Физико-химическое исследование процессов комплексообразования и окислительной деструкции индолил-3-уксусной кислоты

• Автор: Щелочков, Алексей Георгиевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 151 с.

СОДЕРЖАНИЕ Лист

Перечень условных обозначений.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Биосинтез индолил3уксусной кислоты ИУК.

1. 1.1. Общая характеристика путей биосинтеза ИУК.

1.1.2. Роль и особенности биосинтеза ИУК микроорганизмами

1.2. Физиологические процессы с участием ауксинов.

1.2.1. Молекулярное распознавание и рецепция ауксинов

в растительной клетке.

1.2.2. Физиологическое действие ауксинов

1.2.3. Механизмы инактивации ИУК
1.3. Окислительный распад ИУК и родственных соединений
1.3.1. Ферментативное окисление.
1.3.2. Химическое и фотохимическое окисление
1.3.3. Роль железаШ в окислительной деградации ИУК и
родственных соединений
1.4. Взаимодействие ионов металлов с ауксинами в химических
и биологических системах
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Перечень использованных реактивов
2.2. Подготовка образцов
2.2.1. Приготовление растворов нитрата железаШ
2.2.2. Получение комплексов железаШ.
2.2.3. Окисление ИУК в присутствии железаШ и выделение продуктов окисления.
2.3. Методы исследования
2.3.1. Элементный микроанализ.
2.3.2. Термогравиметрический анализ.
Ф 2.3.3. Электронная спектроскопия
2.3.4. Колебательная спектроскопия
2.3.5. Спектроскопия ЯМР 1II
2.3.6. Мессбауэровская спектроскопия ЯГР
2.3.7. Хроматомассспектрометрия.
2.3.8. Рентгенофазовый анализ.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Изучение взаимодействия железаШ в водных растворах
с ИУК и ее производными методом спектроскопии ЯГР.
3.1.1. Взаимодействие железаШ с ИУК в водных растворах
3.1.2. Взаимодействие железаШ с индолил3алкановыми кислотами в водных растворах
3.2. Идентификация состава твердых фаз комплексов железаШ.
3.2.1. Состав комплекса ИУК с железомШ
3.2.2. Состав комплекса ИМК с железомIII
Ш 3.3. Результаты и обсуждение данных инструментальных методов
3.3.1. Спектроскопия ЯГР комплексов железаШ.
3.3.2. Термогравгшетри ческий анализ
3.3.3. Колебательная спектроскопия
3.3.4. Электронная спектроскопия
3.3.5. Спектроскопия ЯМР 1И.
3.3.6. Рентгенофазовый анализ.
3.4. Изучение неферментативной окислительной деструкции
ИУК в присутствии железаШ в водной среде
3.4.1. Выделение и характеристика комплекса железаШ с продуктом окисления ИУК.
3.4.2. Выделение и характеристика других продуктов
окисления ИУК в водной среде
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ
Список публикаций автора по теме диссертации.
Благодарности
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ИУК, некоторых других производных индола индолил3алкановых кислот и метаболически и структурно родственных соединений использованных для более четкого выявления влияния различий в структуре на химические свойства и поведение с ионами железаШ, в том числе с образованием комплексов. Кроме этого, были выделены и исследованы продукты неферментативной химической окислительной деструкции ИУК, образующиеся в водных средах в присутствии железаШ. VVi, колебательную ИК и и ядернорезонансную спектроскопию ЯГР, ЯМР, хроматомассспектрометрию, а также препаративную колоночную хроматографию и элементный микроанализ. В связи с широкой распространенностью индолил3уксусной кислоты ИУК и других ауксинов индольной природы в растениях . Со V, i, их значение в природе трудно переоценить. В частности, для ассоциированных с растениями почвенных бактерий, которые могут оказывать существенное стимулирующее влияние на рост и развитие растенияхозяина, способность продуцировать и выделять ИУК во внешнюю среду считается одним из важнейших составляющих эффективного растительнобактериального симбиоза, в котором молекулам ИУК, помимо фиторегулирующего действия, отводится роль взаимно сигнальной молекулы i ii . Очевидно, что любой химический процесс с участием данной сигнальной молекулы, например, в ризосфере почв, может косвенно оказывать влияние и на ассоциативные взамодейсгвия в системе растение микроорганизмы, а также, непосредственно влияя на внеклеточный фитогормональный пул, сказываться на интенсивности роста и развития растений. Актуальность исследования процессов взаимодействия ИУК с ионами металлов и, в частности, железа, являющегося одним из наиболее распространенных и биологически важных микроэлементов i i, , определяется как химическими особенностями данных процессов, так и исключительно важной ролью, которую они играют в разнообразных биологических системах. Так, химическое взаимодействие ИУК наряду с некоторыми другими структурно родственными соединениями в слабокислых водных средах с железомШ может приводить к его восстановлению до более биологически доступного железаП, что имеет определенное экологическое значение для кислых почв Камнев, v . V x , . Для биологических систем следует, вопервых, отметить способность ИУК существенно увеличивать скорость переноса катионов металлов через модельные фосфолипидные мембраны . Вовторых, комплексы ряда лантаноидов 3 с ИУК состава ЬпЬзЗРЬО где индолил3ацетат в концентрациях порядка 5 М и ниже, по литературным данным i . ИУК или хлориды соответствующих металлов, что указывает на синергизм их действия в комплексах. Втретьих, взаимодействие ауксина с ионом металла в ауксинсвязывающем центре белка АВР1 xiii i I, который, по современным представлениям, является одним из наиболее вероятных рецепторов ауксина в растениях i, . ИУКкислород с последующим переходом ферриформы фермента 3 в ферроформу 2 . Существенно также, что у растительных пероксидаз имеются непосредственно прилегающие к гемовому комплексу определенные области аминокислотных последовательностей, структурно аналогичные соответствующим областям, имеющимся во всех известных ауксинсвязывающих белках см. Данные области как в случае , так и в
случае растительных пероксидаз, очевидно, отвечают за структурно специфичное связывание ИУК. Кроме этого, в последние годы активно исследуются анти и прооксидантные свойства производных индола, включая ИУК СИуап М а1. КагЬоушк ег а. Ро1кез V, как новые направления, перспективные для противоопухолевой терапии и других областей медицины. Таким образом, важность выяснения химизма комплексообразования ИУК и родственных соединений и их химическиого окисления в водных средах, а также недостаток литературных данных в этой области обусловили выбор цели и задач данного исследования. ИУК в присутствии железаШ с помощью ряда современных инструментальных физикохимических методов. Сравнительное исследование окислительновосстановительных процессов, протекающих в водных растворах ИУК и ряда ее структурных аналогов индолил3алкановые кислоты в аэробных условиях в присутствии железаШ методом спектроскопии ЯГР. Исследование комплексных соединений, образующихся в железоШсодержащих водных растворах ИУК и ее структурных аналогов выделение и идентификация комплексов.