Теоретическое исследование аденозина и его изостерных аналогов как субстратов и ингибиторов аденозиндезаминазы млекопитающих

• Автор: Зарубин, Юрий Павлович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 171 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Исследование механизма дезаминирования аденозина и его аналогов в активном центре аденозиндсзаминазы млекопитающих
1.2. Конформационные параметры молекул пуриновых нуклеозидов и их аналогов. Система обозначений.
1.3. Структурные и конформационные требования к аналогам аденозина, необходимые для их ферментативного дезаминирования
1.4. Теоретические исследования аденозина и его аналогов как антагонистов и ингибиторов аденозиндезаминазы млекопитающих

1.5. Теоретические исследования аденозина и его изостерных

аналогов .

ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.1. Распределение зарядов и типов конформаций энергетических минимумов в молекулах и 1катионах нуклеозидов.
2.2. Анализ распределения электростатических потенциалов
в молекулах и 1катионах нуклеозидов
2.2.1. Аденозин и его аза и деазааналоги
2.2.2. Азадеазааналоги аденозина
2.2.3. Диаза, дидеаза, диазадеаза и азадидеазааналоги аденозина .
2.2.4. 1,3,7Тридеаза и различные 4аза9деазааналоги аденозина
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Построение исходных структур молекул нуклеозидов и их
1 Якатионов
3.2. Расчт зарядов на атомах в молекулах нуклеозидов и их
1 Якатионов.
3.3. Расчт поверхностей потенциальной энергии для исследуемых структур молекул нуклеозидов и их I Якатионов
3.4. Нахождение энергетически устойчивых структур молекул нуклеозидов и их 1 Якатионов и определение их геометрических параметров.
3.5. Расчт изоповерхностей электростатических потенциалов для конформационно активных структур молекул нуклеозидов
и их 1 Якатионов
3.6. Расчт сродства к протону для конформационно активных структур молекул нуклеозидов
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Отклонения содержания АДА от нормы в различных тканях организма, носящие генетический характер, приводят к двум различным энзимопатиям. Структуры инозина и 2деоксиинсгтд приведены ала лактнмной формы. I v i iii. В случае избытка АДА в эритроцитах в раз больше нормы возникает гемолитическая анемия, при которой снижен биосинтез , , и других нуклеотидов, для которых является предшественником 4. На протяжении последних лет ведутся интенсивные исследования в области синтеза и изучения субстратных свойств различных аналогов в отношении данного фермента. Интерес к ингибиторам АДА обусловлен их возможностью влиять на концентрацию в тканях организма, рост и функции лимфоцитов, а также усиливать химиотерапевтическое действие аналогов 5. Например, такие соединения, как i92гндрокси3Янониладснш1 и 8Л2дсзоксикоформицин рис. Рис. ЕНА эшюю925гидрокси3нониладенин 8Я2 дезокси кофор ми ци н. Для ряда ингибиторов АДА были установлены цитотоксическое действие 7, противоопухолевая и противовирусная активность , , , в частности, против ВИЧ . ОМ . В результате многочисленных исследований был обоснован возможный механизм реакции дезаминирования и его аналогов в активном центре АДА как реакции нуклеофильного замещения цннкактнвированной молекулой воды амино или другой функциональной группы в положении 6 гетероциклическою остатка но механизму . Он был предложен впервые в работа . Авторами было установлено, что АДА обладает дехлороназной активностью, катализируя отщепление хлоридиона от 6хлоропуринрибонуклеозида с образованием стехиометрических количеств инозина и хлоридионов рис. Эти данные указывают на наличие одного активного центра в молекуле фермента, ответственного как за дезаминирование, так и за дехлорирование. Рис. Несколько позже другой группой исследователей были получены сходные данные в отношении других аналогов . Был сделан вывод, что АДА катализирует нуклеофильное замещение в положении 6 пуринового гетероцикла. Позднее были определены Ка, и Vx гидролиза и его замещнных аналогов . Изучение зависимости Кт от указывает на существование у фермента диссоциирующих ii с рА 5. Аа 5. Значительные колебания величин КГЙХ с различными субстратами пока
зывают, что конечный гидролиз общего промежуточного продукта не является этапом, лимитирующим скорость реакции. В последующих работах , было показано, что для связывания с активным центром фермента необязательно присутствие ЖТгруппы в положении 6 остатка пурина. Замена атома водорода в положении 2 на Ж, ОН или СНзгруппу приводит к уменьшению КОбнаруживается корреляция между основностью при атоме азота 1 пуринового гетероцикла и К, независимо от природы заместителя. Введение в положение 6 ЛЬгруппы приводит к потере ингибирующих свойств . Зависимость величины Кт от химической структуры субстратов и величины К, для ингибиторов от их структуры показывает, что важным фактором, определяющим связывание с активным центром фермента, является основность атома азота 1 . В работе по результатам кинетических исследований методом остановленной струи ингибиторы АДА впервые были разделены на 3 группы по характеру их связывания с этим ферментом. К первой группе отнесены ингибиторыаналоги основного состояния субстрата, для которых характерно очень быстрое ингибирование при различной прочности связывания Кл 0. М, например, пуринрибонуклеозид. Во второй группе представлены ингибиторы типа эрмшю925гидроксн37гнониладеннна, которые ингибируют АДА, быстро образуя с ней комплексы, претерпевающие затем медленные конформационные изменения. Третью группу составили ингибиторы аналоги переходного состояния типа коформицина, очень медленно образующие первичный комплекс с АДА, который посредством конформационных изменений превращается в более прочный ассоциат К 1 пМ5 мкМ. На основании полученных данных сделан вывод о том, что активный центр фермента имеет структуру, приспособленную для связывания основного состояния субстрата, последующий переход к промежуточному комплексу сопровождается некоторой перестройкой этой структу ры.