Zdroik Katarzyna

Zakład Dydaktyczny Chemii Organicznej
Pracownia Syntezy Organicznych Nanomateriałów i Biomolekuł

Synteza i badanie enzymatycznych przemian metylowych pochodnych L-tyrozyny

Katarzyna Zdroik

Promotor: Dr Małgorzata Pająk

L-Tyrozyna (L-Tyr) to endogenny aminokwas biorących udział w syntezie białek. L-Tyr uczestniczy w melanogenezie, gdzie przekształcana jest do melaniny. Pierwszym etapem tego szlaku jest hydroksylacja L-Tyr do L-DOPA, katalizowana przez tyrozynazę.

W ostatnich latach metylowe pochodne L-Tyr znalazły zastosowanie w medycynie nuklearnej jako radiofarmaceutyki do diagnozowania oraz leczenia chorób nowotworowych. Przykładem takich związków są: 3-[¹⁸F]-fluoro-α-metylo-L-Tyr, 3-[¹²⁵I]-jodo-α-metylo-L-Tyr, N-metylo-L-Tyr oraz O-[¹¹C]-metylo-L-Tyr. Metylowe pochodne L-Tyr posiadają korzystniejsze właściwości niż stosowana dotąd ¹⁸F-fluorodeoksyglukoza, ponieważ szybciej wykrywają zmiany nowotworowe oraz mogą gromadzić się w istocie szarej i stanach zapalnych.

Niestety, wiele z tych związków nie zostało całkowicie przebadanych. Zanim zostaną podane pacjentowi, konieczne jest sprawdzenie jak podstawnik metylowy wpływa na metabolizm danej pochodnej w organizmie ludzkim. Do tego celu postanowiono wykorzystać metodę kinetycznych (KIE) i rozpuszczalnikowych (SIE) efektów izotopowych, która wymaga zastosowania związków selektywnie znakowanych izotopami wodoru.

W ramach niniejszej pracy magisterskiej przeprowadzono badania kinetyki reakcji hydroksylacji L-Tyr do L-DOPA dla dwóch pochodnych: α-metylo- oraz N-metylo-L-Tyr w środowisku buforu protonowanego i deuterowanego. Dodatkowo zbadano kinetykę reakcji hydroksylacji dla pochodnych znakowanych deuterem w pierścieniu aromatycznym, które otrzymano na drodze wymiany izotopowej w podwyższonej temperaturze i środowisku kwaśnym. Pozwoliło to wyznaczyć KIE oraz SIE na V_max oraz na V_max/K_m dla powyższych reakcji. Otrzymane dane pozwoliły na określenie mechanizmu działania enzymu tyrozynazy.

Literatura:
[1] Shikano N., Kanai Y., Kawai K., Ishikawa N., Endou H., Nucl Med Biol. 2002, 30, 31.
[2] Kersemans V., Cornelissen B., Kersemans K., Dierckx R. A., De Spiegeleer B., Mertens J., Slegers G., Nucl Med Biol. 2006, 33, 111.
[3] Kączkowski J., Podstawy biochemii, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005.