OLDALLÁNCBAN KARBOXIL- ÉS IMIDAZOLILCSOPORTOT TARTALMAZÓ AMINOSAV- ÉS PEPTIDSZÁRMAZÉKOK ÁTMENETIFÉM-KOMPLEXEI

Hasonló dokumentumok
Oldalláncban funkciós csoportot tartalmazó peptidek protonálódási és komplexképződési folyamatai. Makro- és mikroállandók meghatározása.

MTA Doktori értekezés tézisei

Válasz. A kérdésekre, kritikai megjegyzésekre az alábbiakban válaszolok:

MTA Doktori értekezés

OLDALLÁNCBAN KARBOXIL- ÉS IMIDAZOLIL- CSOPORTOT TARTALMAZÓ AMINOSAV- ÉS PEPTIDSZÁRMAZÉKOK ÁTMENETIFÉM-KOMPLEXEI. Doktori (PhD) értekezés

Szakmai zárójelentés

Tioéter- és imidazolcsoportot tartalmazó peptidek fémkomplexeinek vizsgálata

KELÁTKÉPZŐ DONORCSOPORTOT TARTALMAZÓ PEPTIDSZÁRMAZÉKOK ÁTMENETIFÉM-KOMPLEXEI

Átmenetifém-ionok kölcsönhatása kis biomolekulákkal. Újabb eredmények a ligandumok fémion szelektivitásában.

KELÁTKÉPZŐ DONORCSOPORTOT TARTALMAZÓ PEPTIDSZÁRMAZÉKOK ÁTMENETIFÉM-KOMPLEXEI

Conference attendances (lectures and poster presentations) Konferencia részvételek (előadások és poszterek)

Oldalláncban kelátképző donorcsoportot tartalmazó aminosavszármazékok átmenetifém-komplexeinek egyensúlyi vizsgálata

BIOLÓGIAILAG AKTÍV HIDROXÁMSAVAK ÉS MODELLJEIK KÖLCSÖNHATÁSA KÉTÉRTÉKŰ FÉMIONOKKAL. doktori (PhD) értekezés tézisei.

Válasz. 6) Több helyen is ír (pl. 16. oldal) cisztein csoportról, ami bizonyára a tiolát vagy tiolcsoportot jelenti, csak kevésbé szabatosan.

4.2. Az Al(III) kölcsönhatása aszparaginsav-tartalmú peptidekkel

METALLOENZIMEK SZERKEZETI ÉS FUNKCIONÁLIS MODELLEZÉSE. Szilágyi István

A kutatás célja. A projekt eredményei

Oldatokban végbemenő folyamatok egyensúlyi és kinetikai vizsgálata

XXXVII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Tioéter- és imidazolcsoportot tartalmazó peptidek fémkomplexeinek vizsgálata

4.3. Az AcLysSerProValValGluGly heptapeptid Al(III)-kötő sajátságának jellemzése

SZAKMAI ÖNÉLETRAJZ Mészáros János Péter

Fáriné Turi Ildikó Margit

I. BEVEZETÉS ÉS CÉLKITŐZÉSEK

METALLOENZIMEK SZERKEZETI ÉS FUNKCIONÁLIS MODELLEZÉSE ÁTMENETIFÉM-KOMPLEXEKKEL. Paksi Zoltán

A sejtek élete. 5. Robotoló törpék és óriások Az aminosavak és fehérjék R C NH 2. C COOH 5.1. A fehérjeépítőaminosavak általános

Doktori (Ph.D.) értekezés. Simon Ida Noémi FEHÉRJÉK FÉMKÖTŐ TULAJDONSÁGAINAK MODELLEZÉSE TÖBBCÉLÚ FELHASZNÁLÁSRA ALKALMAS PEPTIDEK FÉMKOMPLEXEIVEL

Kelátképző ligandumot tartalmazó aminosavszármazékok előállítása és átmenetifém-komplexeik vizsgálata

NAPJAINK KOORDINÁCIÓS KÉMIÁJA II *

CATALYTIC FUNCTION. Témavezetők: DR. GAJDA TAMÁS egyetemi tanár. DR. FLORENCE DUMARÇAY Maître de Conférences HDR

Bevezetés és célkitűzések

SZAKMAI ÖNÉLETRAJZ. Mészáros János Péter

SZAKMAI ÖNÉLETRAJZ. Mészáros János Péter

XL. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Vegyesligandumú palládium(ii)komplexek termodinamikai, szerkezeti és kinetikai vizsgálata

PhD committees, PhD thesis opponents; habilitations. PhD szigorlati és védési bizottságok; habilitációs eljárások

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI. Szintay Gergely. Veszprémi Egyetem. Általános és Szervetlen Kémia Tanszék

PANNON EGYETEM. 2,3-DIHIDRO-2,2,2-TRIFENIL-FENANTRO-[9,10-d]-1,3,2λ 5 -OXAZAFOSZFOL KIALAKULÁSA ÉS REAKCIÓJA SZÉN-DIOXIDDAL ÉS DIOXIGÉNNEL

Zárójelentés az OTKA K sz. pályázat eredményeiről

Aminosavak, peptidek, fehérjék

Szerkesztette: Vizkievicz András

VEGYESLIGANDUMÚ PALLÁDIUM(II)KOMPLEXEK TERMODINAMIKAI, SZERKEZETI ÉS KINETIKAI VIZSGÁLATA

A Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszéken a 2017/2018. tanév II. félévére meghirdetett diplomamunka, szakdolgozati és projektmunka témákörei

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Közös elektronpár létrehozása

A K sz. OTKA szerződés záró beszámolója

Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei A réz-efflux szabályzó CueR fehérje fémkötő sajátságainak tanulmányozása modellpeptideken keresztül

Fémionok szerepe az élő szervezetben: a bioszervetlen kémia alapjainak megismerése

Biológiailag aktív hidroxámsavak és modelljeik kölcsönhatása kétértékû fémionokkal

XL. Komplexkémiai Kollokvium

TERMÉSZET IHLETTE HISZTIDINGAZDAG LIGANDUMOK KÖLCSÖNHATÁSA CINK(II)-, RÉZ(II)- ÉS NIKKEL(II)IONOKKAL. Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei

Átmenetifém-ionok kölcsönhatása kis biomolekulákkal. Újabb eredmények a ligandumok fémion szelektivitásában.

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

Fehérjék fémkötő-helyeinek szerkezeti és funkcionális modellezése

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

Ca 2+ - és Nd 3+ -ionokat, valamint cukor típusú ligandumokat tartalmazó vizes oldatokban lejátszódó komplexképződési és laktonizációs reakciók

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

TERMÉSZET IHLETTE HISZTIDINGAZDAG LIGANDUMOK KÖLCSÖNHATÁSA CINK(II)-, RÉZ(II)- ÉS NIKKEL(II)IONOKKAL. Doktori (Ph.D.) értekezés.

Összefoglalók Kémia BSc 2012/2013 I. félév

Molnárné Hamvas Lívia tudományos közleményei

FÉMIONOKKAL ALKOTOTT FÉM- FÉM KÖTÉST TARTALMAZÓ CIANO KOMPLEXEI SZERKEZETÉNEK ÉS FLUXIONALITÁSÁNAK VIZSGÁLATA NMR SPEKTROSZKÓPIA ALKALMAZÁSÁVAL

1. Bevezetés és célkitűzések

ESR-spektrumok különbözı kísérleti körülmények között A számítógépes értékelés alapjai anizotróp kölcsönhatási tenzorok esetén

Etán- és propánvázon szubsztituált oligofoszfonátok és oligofoszfono-karboxilátok protonálódásának és fémkomplexeinek vizsgálata

HISZTIDINTARTALMÚ OLIGOPEPTIDEK KOMPLEXKÉPZİ SAJÁTSÁGAI. A PRION PROTEIN PEPTIDFRAGMENSEI FÉMION-SZELEKTIVITÁSÁNAK VIZSGÁLATA.

AMINOKARBONILEZÉS ALKALMAZÁSA ÚJ SZTERÁNVÁZAS VEGYÜLETEK SZINTÉZISÉBEN

Inzulinutánzó vanádium-, és cinkkomplexek kölcsönhatásának vizsgálata vérszérum fehérjékkel

Balogh Ria Katalin. Született: Elérhetőség: 6720, Szeged, Dóm tér 7. Kémia Doktori Iskola, PhD hallgató

VILÁGÍTÓ GYÓGYHATÁSÚ ALKALOIDOK

Néhány szuperoxid dizmutáz és kataláz enzimmodell vizsgálata

Elválasztástechnikai és bioinformatikai kutatások. Dr. Harangi János DE, TTK, Biokémiai Tanszék

47. Komplexkémiai Kollokvium

Pufferrendszerek vizsgálata

Átmenetifém-komplexek ESR-spektrumának jellemzıi

Kutatási programunk fő célkitűzése, az 2 -plazmin inhibitornak ( 2. PI) és az aktivált. XIII-as faktor (FXIIIa) közötti interakció felderítése az 2

2018 Tavaszi Kari Tudományos Diákköri Konferencia május 18. és 25.

PALLÁDIUM KATALIZÁLT KARBONILEZÉSI REAKCIÓK PETZ ANDREA ALKALMAZÁSA SZINTÉZISEKBEN TÉMAVEZETİ: DR. KOLLÁR LÁSZLÓ EGYETEMI TANÁR. PhD értekezés tézisei

Fémorganikus kémia 1

Újabb eredmények a borok nyomelemtartalmáról Doktori (PhD) értekezés tézisei. Murányi Zoltán

Potenciális inzulinutánzó oxovanádium(iv)- komplexek (bio)speciációja. Dörnyei Ágnes

ZÁRÓJELENTÉS. Fény hatására végbemenő folyamatok önszerveződő rendszerekben

Láncközi foszfinát- és alkoholos OH-csoportot tartalmazó diamino-polikarbonsavak előállítása és komplexképző sajátságaik vizsgálata

Aromás: 1, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, (14) Az azulén (14) szemiaromás rendszert alkot, mindkét választ (aromás, nem aromás) elfogadtuk.

INZULINUTÁNZÓ FÉMKOMPLEXEK BIOSPECIÁCIÓJA A SEJTEN KÍVÜLI ÉS A SEJTEN BELÜLI TÉRBEN OTKA PÁLYÁZAT ZÁRÓJELENTÉS T

53. Komplexkémiai Kollokvium

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Célkitűzés/témák Fehérje-ligandum kölcsönhatások és a kötődés termodinamikai jellemzése

Vezető kutató: Farkas Viktor OTKA azonosító: típus: PD

Szerves Kémia II. Dr. Patonay Tamás egyetemi tanár E 405 Tel:

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Feladatok haladóknak

Aminosavak, peptidek, fehérjék. Béres Csilla

K68464 OTKA pályázat szakmai zárójelentés

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Hatékony tumorellenes készítmények előállítása target és drug molekulák kombinációjával (Zárójelentés)

C-Glikozil- és glikozilamino-heterociklusok szintézise

folsav, (a pteroil-glutaminsav vagy B 10 vitamin) dihidrofolsav tetrahidrofolsav N CH 2 N H H 2 N COOH

Átírás:

LDALLÁBA KARBXIL ÉS IMIDAZLILSPRTT TARTALMAZÓ AMISAV ÉS PEPTIDSZÁRMAZÉKK ÁTMEETIFÉMKMPLEXEI Doktori (PhD) értekezés tézisei Kállay silla Témavezető: Dr. Várnagy Katalin Debreceni Egyetem Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék Debrecen, 2005

I. BEVEZETÉS, ÉLKITŰZÉSEK Régóta ismert, hogy bizonyos fémek létfontosságúak az élő szervezet számára. Szerepet játszanak a szerves molekulák szintézisében és szállításában, illetve biológiai rendszerek savbázis és redoxifolyamatainak katalizálásában. A metalloproteinekben a fémionok megkötésére leggyakrabban a peptidlánc oldalláncbeli donorcsoportjai szolgálnak. Ezek közül gyakori kötőhelyek az aszparaginsav és a glutaminsav karboxilátcsoportja és a hisztidin imidazolgyűrűje. Az irodalomban már nagyrészt ismert, hogy ezen aminosavak helyzete hogyan befolyásolja a komplexképződést. Ugyanakkor a több oldalláncbeli karboxilátcsoport jelenléte jelentősen megváltoztatja a ligandum, és így a képződő komplexek töltését is. Munkánk során több aszparaginsavat és glutaminsavat tartalmazó peptidek réz(ii) és nikkel(ii)ionokkal való komplexképzését vizsgálva arra kerestük a választ, hogy az aszparaginsav, illetve glutaminsav láncbeli helyzete mellett hogyan hat a komplexképződésre a negatív töltés növekedése. Az aszparaginsav és a glutaminsav oldalláncbeli karboxilátcsoportja nem csak fémmegkötőhelyként szerepelhet, hanem a peptidkötés kialakításában is részt vehet. Ez a peptidváz módosulását eredményezi. asonló tulajdonsággal rendelkezik a lizin, amely oldalláncbeli aminocsoportjával is létesíthet peptidkötést. Ez valósul meg az általunk vizsgált AspεLys dipeptidben. Arra is lehetőség van, hogy a lizin mindkét aminocsoportja részt vegyen a peptidkötés kialakításában. A legegyszerűbb ilyen tripeptid a GlyLys(Gly). E két szokatlan szerkezetű peptid réz(ii), nikkel(ii) és cink(ii)ionokkal való komplexképzését tanulmányoztuk. Azt vizsgáltuk, hogy az egyszerű di és tripeptidek komplexképző sajátságaihoz képest milyen különbségeket okoz a peptidváz módosulása. A metalloenzimek másik fontos kötődési helye a hisztidin imidazololdalláncbeli nitrogénje. Ilyen kötődés van például a szénsavanhidrázban, ahol három imidazolgyűrűhöz, a karboxipeptidázban, ahol két imidazolgyűrűhöz és egy karboxilátcsoporthoz kapcsolódik cink(ii)ion. Ezen enzimek aktív centrumában a peptidláncok háromdimenziós szerkezete az imidazolgyűrűket olyan közeli helyzetbe hozza, hogy ugyanahhoz a fémionhoz tudnak koordinálódni. Így ezeknek az enzimeknek jó modelljei lehetnek azok az egyszerű bisz(imidazol2il)származékok, amelyekben a két imidazolgyűrű egy metiléncsoporton keresztül kapcsolódik egymáshoz. A bisz(imidazol2il)metilcsoportot tartalmazó vegyületek vizsgálata kb. 15 éve kezdődött el. Először a legegyszerűbb vegyületek, majd a védett aminocsoportot tartalmazó tripeptidszármazékok komplexképzését tanulmányozták. Ezt követően szisztematikusan vizsgálták, hogy hogyan befolyásolja egy kelátképző csoport jelenléte az aminosavak, illetve a peptidváz komplexképző tulajdonságait. Az oldalláncban gyengén koordinálódó csoportot tartalmazó bisz(imidazol2il)származékok komplexképzési tulajdonságai azonban még nem voltak ismertek. Ezek a vegyületek lehetőséget adtak annak vizsgálatára, hogy hogyan változik a komplexképző sajátság olyan vegyületekben, amelyek terminálisan egy 1

kelátképző csoportot, ugyanakkor oldalláncban koordinálódó csoportot tartalmaznak, ha azokat egyszerű dipeptidekhez, illetve a legegyszerűbb aminosavbisz(imidazol2il) származékokhoz hasonlítjuk. Ugyanakkor ezek a vegyületek a metalloenzimek aktív centrumát is modellezhetik. Így a vizsgálatok két irányba folytatódtak. Egyrészt aszparaginsavat, illetve glutaminsavat tartalmazó bisz(imidazol2il)származékok komplexképző tulajdonságait vizsgáltuk. Ennél a ligandumcsaládnál célunk az volt, hogy az oldalláncban gyengén koordinálódó karboxilcsoportot tartalmazó αaszpartilbisz(imidazol2il)metilamin (αaspbima), α glutamilbisz(imidazol2il)metilamin (αglubima) és γglutamilbisz(imidazol2il)metilamin (γglubima) különböző átmenetifémionokkal való komplexképzését tisztázzuk. Másrészt a u,znsd modellezését egyéb peptidek vizsgálatával folytattuk. A u,znszuperoxiddiszmutáz enzim aktív centrumában mindkét fent említett kötődési hely megtalálható: az aszparaginsav karboxilátcsoportja és a hisztidin imidazolnitrogénje is részt vesz a fémionok koordinálásában. Az enzim fémmegkötésben résztvevő fehérjerésze különböző oligopeptidekkel modellezhető. Ennek vizsgálatára hisztidint és aszparaginsavat tartalmazó ligandumokat (AcisAlaisValis 2, AcisValisAlais 2, Ac isproisalais 2, AcisAlaisProis 2, AcisValGlyAspis 2 és AcisisValGlyAsp 2 ) állítottunk elő és ezek réz(ii)ionnal való komplexképzését tanulmányoztuk. II. ALKALMAZTT VIZSGÁLATI MÓDSZEREK A ligandumok protonálódási állandóit és a különböző sztöchiometriájú komplexek stabilitási állandóit ppotenciometriás módszerrel határoztuk meg (T = 278 K, I = 0,2 mol dm 3 Kl). A kiértékeléshez a PSEQUAD és a SUPERQUAD számítógépes programokat használtuk. A protonálódási mikroállandók meghatározásához 1 MR, a komplexek összetételének és szerkezetének megállapításához UVlátható spektrofotometriás, D és ESR spektroszkópiás méréseket végeztünk. Az aszparaginsav és glutaminsavtartalmú peptideket, valamint az εlyskötést tartalmazó peptideket (1. ábra) a svájci BAEM Feinchemikalen AG cégtől vásároltuk. A bisz(imidazol2il)származékokat (2. ábra) az MTAELTE Peptidkémiai Kutatócsoportjában állították elő. A u,znsd enzim aktív centrumát modellező ligandumokat a Ioanninai Egyetemen (University of Ioannina, Görögország) szilárdfázisú peptidszintézissel állítottam elő. 2

2 ( ) 4 2 AspεLys 2 ( ) 4 GlyLys(Gly) 2 1. ábra: Az εlyskötést tartalmazó vizsgált peptidek szerkezete 2 αaspbima 2 αglubima 2 2 γglubima 2 βalabima 2. ábra: A bisz(imidazol2il)csoportot tartalmazó vizsgált vegyületek szerkezete III. ÚJ TUDMÁYS EREDMÉYEK A vizsgált ligandumok négy csoportba sorolhatóak, a legfontosabb eredményeket csoportonként foglalom össze. 1. Aszparaginsav és glutaminsavtartalmú peptidek Ebben a csoportban 25 karboxilátcsoportot tartalmazó ligandumok (AspAla, AlaAsp, AspVal, ValAsp, GluVal, ValGlu, AspGlu, GluAsp, Asp 2, Glu 2, Asp 3, Glu 3 és Asp 4 ) réz(ii), valamint az utóbbi öt ligandum nikkel(ii)ionokkal való komplexképzését tanulmányoztam. 1.1. Általában elmondható, hogy ennek a funkcióscsoportnak a jelenléte megnöveli a peptid fémionmegkötő képességét, különösen az aszparaginsavtartalmú oligopeptidek esetén. Az terminális aszparaginsavat tartalmazó peptideknél ez az ML komplexek stabilitásában mutatkozik meg. Az ezeknél kialakuló ( 2,β ) koordináció sokkal stabilisabb komplexeket eredményez mint az egyszerű peptideknél megvalósuló ( 2,) kötésmód. 3

1.2. A második helyen levő aszparaginsav ( 2,,β ), a harmadik helyen levő ( 2,,,β ) kötődést tesz lehetővé. Az előbbi az ML 1 összetételű komplexek stabilitásának növekedését okozza, míg az utóbbi az Asp 4 esetén megakadályozza a harmadik amidnitrogén deprotonálódását. Ez utóbbi esetben a kialakuló többszörös negatív töltés szintén akadályozó tényező. 1.3. A glutaminsav oldalláncbeli karboxilátcsoportjával csak héttagú kelátgyűrű alakulhat ki, amelynek képződése nem kedvező, így a γkarboxilátcsoporttal megvalósuló gyenge kölcsönhatás a komplexek stabilitását csak kis mértékben növeli, ugyanakkor a komplexek negatív töltésének növekedése stabilitáscsökkenést okoz. 1.4. Az oldalláncbeli karboxilátcsoportok gyengén savas és semleges ptartományban karboxilátohidas dimer/polimer szerkezetű komplexek kialakulását eredményezik. Az oligomerizáció mértéke a koncentráció növelésével és a hőmérséklet csökkenésével növekszik. 2. εlizinkötést tartalmazó vegyületek Két olyan ligandum (AspεLys és GlyLys(Gly)) réz(ii), nikkel(ii) és cink(ii) ionokkal való komplexképzését tanulmányoztam, amelyekben a lizin εaminocsoportjával vesz részt a peptidkötés kialakulásában. Ez a peptidváz módosulását eredményezi és új koordinációs módokat teremt. 2.1. Az AspεLys ambidentát ligandum, többféle koordinációs mód kialakulására is lehetőség van. A molekula lizinrésze szubsztituált αaminosavnak, az aszpartilrésze szubsztituált β alaninnak tekinthető. Ennek megfelelően öt, illetve hattagú kelátgyűrű alakulhat ki ( 2, ) koordinációval. Emellett az aszpartilrész szubsztituált glicinamidnak is felfogható, ( 2,) és ( 2, ) koordináció is létrejöhet. Ennek megfelelően a ligandum komplexkémiai viselkedése igen összetett. Az egyszerű dipeptidektől eltérően dimer szerkezeteket képez. Az [M 2 L 2 ] komplexben mindkét fémion körül egyegy öt, illetve hattagú kelátgyűrű alakul ki 2( 2, ) koordinációval (3.a. ábra). Ez a koordináció a réz(ii) ionok esetén akadályozza, míg a nikkel(ii) és cink(ii)ionok esetén teljesen meggátolja az amidnitrogén deprotonálódását. Így csak réz(ii)ionokkal alakul ki a 2[( 2, )( 2, )] koordinációt tartalmazó [M 2 L 2 2 ] 2 összetételű komplex (3.b. ábra). 2 u 2 a [u 2 L 2 ] 2 u 2 2 2 u u 2 2 b [u 2 L 2 2 ] 2 3. ábra: A u(ii) AspεLys rendszerben képződő [u 2 L 2 ] (a) és a [u 2 L 2 2 ] 2 (b) komplexek szerkezete 2.2. A GlyLys(Gly) komplexképző tulajdonságai jelentősen eltérnek az egyszerű tripeptidekétől. A GlyLys(Gly) peptidben a ligandum két vége α, illetve βaminosavszerű koordinációt tesz lehetővé, és emellett az amidnitrogének deprotonálódása után szubsztituált dipeptidnek vagy szubsztituált glicinamidnak tekinthető. Ez izomerek képződéséhez vezet, u(ii) és 4

i(ii)ionokkal ( 2,)( 2, ), illetve ( 2,, )( 2,) koordinációt tartalmazó [ML 1 ] makrokelátok alakulnak ki. A u(ii) GlyLys(Gly) rendszerben ez a fő komponens (4.a. és 4.b. ábra), az ESR spektrum jelzi az izomerek jelenlétét és arra utal, hogy azok 1:1 arányban vannak jelen. 2.3. Az oktaéderes geometriájú nikkel(ii) és cink(ii)ionokkal lehetőség van arra, hogy a ligandum két vége egyidejűleg ugyanahhoz a fémionhoz koordinálódjon, ami [ML] + összetételű makrokelát (4.c. ábra) képződéséhez vezet. 2 u 2 2 2 2 a 2 2 2 u b 2 i 2 c 3. Bisz(imidazol2il)metilcsoportot tartalmazó aminosavszármazékok 4. ábra: A GlyLys(Gly)nel képződő [ul 1 ] izomerek (a és b) és a [il] + komplex (c) szerkezete árom oldalláncban karboxilátcsoportot tartalmazó aminosavszármazék (αaspbima, αglubima és γglubima), valamint összehasonlításként a βalabima réz(ii), nikkel(ii), és cink(ii)ionokkal való komplexképzését tanulmányoztam. 3.1. Réz(II)ionokkal valamennyi ligandummal már erősen savas közegben (p 2) a bisz(imidazolil)részen megkezdődik a koordináció. a a karboxilátcsoport kelátképző helyzetben van, azaz az aminocsoporttal öt, vagy hattagú kelátgyűrű alakulhat ki (αaspbima és γglubima), akkor az aminosavszerű koordinációval izomer szerkezetű u 2 L 2 komplexek képződnek (5.a. és 5.b. ábra). Azoknál a ligandumoknál, ahol az amidnitrogén kelátképző helyzetben van (αaspbima, α GluBIMA és βalabima), peptidszerű koordinációval imidazolhidas u 2 L 2 2 komplex (5.c. ábra) jön létre. A γglubimanál, ahol ( 2, ) koordinációval csak héttagú kelátgyűrű alakulhatna ki, nem képződik ez a komplex. 3.2. A lúgos közegben jelentkező extra lúgfogyasztó folyamat a nemkoordinálódó oldalláncot tartalmazó βalabimanál hidroxokomplexképződéssel, a két αaminosavszármazéknál a pirroltípusú nitrogének deprotonálódásával értelmezhető. Feltételezésünk szerint az oldalláncbeli karboxilátcsoport axiális irányú koordinációja révén képes megakadályozni a komplex hidrolízisét. A pirroltípusú nitrogén deprotonálódása új fémionkötőhelyet nyújt, ami a negatív töltésű imidazolátohidat tartalmazó u 3 L 2 4 komplex (5.d. ábra) képződéséhez vezet. Ez a komplex fémionfelesleg esetén a βalabimanál is kialakul. 3.3. ikkel(ii) és cink(ii)ionokkal hasonló összetételű komplexek képződnek, azonban ezek termodinamikai stabilitása kisebb, aminek eredményeként a komplexképződés a nagyobb ptartományok felé tolódik el. Ennek következtében a protonált komplexek koncentrációja kisebb, különösen cink(ii)ionok esetén, és a komplexek stabilitása az IrvingWilliams sornak megfelelően a u(ii) > i(ii) > Zn(II) sorrendben csökken. 5

3.4. Ezekkel a fémionokkal is a bisz(imidazolil)rész a fő fémmegkötőhely savas közegben, azonban a lépcsőzetes stabilitási állandók alapján a kötésmódban különbség van. A réz(ii)ion protonált biszkomplexeiben a 4 donoratom az ekvatoriális kötőhelyeket foglalja el, míg a nikkel(ii) és a cink(ii)ionok szabályos oktaéderes geometriája flexibilisebb kötődést tesz lehetővé. Ennek következtében e két fémionnal nagyobb mennyiségben képződnek biszligandumú komplexek. Ugyanakkor ezen komplexek viszonylag nagy stabilitásuk következtében akadályozzák az amidnitrogén deprotonálódását. A dimer szerkezetű komplexek koncentrációja szintén kisebb, mint a réz(ii)ionok esetén, és a i(ii) αaspbima rendszerben, az amidnitrogén deprotonálódása után monomer qe dimer egyensúly alakul ki. 3.5. Az αglutamilbima és a γglutamilbima deprotonálódási makroállandói mellett a deprotonálódási mikroállandókat is meghatároztuk. Az előbbi ligandumnál az egyes csoportok deprotonálódási sorrendje: Im 1 d d Im 2 d 3 +, és az egyes deprotonálódási lépések egymással jelentősen átfednek, a γglutamilbimanál a sorrend: d Im 1 d Im 2 d 3 +, és ezek a lépések jól elkülönülnek egymástól. 2 a u u 2 2 u u b 2 2 2 u c u 2 5. ábra: Az αaspbimaval képződő [u 2 L 2 ] izomerek (a és b), a [u 2 L 2 2 ] (c) és a [u 3 L 2 4 ] (d) komplexek szerkezete 2 2 u u d u 2 4. A u,znsd enzim aktív centrumát modellező peptidek A u,znsd enzim fémkötőhelyeinek modellezésére előállított peptidek, az Acis AlaisValis 2, AcisValisAlais 2, AcisProisAlais 2, Acis AlaisProis 2, AcisValGlyAspis 2 és az AcisisValGlyAsp 2 réz(ii)ionnal való komplexképzését tanulmányoztuk. 4.1. Ezek a ligandumok igen hatékony fémmegkötők. Savas ptartományban valamennyi ligandumnál megjelenik a ul makrokelát, amelyben 23 hisztidinnitrogén, esetleg az aszparaginsav karboxilátcsoportja koordinálódik (6.a. ábra). A komplex képződése a korábbi modellekhez képest a nagyobb ptartományok felé tolódik el. 4.2. p 7 felett minden rendszerben lejátszódik az amidnitrogén deprotonálódása, ami az Ac isalaisvalis 2, az AcisValisAlais 2 és az AcisisValGlyAsp 2 ligandumok esetén izomer szerkezetű ul 2 és ul 3 összetételű komplexek 6

képződnek, ugyanakkor a prolintartalmú peptideknél és az AcisValGlyAspis 2 csak egyféle komplexszerkezet valósulhat meg. 4.3. Az AcisAlaisValis 2 és az AcisValisAlais 2 peptidek két ekvivalens réz(ii)ion megkötésére is képesek, amikoris u 2 L 2, u 2 L 4, u 2 L 5 és u 2 L 6 komplexek (6.b. és 6.c. ábra) jelennek meg az oldatban. u 2 u u 2 a b 6. ábra: A u(ii) AcisAlaisValis 2 r endszerben képződő [ul] (a), [u2l 4 ] (b) és 2 [u2l 6 ] (c) komplexek feltételezett szerkezete u u 2 c IV. AZ EREDMÉYEK ASZSÍTÁSI LEETŐSÉGEI Vizsgálataink célja az volt, hogy különböző átmenetifémionok aminosav és peptidszármazékokkal való kölcsönhatását tanulmányozzuk. A vizsgált ligandumok oldalláncukban a metalloenzimek fő fémmegkötőhelyéül szolgáló karboxil és/vagy imidazolilcsoportot tartalmaznak. A bisz(imidazol2il)származékok komplexképző tulajdonságainak tanulmányozása során sikerült olyan komplexet kimutatni az oldatban, amelyben a u,znsd enzim aktív centrumában is megtalálható imidazolátohidas szerkezet alakul ki. Ebben a komplexben a pirroltípusú nitrogének deprotonálódása szokatlanul kis pn, már fiziológiás ptartományban lejátszódik, így ezen ligandumok átmenetifémkomplexei potenciális SD modellek lehetnek. A hisztidintartalmú vegyületek vizsgálatával szintén a u,znsd enzim aktív centrumában található fehérjelánc fémionokkal való kölcsönhatását próbáltuk modellezni. A vizsgált ligandumokkal kialakulnak az enzim fémmegkötőhelyénél megfigyelhető torzult szerkezetek, és ezen komplexek képződése a korábbi modellvegyületekhez képest a nagyobb ptartományok felé tolódik el. Munkánk alapkutatás, azonban a nyert információk hozzájárulnak a fémionok és proteinek közötti kölcsönhatás megértéséhez. 7

V. TUDMÁYS PUBLIKÁIÓK Az értekezés alapját képző közlemények 1. silla Kállay, Katalin Várnagy, Imre Sóvágó, Daniele Sanna and Giovanni Micera Potentiometric and spectroscopic studies on the transition metal complexes of GlyLys(Gly) and AspεLys J. hem. Soc., Dalton Trans. (2002) 92. 2. Katalin Várnagy, Katalin Ősz, silla Kállay and Imre Sóvágó The effect of side chain donor groups on the coordination ability of the bis(imidazol2 yl) ligands Prog. oord. Bioinorg. hem., 6 (2003) 95. 3. silla Kállay, Manuela attari, Daniele Sanna, Katalin Várnagy, elga SüliVargha, Imre Sóvágó and Giovanni Micera opper(ii) complexes of amino acid derivatives of bis(imidazol2yl)methyl residue ew J. hem., 28 (2004) 727. 4. Katalin Ősz, Gábor Lente, silla Kállay ew protonation microequilibrium treatment in the case of some amino acid and peptide derivatives containing bis(imidazolyl)methyl group J. Phys. hem. B, 109 (2005) 10391047. 5. silla Kállay, Imre Sóvágó, Katalin Várnagy, Daniele Sanna and Manuela attari Transition metal complexes of oligopeptides containing aspartic and/or glutamic acid residues J. Inorg. Biochem. 99 (2005) 1514 1525. Az értekezésben részletesen nem tárgyalt közlemény 6. Daniele Sanna, Giovanni Micera, silla Kállay, Viktória Rigó and Imre Sóvágó opper(ii) complexes of terminal protected tri and tetrapeptides containing histidine residues J. hem. Soc., Dalton Trans. (2004) 2702. Előadások 1. Kállay silla Aszparaginsavat és lizint tartalmazó peptidek átmenetifémkomplexei XXV. TDK, Kémiai és Vegyipari Szekció, Koordinációs Kémiai Alszekció, 2001. április 10 12., Gödöllő. 2. Várnagy Katalin, Ősz Katalin, Kállay silla, Sóvágó Imre és Süliné Vargha elga ldalláncbeli donorcsoportok hatása a bisz(imidazolil) származékok komplexképző sajátságaira XXXVII. Komplexkémiai Kollokvium, 2002. május 2931., Mátraháza. 3. Kállay silla és Várnagy Katalin ldalláncban karboxilcsoportot tartalmazó aminosavak bisz(2imidazolil)metilszármazékainak átmenetifémkomplexei XXV. Kémiai Előadói apok, 2002. október 2830., Szeged. 4. Katalin Várnagy, Katalin Ősz, silla Kállay and Imre Sóvágó The effect of side chain donor groups on the coordination ability of the bis(imidazol2 yl) ligands 8

19 th International onference on oordination and Bioinorganic hemistry, 2003. június 2 6., Smolenice, Szlovákia. 5. Kállay silla, Sóvágó Imre és Várnagy Katalin Aszparaginsav és/vagy glumaminsavtartalmú oligopeptidek átmenetifémkomplexei XXXIX. Komplexkémiai Kollokvium, 2004. május 2628., AgárdGárdony. 6. Katalin Várnagy, Katalin Ősz, silla Kállay and Imre Sóvágó oordination chemistry of amino acid and peptide derivatives containing bis(imidazol 2yl)methyl residue XXXVIth International onference on oordination hemistry, 2004. július 1823., Merida, Mexikó. 7. Imre Sóvágó, Katalin Ősz, Zoltán agy, silla Kállay, Viktória Rigó, Daniele Sanna, Giovanni Micera, Giuseppe Pappalardo and Enrico Rizzarelli opper(ii) complexes of peptides of histidine. Models of the binding sites of the enzyme uznsd and prion proteins 7th European Biological Inorganic hemistry onference, 2004. augusztus 29szeptember 2., GarmischPartenkirchen, émetország (Book of Abstracts, p. 49). 8. Rigó Viktória, Kállay silla és Sóvágó Imre A u,zn SD enzim aktív centrumának modellezésére alkalmas hisztidintartalmú peptidek u(ii)komplexeinek oldategyensúlyi vizsgálata Fiatal kárpátaljai magyar kutatók a természettudományi kutatásban, 2004. október 30., Beregszász, Ukrajna (Abstract könyv, 32. old.). 9. Rigó Viktória, Kállay silla és Sóvágó Imre A u,zn SD enzim aktív centrumának modellezésére alkalmas hisztidintartalmú peptidek u(ii)komplexeinek oldategyensúlyi vizsgálata X. emzetközi Vegyészkonferencia, 2004. november 1214., Kolozsvár, Románia (Abstract könyv, 259. old.). 10. Várnagy Katalin, Ősz Katalin, Kállay silla és SüliVargha elga Bisz(imidazol2il) csoportot tartalmazó aminosav és peptidszármazékok komplexképző sajátságai XL. Komplexkémiai Kollokvium, 2005. május 1820., Dobogókő. 11. silla Kállay, Katalin Várnagy, Imre Sóvágó, Gerasimos Malandrinos and ick adjiliadis opper(ii) complexes of pentapeptides related to the active site of u,znsuperoxide dismutase 20th International onference on oordination and Bioinorganic hemistry, 2005. június 5 10., Smolenice, Szlovákia (Book of Abstracts, p. 54). Poszterek 1. Imre Sóvágó, silla Kállay, Katalin Várnagy, Giovanni Micera and Daniele Sanna Transition metal complexes of oligopeptides containing εamide bond 10 th International onference on Bioinorganic hemistry, 2001. augusztus 2631., Firenze, laszország J. Inorg. Biochem., 2001, 86, 439. 2. Katalin Várnagy, Katalin Ősz, silla Kállay, Imre Sóvágó, elga SüliVargha, Giovanni Micera and Daniele Sanna 9

The effects of side chain donor groups on the complexation of amino acid and peptide derivatives containing bis(midazol2yl) group XXXVth International onference on oordination hemistry, 2002. július 2126., eidelberg, émetország (Book of Abstracts p. 366). 3. silla Kállay, Katalin Várnagy, elga SüliVargha, Daniele Sanna and Giovanni Micera The effect of carboxylate group on the complexation of amino acid derivatives of bis(imidazol2yl) group 28 th International onference on Solution hemistry, 2003. augusztus 2328., Debrecen (Book of Abstracts, p. 208). 4. silla Kállay, Katalin Várnagy, elga SüliVargha, Daniele Sanna and Giovanni Micera The effect of carboxylate group on the complexation of amino acid derivatives of bis(imidazol2yl) group IXth International Symposium on Inorganic Biochemistry, 2003. szeptember 47., Szklarska Poręba, Lengyelország (Book of Abstracts, p. 56). 5. silla Kállay, Katalin Várnagy, elga SüliVargha, Daniele Sanna and Giovanni Micera The effect of carboxylate group on the complexation of amino acid derivatives of bis(imidazol2yl) group ST D20 Midterm Evaluation Meeting, 2003. szeptember 1214., Triest, laszország (Book of Abstracts, p. 83). 6. silla Kállay, Manuela attari, Daniele Sanna, Imre Sóvágó, Katalin Várnagy and Giovanni Micera Transition metal complexes of oligopeptides containing aspartic and/or glutamic acid residues 7th European Biological Inorganic hemistry onference, 2004. augusztus 29szeptember 2., GarmischPartenkirchen, émetország (Book of Abstracts, p. 197). 7. Katalin Ősz, Gábor Lente and silla Kállay ew method of calculating protonation microequilibrium constants and its use for some bis(imidazolyl)methyl derivatives 7th European Biological Inorganic hemistry onference, 2004. augusztus 29szeptember 2., GarmischPartenkirchen, émetország (Book of Abstracts, p. 265). 8. Katalin Várnagy, Katalin Ősz, silla Kállay, lga Szilágyi, Manuele attari, Daniele Sanna, Imre Sóvágó and Giovanni Micera oordination chemistry of amino acid and peptide derivatives containing bis(imidazol 2yl)methyl residue 7th European Biological Inorganic hemistry onference, 2004. augusztus 29szeptember 2., GarmischPartenkirchen, émetország (Book of Abstracts, p. 347). 9. Katalin Várnagy, silla Kállay and Daniele Sanna Solution equilibria of copper(ii) complexes of ligands containing aspartic acid 29th International onference on Solution hemistry, 2005. augusztus 2125., Portorož, Slovenia (Book of Abstracts, p. 200). 10. Katalin Várnagy, silla Kállay and Daniele Sanna Solution equilibria of copper(ii) complexes of ligands containing aspartic acid Xth International Symposium on Bioinorganic hemistry, 2005. szeptember 2025., Szklarska Poręba, Lengyelország (Book of Abstracts, p. 108). 10