Механизмы фотоиндуцированного взаимодействия функциональных групп белков с реагентами на основе 4-азидофенилфосфата и 4-азидо-2,3,5,6-тетрафторбензойной кислоты

• Автор: Алексеев, Павел Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Аффинная модификация биополимеров фосфорилирующими реагентами и реагентами на основе 4азидоарилфосфата и перфторарилазида
1 1 Аффинные реагенты с фосфорилирующей реакционноспособной группой и группой, потенциально способной к фосфорилированию

1 1 1 Фосфорилирующие аффинные реагенты производные моно и

олигонуклеотидов, содержащие реакционноспособную группу на 5конце

1 1 2 Фосфорилирующие аффинные реагенты производные нуклеиновых

кислот, содержащие реакционноспособную группу в составе межнуклеотидной пирофосфатной связи 1.1 3 Фотоаффинные реагенты на основе лазидофенил и

4азидо2нитрофенилфосфата 1. Механизмы окисления гидрохинонфосфоэфиров

Применение перфорированных арилазидов для фотоаффинной модификации биополимеров

ГЛАВА 2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2 1 Механизм фотопревращения реагентов на основе лазидофенилфосфата в условиях проведения фотоаффинной модификации биополимеров
2 1 1 Синтез и фотопревращение Р4азидофенилового эфира1ЮР при его
облучении в водном растворе при 7 8 2 1 2 Фотопревращение яазидофенилфосфата при его облучении в водном
растворе при 5 I
2 1 3 Фотопревращение лазидофенилфосфата при его облучении в водном
растворе при 9
2.1 4 Фотопревращение лазидофенидфосфата при его облучении в водном
растворе с 2,6ксилолом 5. Фотопревращение лазидофенилфосфата при его облучении в
присутствии лизина
2 2. Фотовзаимодействие 4азидо2,3,5,6тетрафторбензоильной группы с
боковыми радикалами аминокислот в составе комплементарного комплекса
2 2.1 Получение фотоактивируемых производных олигонуклеотидов и
конъюгатов олигонуклеотидов с соединениями, имитирующими функциональные группы белков
2 2 2 Внутрикомплексное фотохимическое взаимодействие
тетрафторазидобензоильной группы с боковыми радикалами аминокислот
2 3 Фотовзаимодействие 4азидо2,3,5,6тетрафторбензоильной группы с
боковыми радикалами ароматических аминокислот в модельных соединениях
1 Синтез производных ароматических аминокислот, несущих остаток
4азидо2,3,5,6тетрафторбензойной кислоты
2 3 2 Фотовзаимодействие 4азидо2,3,5,6тетрафторбензоильной группы с
остатком тирозина
2.3 3 Фотовзаимодействие лазидоперфторбензоильной группы с остатком
триптофана
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3 1 Материалы и методы
3 2 Компьютерное моделирование модельных соединений
3 3 Синтез лазидофенилфосфата
3 4 Синтез Р4азидофенилуридинодифосфата
3 5 Фотолиз яазидофенилфосфата в карбонатном буферном растворе
3 6 Выделение продуктов фотолитического разложения
лазидофенилфосфата в водном растворе 5.
3 7 Фотолиз лазидофенилфосфата в присутствии лизина при 9 6
3 8 Синтез лбензохинонмоноимина при 9 6
3 9. Фотолиз лазидофенилфосфата в водном растворе 2,6ксилола
3. Получение цетавлоновой соли олигонуклеотидов
3. Получение фосфорилирующих производных моно и олгонуклеотидов
а ж в
3 Синтез аминопропиламидофосфата олигонуклеотида
3 Синтез аминопропиламидофосфата олигонуклеотида
3 Синтез 2аминоэтилдисульфанилэтиламидофосфата
олигонуклеотида
3 Синтез 3индолилацетиламидопропиламидофосфата
олигонуклеотида
3 Синтез 4азидо2,3,5,6тетрафторбензоиламидопропил
амидофосфата олигонуклеотида
3. Внутридуплексная фотохимическая модификация
3 . Синтез летбутилоксикарбониламино4шеАи
бутилкарбонилоксибензилуксусной кислоты
3 Синтез iVгидроксисукцинимидного эфира трет
бутилоксикарбониламино4яретбутилкарбонилоксибензилуксусной кислоты
3 . Синтез ЛЦЗаминопропил4азидо2,3,5,6тетрафторбензамида 0
3 Синтез Л2аминоэтил4азидо2,3,5,6тетрафторбензамида 1
3 . Синтез ЛЧ4аминобутил4азидо2,3,5,6тетрафторбензамида 2
3 Синтез Лгаминогидроксифенилпропиониламиноэтил4
азидо2,3,5, бтетрафторбензамида
3 Синтез аминогидроксифенилпропиониламинопропил
4азидо2,3,5,6тетрафторбензамида
3 Синтез аминогидроксифенилпропиониламинобтил
4азидо2,3,5,6тетрафторбензамида
3 Синтез Уаминоиндол3илпропионилалшнопропил4
азидо2,3,5,6тетрафторбенза.чида
3 Идентификация основных продуктов фотолиза соединений , ,
ВЫВОДЫ
ПРИМЕЧАНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Фотоаффинные реагенты на основе лазидоперфторбензойной кислоты в настоящее время широко используются для изучения белковонуклеиновых комплексов функционирующих в процессе матричного биосинтеза биополимеров Несмотря на широкое применение ароматических азидов в фотоаффинном мечении белков, малоисследованными остаются процессы фотолиза арилазидов в водных растворах В большинстве случаев не установлено также и строение соединений, образующихся при взаимодействии белков с арилазидами в результате облучения. На протяжении ряда лет в Лаборатории исследования модификации биополимеров ИХБФМ СО РАН проводится систематическое исследование механизмов фотоиндуцируемых реакций арилазидов в условиях проведения фотоаффинной модификации белков К моменту проведения настоящей работы было обнаружено, что облучение в водных растворах двух типов арилазидов лазидоанилина и лнитрозамещенных арилазидов приводит к образованию реакционноспособных соединений. Было установлено, что темповые процессы в фотоаффинной модификации белков при использовании лнитрозамещенных арилазидных реагентов обусловлены образованием реакционноспособного ароматического нитрозосоединения 9 В случае реагентов на основе лазидоанилина частицей, модифицирующей белки, может быть производное лбензохинондиимина , . При этом некоторые экспериментальные факты свидетельствуют о том, что в случае реагентов на основе лазидофенилфосфата в модификации белков могут принимать участие частицы не нитреновои природы Так, при фотомодификации тимиднлатсинтазы 5фтор2дезокиНуридин5лазидо2,6иСфенилфосфатом, авторы наблюдали включение в фермент либо арилазиднои, либо нуклеотидной части реагента в зависимости от условий проведения эксперимента Таким образом, исследование фотохимического взаимодействия ароматических азидов с функциональными группами белков является до сих пор актуальной задачей биоорганической химии. Туг и Тгр. ГЛАВА 1. Для структурнофункциональных исследований белков и их надмолекулярных комплексов широко используется метод фотоаффинной модификации Данный метод основан на применении реагентов, способных после облучения светом определенной шинны волны осуществлять высокоэффективную химическую модификацию биологического объекта Среди фотоактивируемых реагентов в настоящее время широкое распространение получили реагенты на основе перфторарилазидов В связи с этим одной из задач данного обзора является анализ литературных данных, полученных при исследовании фотовзаимодействия такого типа реагентов с белками и соединениями, имитирующими функционльные группы белков. Другим типом арилазидов, которые используются при конструировании реагентов для структурнофункциональных исследований белков, являются лазидоарилфосфаты. В рамках настоящей работы было обнаружено, по такого типа реагенты при облучении генерируют два типа частиц фосфорилирующую и соединение с хиноидной структурой Фосфорилируюшие реагенты, с точки зрения перспектив их использования как аффинных модификаторов белков представляют особый интерес Достоинством такого типа соединений является то, что химическая реакция между нуклеофильной группой белка и активной группой аналога субстрата протекает при нулевом расстоянии между ними. В связи с этим автор, ставит второй задачей отразить в обзоре тот вклад, который внесен в развитие метода аффинной модификации исследователями, использующими различные аффинные реагенты с фосфорилирующей функцией. Схема 1. Для этих реагентов характерна компактность реакционноспособной группы триметафосфатного остатка и небольшое расстояние между атакуемым атомом фосфора и важным для узнавания нуклеозидным остатком схема 1. Одним из первых объектов исследования была РНКполимераза Именно с использованием для исследования ферментов матричного синтеза был разработан метод сверхселективного аффинного мечения, принципиально пригодный для любых многосубстратных ферментов . РНКполимераза РНКнуклеотидилтрансфераза, КФ 2. Схема 2. ДНКматрица У. РНКполимераза . Первые удачные попытки применения метода сверхселективного аффинного мечения в системе РНКполимеразы Е i были реализованы при обработке фермента аденозинотриметафосфатом и в комплексе с ДНКматрицей схема 3 На первой стадии фермент обрабатывали нерадиоактивным аффинным реагентом аналогом инициирующего субстрата Этот реагент взаимодействовал не только с ферментом, но и с компонентами среды.