Содержание к диссертации
Введение
2. Литературный обзор 7
2.1. Основные закономерности действия пиридоксалевых ферментов, катализирующих реакции в-элиминирования и -замещения 7
2.1.1. Субстрат-ферментный комплекс пиридоксалевых ферментов 7
2.1.2. Стереохимия действия J3-элиминирующих ферментов
2.2. Системы, моделирующие действие В и -элиминирующих ферментов 24
2.3. Системы, моделирующие стереоэлектронные эффекты в пиридоксалевом катализе 32
3. Постановка задачи и выбор объектов исследования 36
4. Обсуждение результатов 39
4.1. Относительные скорости разрыва связей С -Ср и Cct-H треонинового фрагмента в комплексах Со(Ш) оснований Шиффа треонина и замещённых салициловых альдегидов .39
4.2. Синтез и установление строения диастереомеров Д и 4-бис-салицилиден-(-дегидроаминобутира-то] кобальтата(Ш) натрия 52
4.3. Кинетика и стереохимия -элиминирования фрагмента (эЭ-О-ацетилтреонина в ионах А и Д-бис-ії-салицилиден-( з)-0-ацетилтреонинато] кобальтата(Ш) 64
4.4. Присоединение к двойной связи дегидроаминомасля-ного фрагмента в Со(Ш) комплексах , шиффовых оснований салицилового альдегида и дегидроаминомасля-ной кислоты - 4 4.5. Синтез энантиомерно чистых L и D s -фенил- и
s-бензилцистеинов 88
5. Экспериментальная часть 100
6. Выводы 132
7. Список литературы 134
- Основные закономерности действия пиридоксалевых ферментов, катализирующих реакции в-элиминирования и -замещения
- Постановка задачи и выбор объектов исследования
- Относительные скорости разрыва связей С -Ср и Cct-H треонинового фрагмента в комплексах Со(Ш) оснований Шиффа треонина и замещённых салициловых альдегидов
- Экспериментальная часть
Основные закономерности действия пиридоксалевых ферментов, катализирующих реакции в-элиминирования и -замещения
Имеется несколько обзоров, посвященных функциям, нахождению в природе и принципам действия пиридоксалевых ферментов [ 1-4], где можно найти и материал, посвященный ферментам J3-элиминирования и „g-замещения.
Поэтому в этой части литературного обзора будут рассмотрены лишь основные положения и сформулированы те важные вопросы, связанные с механизмом действия этих ферментов, на которые в настоящее время нет ответов. Большая часть материала этой главы взята из обзора Метцлера и Девиса [4].
Метаболические превращения аминокислот, катализируемые ССф-и jg, /-элиминирующими и замещающими пиридоксалевыми ферментами, изображены на схеме I.
Механизм действия этих систем (см.схему 2) предлагается на основании представлений физической органической химии и некоторых модельных исследований, результаты которых будут рассмотрены в другой главе диссертации.
Первая стадия - это образование основания Шиффа между субстратом - аминокислотой, содержащей в -положении электроотрицательный заместитель (серии, треонин, тирозин, триптофан и ос-аминокислоты, содержащие группу SR в -положении) и пиридок-саль-фосфатом на активном центре ферментов.
Постановка задачи и выбор объектов исследования
На основании данных литературного обзора можно сделать следующие выводы.
1. J-элиминирование и -присоединение катализируются ,простыми моделями пиридоксаля, в том числе и салициловым альдегидом, когда элиминируется хорошая уходящая группа или присоединяется хороший нуклеофил. Процессы же )(-замещения всегда требуют в качестве катализатора пиридоксаля.
2. Отсутствуют модельные исследования стереохимии действия , -замещающих пиридоксалевых ферментов.
3. До сих пор нет убедительного подтверждения гипотезы Да-натана относительно роли стереоэлектронных эффектов в определении относительных скоростей разрыва связей С-Н и С-С аминокислот в реакциях пиридоксалевого катализа.
4. Неизвестно, насколько велика относительная реакционная способность фрагмента дегидроаминокислот в виде оснований Шиффа в реакциях электрофильного и нуклеофильного присоединения.
Оптимальные системы, пригодные одновременно и для выяснения стереохимических аспектов пиридоксалевого катализа, и в качестве основы для построения реагентов асимметрического синтеза аминокислот, должны основываться на стереохимически жестних конструкциях с однозначно ориентированными в пространстве заместителями. Такими системами являются стереохимически инертные комплексы, построенные ионами некоторых переходных металлов и оснований Шиффа. Как было показано ранее, хиральные октаэдрические комплексы ионов Л и Л -бист-салицилиден-(8)-аминоацидатокобаль-тата (Ш) могут быть успешно использованы для имитации и до некоторой степени моделирования реакционной способности пиридоксаль-зависимой альдолазы [55].
Относительные скорости разрыва связей С -Ср и Cct-H треонинового фрагмента в комплексах Со(Ш) оснований Шиффа треонина и замещённых салициловых альдегидов
Треониновый фрагмент диастереомеров легко ацетилируется уксусным ангидридом в ацетонитриле в присутствии каталитических количеств пиридина.
В ходе выделения ацетилированных диастереомеров происходит частичное элиминирование ацетокси иона с образованием продуктов, содержащих фрагмент дегидроаминомасляной кислоты.
Очистку диастереомеров А и А-бис- [и-салицилиден-(з)-0-ацетилтреонинато] кобальтата(Ш) натрияпроизводили на Sephadex LH-20. Изомер Л-3-МСАТК не удается выделить в чистом виде вследствие элиминирования уксусной кислоты. Это соединение получали в ампуле %-ЯМР спектрометра и его превращения исследовали, используя непосредственно реакционную смесь после ацетилирования. На рис.7 представлены кривые ДОВ полученных диастереомеров, в экспериментальной части (табл.7 и 8) суммировано молекулярное вращение и параметры их электронных спектров, а также параметры их Н-ЯМР спектров и данные элементного анализа (табл.9 и 6).
Сравнение кривых ДОВ исходных [5б] и ацетилированных изомеров свидетельствует о том, что в ходе ацетилирования не происходит изменения абсолютной конфигурации комплексов. Треонин, извлеченный из ацетилированных комплексов после их электрохимического восстановления и гидролиза ацетильного производного по данным ТСХ на целлюлозе не-содержал алло-треонин, что свидетельствует об отсутствии эпимеризации аминокислотного фрагмента в ходе ацетилиро .
Экспериментальная часть
Потенциометрическое титрование и определение рН производили на приборе "Radiometer SBR-2/SBU-1/TTT-1". Электронные спектры снимали на спектрофотометре "Specord UV-VIS". Н-ЯМР спектры снимали на приборах Tesla NMR-BS-467A 60 MHz и Brucker-WP-200 MHz. Эксперименты по эффекту Оверхаузера проводились на приборе Brucker-WP-200 MHz с использованием предварительно дегазированных образцов.
Кривые ДОВ снимали на приборе "Jasco 0RD/UV-5". Спектры Щ снимали на приборе "Jasco J-20". Поляриметрические измерения производили на поляриметре Perkin Elmer-241.
Электрохимическое восстановление Со(Ш)—Со(П) проводили на потенциостате П-5827. pD буферных карбонатных растворов в D20 рассчитывали по формуле pD = рН + 0,4, где рН - наблюдаемый рН раствора, измеренный с помощью стеклянного электрода. Концентрацию 0D" рассчитывали по уравнению pOD = pKD 0 - pD, где pKD 0 = = 14,71 [93,94].
В работе использовались следующие материалы: аминокислоты ("Реахим", "Reanal Budapest; Sephadex LH-20 ( Pharmacia Fine Chemical Incorporated); катионит Dowex-50x8 ( "Serva"); AIOOQ нейтральная, L-5/40 ( "Chemapol Praha"); 1,4-диазабициклооктан (ДАЕК0)--"Merck" ); силикагель L-40/100 ( "Chemapol Praha"); силикагель 60 PP254 ("Merck"); салициловый альдегид (ч.д.а.); о-оксиацето-фенон (ч.д.а.); бензилмеркаптан (ч.д.а.); тетрабутиламмоний йодистый (( BU)4N+I ); D2O; CD3OD ; CD CN; CDCI3; iTa2co3; К2С0з и і?ансо3 ("Реахим").
Салициловый альдегид, уксусный ангидрид, тиофенол (ч) перед использованием перегоняли.
Ацетонитрил (ч) очищали согласно
Метанол очищали и абсолютировали по методике [96] и выдерживали над молекулярными ситами марки "Wolfen Zeosorb-ЗА". Пиридин (ч.д.а.) очищали по методике [97].
Раствор CELONa готовили добавлением металлического натрия в CHgOH под аргоном при охлаждении. Концентрацию метилата натрия определяли титрованием.
Раствор NaOD в D2o готовили добавлением металлического натрия в D2o, из которой СО предварительно удаляли под аргоном.
З-Метилсалициловый альдегид получали по методике [98] и отделяли от о-крезола через комплекс &(П). Для этого 28 г смеси 3-метилсалицилового альдегида и о-крезола (I : I) прибавили к раствору Си(СН СОО)2 (36,2 г; 0,2 м) в 1 0 (600 мл) и перемешивали при 45-50С в течение двух часов. Выпавший осадок отфильтровали, промыли водой (2 раза по 20 мл), бензолом (2 раза по 20 мл) и разложили 2 н раствором HCI (200 мл) в присутствии 50 мл CHCIg при 60С. Органический слой отделяли, водный 2 раза экстрагировали хлороформом.
![Синтез каликс[4]резорцинов фосфорилированных по верхнему и нижнему ободу молекулы и изучение их комплексообразующей способности в реакциях с соединениями Pt(II),Pd(II),Rh(II),Rh(III)](/i/i/4280/281721.png "Синтез каликс[4]резорцинов фосфорилированных по верхнему и нижнему ободу молекулы и изучение их комплексообразующей способности в реакциях с соединениями Pt(II),Pd(II),Rh(II),Rh(III) Наумова Асия Альбертовна")
