Woźniak Adrian

Zakład Chemii Fizycznej i Radiochemii
Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii

Synteza i badanie biotransformacji chloropochodnych L-tryptofanu

Adrian Woźniak

Promotor: dr Elżbieta Winnicka

W ciągu ostatnich kilku lat wzrosło zainteresowanie halogenowymi pochodnymi L-tryptofanu. Wprowadzenie atomu halogenu do cząsteczek aminokwasów powoduje zmiany w ich aktywności biologicznej, biodostępności i stabilności metabolicznej ze względu na rozmiar i wysoką elektroujemność podstawnika halogenowego. Taka zmiana właściwości powoduje, że halogenopochodne L-tryptofanu są kluczowymi prekursorami do syntezy antybiotyków peptydowych i dodatkowo posiadają właściwości inhibicyjne. [1]Podstawniki halogenowe są również dobrymi grupami opuszczającymi w reakcjach substytucji nukleofilowej, dzięki czemu omawiane pochodne mogą być również używane jako bloki budulcowe w syntezie bardziej złożonych struktur.

Celem mojej pracy magisterskiej była synteza czterech chloropochodnych L-tryptofanu: 6’-Cl-L-tryptofanu, 7’-Cl-L-tryptofanu, 6’-Cl-[2-²H]-L-tryptofanu oraz 7’-Cl-[2-²H]-L-tryptofanu. Otrzymane pochodne wykorzystałem w celu wyznaczenia parametrów kinetycznych (V_max, K_M oraz V_max/K_M) reakcji ich rozkładu katalizowanych przez enzym tryptofanazę (Tpase, EC 4.1.99.1) w wodzie zwykłej (H₂O) lub deuterowanej (²H₂O).

Tryptofanaza jest enzymem odpowiedzialnym za katalizowanie reakcji rozkładu L-tryptofanu oraz jego halogenopochodnych do indolu (lub odpowiedniego halogenoindolu), kwasu pirogronowego oraz amoniaku. [2] Kwas pirogronowy pod wpływem enzymu dehydrogenazy L-mleczanowej (LDH, EC 1.1.1.27) ulega redukcji do kwasu L-mlekowego. W odpowiednich warunkach reakcja ta jest odwracalna. Do zbadania przebiegu tych reakcji zastosowałem metodę kinetycznych (KIE) i rozpuszczalnikowych (SIE) efektów izotopowych. Przebieg zachodzących reakcji monitorowałem spektrofotometrycznie, wykonując pomiar absorbancji przejścia formy zredukowanej NADH (λ_max= 340 nm), do formy utlenionej NAD+ (λ_max= 260 nm). Otrzymane wartości absorbancji posłużyły mi do obliczenia szukanych parametrów kinetycznych, które ostatecznie wykorzystałem do wyznaczenia wartości KIE i SIE.

Literatura:
[1] D. R. M. Smith, T. Willemse, D. S. Gkotsi, W. Schepens, B. U. W. Maes, S. Ballet, R. J. M. Goss, Organic Letters, 2014, 16, 2622-2625.
[2] https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/tryptophanase.