Полный химический синтез зервамицинов IIВ, меченных стабильными изотопами, с целью изучения их каналообразующих свойств

• Автор: Римави Валид Х. О.
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПЕПТАИБОЛЬГ

2.1. Общая характеристика геитаиболов

2.2. Выделение пептаиболов из культур продуцентов и определение их аминокислотных последовательностей

2.3. Методы получения модифицированных пептаиболов

2.3.1. Микробиологическое получение пептаиболов

2.3.2. Химический синтез пептаиболов

2.3.3. Химикоферментативный способ получения пептаиболов

2.4. Вторичная структура пептаиболов и образование их молекулами ионных каналов в мембранах бактерий
2.5. Роль некоторых аминокислотных остатков в функционировании пептаиболов
2.6. Зервамицины
2.6.1. Гипогезы о моделях ионных каналов, образуемых молекулами зервамицина ИВ
2.6.2. Методы получения изотопно меченых зервамипинов
2.6.2.1. Микробиологический синтез меченых зервамицинов
2.6.2.2. Химический синтез меченых зервамицинов
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Синтез меченных стабильными изотопами аминокислот, входящих в состав зервамицина ИВ
3.1.1. Синтез изотопно меченых глутаминов.
3.1.2. Синтез Хмеченых а,адиалкилироваиных аминокислот изоватина и 2аминоизобутановой кислоты
3.2. Синтез изотопно меченых зервамицинов
3.3. Изучение меченого зервамицина ПВ
с помощью ЯМРСпектроскопии
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Синтез меченных стабильными изотопами
аминокислот, входящих в состав зервамицина ИВ
4.2. Синтез изотопно меченых зервамицинов
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
i а аминоизомасляная кислота
а.о. аминокислотный остаток
бисМЗаминопропил1,7гептиодиамид
ВТ бензотриазолил
Вое йеибутилоксикарбонил
ВОР бензотриазол1илокснтрисдиметиламинофосфоний,
гексафторфосфат 3 1 гидрокси6трифторметилбензотриазол
Сз Ру ВОР 6трифтормстилбензотриазол1 илокси
триспирролидинофосфо1шй. гексафторфосфат корреляционная спектроскопия
диэтиламин
I ди изопропил эти л амин
4диметиламинопиридин
диметилформамид
9флуоренилметилоксикарбонил
9флуоремилметилЛгсукцинимидилкарбонат
НОВТ 1 гидроксибензотриазол
3гидрокси1,2,3бензотриазин4он
Нур 4гидроксипролин
Iv изовалин
лейцинол
М метилморфол и н
v .
октил
пиперазиновый диамид пимелиновой кислоты
i фенилаланинол
РуВгор бромтрис пирролидинофосфоний, гексафторфосфат
триэтиламин
грифторуксусная кислота
I триизопропилсилан
V валинол
бензилоксикарбонил
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В связи с этими структурными особенностями они и получили название пептаиболы от английского слова i, где i от i и о1 от . Пептаиболы продуцируются в основном микроскопическими грибами различных видов, штаммов и мутантов рода i, , ii и др. Пептаиболы способны образовывать потенциалзависимые каналы в цитоплазматических мембранах бактерий, что приводит к нарушению электрохимического баланса мембраны и, как следствие этого, вызывает гибель клетки. Одним из наиболее изученных представителей пептаиболов является зервамицин ИВ. Он представляет собой членный антибиотик, выделяемый из культуры клеток ii , эффективный как против грамноложительных, так и грамотрицательньтх бактерий, но безопасный для эукариотических клеток. В связи с этим он привлекает внимание исследователей как потенциальный лекарственный препарат. Зервамицин ИВ, как и все пептаиболы, образует в мембранах бактерий потенциалзависимые ионные каналы. Однако механизм действия этих каналов до конца ещ не ясен. Для конструирования новых аналогов антибиотика, обладающих улучшенными свойствами растворимость, устойчивость и т. Согласно существующим на сегодняшний день моделям каналы формируются из агрегатов молекул антибиотика, стабилизированных водородными связями между остатками i1 и Нур Однако эти модели, основанные на кристаллической структуре антибиотика и на эмпирических молекулярных расчетах, не дают полных ответов на нее вопросы, связанные с функционированием ионных каналов зервамицина II. Исключительно ценную информацию на этот счт можно получить, исследуя меченные стабильными изотопами образцы антибиотика в фосфолилидных бислоях с помощью изотопночувствительной техники, в частности, ЯМРспектроскопии. В связи с этим представлялось весьма актуальным синтезировать зервамицин ИВ, содержащий стабильные изотопные метки в различных положениях пептидной цепи с целью изучения его структуры с помощью ЯМРспектроскопии. Представленная работа является частью исследований, проводимых в Московской Государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Цель работы. Синтез 5, С и 2Нмеченых глутаминов, 4изовалина и 2аминоизобутановой кислоты, а также полный химический синтез меченных стабильными изотопами зсрвамицинов II с целью исследования структуры зервамицина ИВ с помощью ЯМРспектроскопии. Научная новизна и практическая ценность работы Разработаны подходы к препаративному синтезу изотопно меченых аминокислот, входящих в состав пептаибольного антибиотика зервамицина IIВ. Синтезированы глутамины, содержащие 5, ьС и 2Н изотопные метки из соответствующих глутаминовых кислот с помощью фермента глутаминсинтетазы с выходами . Получены Гчтизовалин и 2аминоизобутановая кислота с выходами и , соответственно. Впервые получены 3 и 4Сглутамины. При анализе спектров НЯМР Немеченых глутаминов показано, что наличие Сизотопа в 3 и 4 положениях i приводит к расщеплению сигналов протонов в соответствующих положениях с константой спинспинового взаимодействия, равной 8 Гц. Изучен применительно к а5Ыаминоизобутановой кислоте метод получения а,адиалкилированиых аминокислот но Штрекеру. Показано, что при синтезе аминокислот, исходя из смешивающихся с водой кстонов, существенным фактором является наличие органической фазы. Выявлен необычный путь получения аминокислот из кетонов и производных синильной кислоты без добавления соединений аммония. Оптимизирован трехстадийный метод синтеза 54изовалина исходя из 2бутанона через получение промежуточного , . ДТСС 5, содержащих специфическую амидазу. Синтезированы зервамицииы II, содержащие Ыметку в положении остатков i в 3 и положениях пептидной цепи антибиотика по оригинальной схеме. При этом показано, что в пептидном синтезе с использованием ВОР в качестве активирующего реагента боковая амидная функция i не нуждается в защите. Разработана методология для синтеза Сконцевого фрагмента зервамицина II, исходя из фенилаланинола со свободной спиртовой функцией. Отработаны условия удаления группы с помощью раствора I в смеси растворителей диоксанметанолвода, при которых не происходит разрушение связи РгоРЫ.