Sir Alexander R. Todd ( )

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Sir Alexander R. Todd ( )"

Enikő Rebeka Somogyi
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 6. Előadás ligonukleotidok szintézise, koenzimek, vitaminok

2 ligonukleotidok szintézise Elv: ( ) 1. Kondenzáció 3 5 ( ) (3 ) 2. Vízmentes közeg 3. Védőcsoportok Módszerek 1. Karbodiimid módszer, oldatban (1955) Tood (obel díj 1957), Khorana (obel díj 1975) Kapcsoló szer: DCC/iridin 8-12 tagszám 2. Foszfit módszer, szilárd hordozón Beaucage, Caruthers; (1981) (Merrifield obel dij, 1984)

3 1. Szintézis oldatban Kapcsoló szer: Védőcsoportok: DCC/iridin acetil, tritil 1. lépés: Védett komponensek kapcsolása C Sir Alexander R. Todd ( ) -acetil (Ac) C 6 4 C Tritil (Tr) C C, diciklohexil-karbodiimid (DCC) -acetil (Ac)

4 2. lépés: A védőcsoportok eltávolítása Tr Ac A Ac C 1. Lúg 2. Sav (80% Ac) A C Ac Lúg Tr A C + T Ac 3. lépés: Láncnövekedés

5 Megjegyzések: (alkalmas a ribooligonukleotid sorban is) Védőcsoportok MMTr A Bz 2 Bz védelem (MMTr) védelem (Bz) C Me C MMTr = monometoxi-tritil

6 2. Szintézis szilárd fázison Foszfit módszer Beaucage, Caruthers (1981) 2.1 Szilárd hordozó: szilika, üveggyöngy, műanyag, cellulóz, papir 3-aminopropanol szilika Si szilika Si (C2) borostyánkősavanhidrid 2. védett nukleotid savérzékeny DMTr Bz A 2 szilika Si (C2)3 C (C2)2 C bázis érzékeny + Bz A szilika Si (C2)3 C (C2)2 C + DMTr + λ= 498 nm (karbokation)

7 2.2 Védőcsoportok DMTr + DMTr A Bz 2 Si (C2)3 C (C2)2 C C + szilika 2 C C benzoil -6-benzoil adenin [A Bz ] -4-benzoli citozin [C Bz ] 4,4 -dimetoxitritil (DMtr) -2-isobutil guanin [G IBu ] a) C 3 - b) β-c-c 2 -C 2 - (β-cianoetil) C izopropioil, diizopropil

8 2.3 Aktiválás A DMTr 3C A DMTr 3C tetrazol Bz Bz diizopropil foszforamidát 2.4 Kapcsolás A DMTr 3C Bz G Szilika IBu A DMTr 3C G Szilika IBu Bz + tetrazol

9 2.5 xidáció: foszforos sav (foszfonsav) foszforsav DMTr Bz A DMTr A Bz I 2, 2 IBu 3C G kollidin* 1 3 G IBu Szilika 2 Szilika *trimetil-piridin 2.6 asítás 1. C 3 eltávolítása (tiofenol) helyette 2. ligonukleotid lehasítása a hordozóról ( 3 ) 3. ukleozid bázis védőcsoport (Bz, IBu) eltávolítása ( 4 + hő) 2.7 Tisztítás LC Elektroforézis

10 Foszforsavak R R2 R1 R R monoészter foszfodiészter - lineáris - ciklusos >300 o C metafoszforsav difoszforsav 160 o C foszforsav (ortofoszforsav) trifoszforsav difoszforsav-észter trifoszforsav-észter

11 Sapkázás (capping): reakció ecetsavanhidriddel, a szabad acetilezése

12 DS/oligonukleotid szintetizátor

13 DS/oligonukleotid chip (csip)

14 DS/oligonukleotid analitika (elektroforézis)

15 Expression levels of 50 genes most highly correlated with the acute lymphoblastic leukemia (ALL) and acute myeloid leukemia (AML). Expressed in ALL Expressed in AML Expression levels greater than the mean: red, below the mean: blue. TR Golub et al Science 286: 531 (1999)

16 ukleotid származékok vírusellenes hatóanyagok Acyclovir, első vírusellenes hatóanyag, SV (Gertrude B. Elion, obel-dij, 1988) Ganclovir, vírusellenes hatóanyag, CMV Zidovudin (AZT), retrovírus ellenes Mechanizmus: antimetabolit típus, foszforileződés, vírus-enzim inhibitor

17 ukleotid származékok tumorellenes hatóanyagok irimidin analógok 2 F 5 2 C 5 - fluoro uracil ( Cl, Br, I ) citozin arabinozid (Ara-C) 2 F 2 C 2 C 5 -fluoro - 2' dezoxiuridin 5 - aza - citidin urin analógok S S 2 6-merkapto-adenin 6-merkapto-guanin

18 Koenzimek

19 Koenzimek Enzim = apoenzim (fehérje) + koenzim (nem-fehérje) Szubsztrátspecifitás Reakciótípus Típusai ukleotid Fémion (példa) Egyéb Fe (citokróm oxidáz) AD Cu (aszkorbinsav oxidáz) B1 FAD Zn (alkohol dehidrogenáz) B6 AT Mn (hisztidin ammónia-liáz) B12 Koenzim A Co (glutamát mutáz) folsav i (ureáz) pantoténsav Mo (xantin oxidáz) biotin V (nitrát reduktáz) Se (glutation peroxidáz)

20 ukleotid koenzimek 1. Adenozin mono-, di- és trifoszfát felfedezés: Lohmann, Fiske (1929) észterkötés D-ribóz β--glikozid Adenozin-monofoszfát (AM) 2 ciklusos AM AT AD foszforsav = -31 kj/mol

21 2. AD/AD: oxidáció 2 5 nikotinamid D-ribóz 2 5 adenin élda: C 3 -C nikotinamid-adenin-dinukleotid (AD + ) AD enzim C 3-C + AD + AD = alkohol dehidrogenáz acetaldehid AD Mechanizmus e R R AD + AD

22 3. FAD/FAD 2 : oxidáció oxidált /enzimkötődés/ redukált Flavin-adenin-dinukleotid (FAD) Flavus (latin), sárga

23 4. Koenzim-A (CoA) felfedezés: Lipmann, 1946 adenozin-3,5 -difoszfát észter kötés 5 észter kötés 3 savamid kötés 2,4-dihidroxi-3,3- dimetil-vajsav β-alanin ciszteamin pantoténsav (vitamin) savamid kötés S-acetil koenzim-a (Ac-CoA) - (C 2 ) 2 - S - (C 2 ) 2 - S C C 3

24 5. Koenzim-Q (ubikinon, CoQ) (eukarióta sejtekben, mitokondriumok) szemikinon (Izoprén egységek) ubikinon Koenzim Q 4, n = 4 Koenzim Q 9, n = 9 Koenzim Q 10, n = 10 ubikinol eter D. Mitchell, 1961 (obel díj, kémia, 1978) for his contribution to the understanding of biological energy transfer through the formulation of the chemiosmotic theory". Később: elektrontranszport lánc koncepció CoQ10 protonvonzó

25 VITAMIK 1912: vitamin = vita amines (Casimir Funk) Kis mennyiségben kívülről kell felvenni. em vitaminok: esszenciális aminosavak esszenciális zsírsavak rovitaminok Antropocentrikus pl. C-vitamin: ember (tengeri malac) igen patkány nem p-amino-benzoesav: baktérium igen ember nem Kémiai szerkezet: heterogén Felosztás (oldékonyság alapján) Vízoldékony Zsírban oldódó B, C, és vitaminok A, D, E és K vitaminok - koenzimek is - bélből szívódnak fel - felesleg kiürül - májban raktározódnak 1958: féle vitamin

26 B1 vitamin (tiamin) szerkezet 1934, szintézis 1936 Beriberi piroszőlősav nem bomlik le pirimidin tiazol észter kötés - - 3C 2 + tiamin S C2C2 AT 3C C2C2 tiamin-pirofoszfát (koenzim) S 1 piroszőlősav: + 3C C piroszőlősav-dekarboxiláz C2C2-3C S C 3C aktív piruvát brit tengerészek (1747) Ch. Eijkman (1897), F. G. opkins [orvosi obel-díj (1929)] C. Funk vita amin (1912)

27 B 2 -vitamin (riboflavin) ( ) for his work on carotenoids and vitamins obel-díj, 1938 izolálás: Richard Kuhn (1933), 4500 liter tejsavóból 1g (természetben 1-foszfát-észter) D-ribóz bőrbántalom növekedés 3C 3C Izo-alloxazin váz 1,3,5,8-tetraazanaftalin (pteridin) B 6 -vitamin (piridoxál, piridoxin) izolálás: Euler (1937) C C2 C C C 3C piridoxál (- C) piridoxin (- ) Bőrbántalmak, élesztő 5 -foszfát - észter (koenzim)

28 rof. D. odgkin, ational ortrait Galery, London

29 B 12 -vitamin (kobalamin) korrinváz C - vagy - vagy 2 0 5,6-dimetilbenzimidazol Szerkezet: D. odgkin, xford, obel díj, 1964 (penicillin is)

30 Folsav (pteroil-glutaminsav) izolálás: eterson (1940) vérszegénység (anémia, leukopénia) p-amino-benzoesav 2 pteridin glutaminsav C 7 5-formil-5,6,7,8-tetrahidrofolsav, folinsav (koenzim) methotrexat 2 2 C 3

31 skorbut C-vitamin (L-aszkorbinsav) felfedezés: 1928 izolálás: Szentgyörgyi A. (1932) keto-L-gulonsav γ-laktám = -vitamin (biotin) 6 1 C 2 L-aszkorbinsav) izolálás: Kögl (1936) 2800 kg tojássárgája 390 mg 1 tojás 50 g, ebből 17 g sárgája 390 mg = db tojás imidazolidin * * * tetrahidrotiofén Avidin biotin K d = 10-15

32 ikotinsav(niacin)/ B 3 vitamin és a nikotinsavamid hiánya: pellagra (pelle agra = durva bőr) nikotinsavamid 2 niacin AD + (koenzim) Koleszterin szint szabályozó (?) antoténsav/b 5 vitamin 3C pantothen (πάντοθεν): mindenfelől koenzim A élesztő β-alanin α,γ dihidroxi β,β- dimetil-vajsav Roger J. Williams 1933 stressz ellenes vitamin

33 C 3 A-vitamin C 2 =C-C=C 2 provitamin: β-karotin Kuhn, 1931 halak májából növekedési A vitamin világos sárga olaj fp.: 136 C (vákuum) A 1 = retinol A 2 = dehidroretinol faktor, farkasvakság all-transz retinal 0,5-1 mg/nap cisz-retinal 1 E = 0,6 mg 2 -protein opszin rodopszin hν -protein -protein 2 2 -protein +

34 2 3 1 A 4 R B 6 19 R C R D 3C 7-dehidrokoleszterin 20 Állati eredetű élelmiszerek alolaj, máj, tojás, tejtermék D-vitaminok napfény hν λ = nm 3C C2 D 3 -vitamin (kolekalciferol) op.: C 3C 3C hν 3C C2 ergoszterol övényi eredetű élelmiszerek Sörélesztő, gombák D 2 -vitamin op.: C (ergo)kalciferol 1 E = 0,025 mg Szerepe: Ca 2+ - és foszfát felszívódás, csontképződés sziv- és érrendszer védelme, immunhiányos állapot, osztódás iánya: angolkór (rickets), csontritkulás, csontosodási zavar ipervitamiózis: Csontszövet Ca2+- lerakódás, vesekőképződés

35 E-vitamin (tokoferol) τόκος [tókos], φέρειν [phérein] = születés, hordozni izolálás 1936 felfedezés 1927 szintézis 1938 R3 R2 7 3C 5 R1 kromán váz C16 lánc halványsárga olaj R 1 =R 2 =R 3 =C 3 R 1 =R 3 =C 3, R 2 = R 2 =R 3 =C 3, R 1 = α-tokoferol (5,7,8-trimetil) β-tokoferol (5,8-dimetil) γ-tokoferol (7,8-dimetil) Előfordulás: növényi olajok, napraforgó, oliva, tökmag hús, máj, tojás, tejtermék Szerepe: antioxidáns, gyulladásgátló iánya: vérszegénység, izomsorvadás, meddőség (embernél ritka) ipervitamiózis: Csontszövet Ca2+- lerakódás, vesekőképződés E-vitamin (tokotrienol) R3 R2 3C R1 antisterilitás (patkány)

36 K 1 -vitamin (fillokinon) sárga olaj C naftokinon fitil-csoport 2-metil-3-fitil-1,4-naftokinon Előfordulás: spenót, káposztafélék, saláta, brokkoli tejtermék, máj Szerepe: antioxidáns, gyulladásgátló, koaguláció iánya: vérzékenység (a koaguláció hiánya miatt) Bomlás: fény, hő (100 o C felett)

Hasonló dokumentumok

P O O O. OAc A O. OAc

P O O O. OAc A O. OAc 6. Előadás ligonukleotidok szintézise, koenzimek, vitaminok ligonukleotidok szintézise Elv: ( ) 1. Kondenzáció ( ) 5 - + (3 ) 2. Vízmentes közeg 3. Védőcsoportok Módszerek 1. Karbodiimid módszer, oldatban