиз К- и 8- стереоизомеров п-нитрофенилового эфира .V-СВ 2 - Л Сй ЦК К а ПОД Д£йСТБК£М МОНОмс^йзийаНКЫХ пиридином Я- и 8- изомеров орто-палладированного
ДА-диметил-1 -фенилэтилам и на (10с и 10Ь).
3. Компьютерное моделирование.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
1. Механизм палладирования первичных бензиламинов.
1.1. Кинетика образования [РсфОАсДОэаНД]
1.2. Кинетика образования орто-палладированного
бензиламина из [Рс^АсОДСЬаНД]
1.3. Обсуждение механизма реакции
2. Гидролиз производных аминокислот под действием
циклометаллированных соединений 14(11) и Р<1(П).
2.1. Водный гидролиз п-нитрофенилового эфира У-третбутилоксикарбонил-метионина, 5-связанного с
орто-металлированными комплексами платины(П) и палладия(П)
2.2. Роль удаленности б-донорного центра в катализируемом палладациклами гидролизе эфиров аминокислот
2.3. Каталитическая активность палладакомплексов на основе первичных бензиламинов при гидролизе метионинового эфира.
2.4. Циклопалладированные комплексы как стереоселективные катализаторы.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА.
ПРИЛОЖЕНИЕ. Структурные формулы изученных соединений.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.
• Ас - ацетил
«А1а - аланин
АГ£ - аргинин
Аэп - аспарагин
Азр - аспарагиновая кислота
№е - норлейцин
ЬаН - бензиламин
ВКР8-скатол - 3-бромо-3-метил-2-(2'-нитрофенилсульфенил)-индоленин
Ьру - 2,2'-бипиридин
свг - карбоксибензоил
Су в - цистеин
СІІЄП - диэтилентриамин
о. О О - 1,5-дитиоциклооктан
і сксо-ОН -1,5-дитиоциклооктан-3 -ол
еп - этилендиамин
• Щи - глутаминовая кислота
Щп - глутамин
■С1у - глицин
•НІ5 - гистидин
-Не - изолейцин
- Ьеи - лейцин
Ьув - лизин
• Ме - метил
МеСИ - ацетонитрил
я МеСув - Б-метилцистеин
< Мй - метионин
ОАс - ацетат
РЬ - фенил
* РЬе - фенилаланин
•так - общая концентрация палладия в реакционной смеси
*Рго - пролин
*РУ - пиридин
*8аг - А^-метилглицин
- додецил-сульфат натрия
пептид находится преимущественно в форме а-спирали. В обеих конформациях пептида катализатор [Р(3(еп)(Н10)]2+ связывается с аминокислотными остатками №ь5 и Шз9. Это не оказывает влияния на неупорядоченную структуру пептида, но стабилизирует структуру пептида, находящегося в виде а-спирали, что обуславливается плоскоквадратной конфигурацией катализатора [54]. Для обеих конформаций пептида региоселективность действия катализатора одинакова, и расщепляется только амидная связь, предыдущая связи, образованной И-концом Шя5 (УЗ-Р4) [53].
Расщепление идет быстрее для неупорядоченного пептида (^„абл=1,5х10‘4 мин"1), чем для пептида, находящегося в форме а-спирали (£„абл=5х10"6 мин"1).
Тридцатикпатное увеличение константы скорости может являться результатом либо неупорядоченной конфигурации белка, либо повышенной температуры. Для того, что бы выявить степень влияния температуры и конформации пептида на скорость реакции расщепления, трипептид Ас01у-01у-Н1з подвергался гидролизу при 22 и 40 °С в отсутствие ТФЭ и при 40 °С в присутствии 50% ТФЭ. Поскольку конформация трипептида не зависит от ТФЭ, стала возможна независимая оценка вклада влияния температуры и влияния ТФЭ на скорость реакции гидролиза. Во всех случаях расщеплялась только связь 01у-Ц1у. Константы скорости гидролиза при 40 °С не зависят от ТФЭ. Кроме того, константы скорости гидролиза трипептида и полипептида при 22 °С одинаковы, то есть наличие или отсутствие конформации а-спирали не влияет на скорость гидролиза. Таким образом, в данном случае общая конформация полипептида не влияет на селективность и скорость расщепления его пептидных связей.
6.2. Специфическое расщепление цитохрома С
Цитохром С представляет из себя белок из 104 аминокислотных остатков с молекулярной массой 12.4 кДа. Молекула содержит пять мест для координации комплексов платины и палладия - три гистидиновых остатка и два метиониновых. Изучено расщепление молекулы цитохрома С в кислой среде в присутствии [Рс1(еп)(Н20)2]2+, [РсКН2О)з(0Н)]+, [Рс1(с11со)(Н20)2]2+, [Рс1(сЙсо-ОН)(Н20)2]2+ [19].
Процесс проводили в растворах разных кислот. Во всех случаях в результате образовывался фрагмент приблизительной массы 10 кДа, что было показано методом электрофореза в вИв полиакриламинном геле (рис. 7).