NH2 HO2C H3C O O OH CH3 O aldehyd malonowy acetylolizyna

TEMATYKA PRAC MAGISTERSKICH 2012/2013
Dr hab. Donata Pluskota-Karwatka
Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Organicznej
SYNTEZA ADDUKTU N α-ACETYLOLIZYNY Z ALDEHYDEM MALONOWYM
I METYLOGLIOKSALEM. BADANIA REAKTYWNOŚCI OTRZYMANEGO ZWIĄZKU
WOBEC BIOCZĄSTECZEK
Aldehyd malonowy i metyloglioksal są szeroko wykorzystywane w przemyśle, a więc
w konsekwencji obecne w otaczającym nas środowisku, ale ich źródłem mogą być takŜe
procesy komórkowe. Jako reaktywne związki elektrofilowe wymienione aldehydy mogą
generować zmiany w materiale genetycznym, mogą równieŜ modyfikować aminokwasy
w białkach tworząc addukty, które w wyniku dalszych przekształceń mogą ulec przemianie
w tzw. AGEs (advanced glycation end products). PodwyŜszony poziom AGEs w organizmie
łączy się z patologiami związanymi m.in. z cukrzycą czy chorobą Alzcheimera.
HO2C
NH2
CH3
O
OH
aldehyd
malonowy
H3C
O
O
acetylolizyna
metyloglioksal
Celem pracy będzie synteza adduktu powstającego w reakcji Nα-acetylolizyny
z metyloglioksalem w obecności aldehydu malonowego, a następnie przeprowadzenie badań
reaktywności otrzymanego związku wobec zasad DNA i aminokwasów.
Termin konsultacji: 14-17 listopada, godz. 10-15, pokój 127
1
Dr hab. Donata Pluskota-Karwatka
Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Organicznej
BADANIA REAKTYWNOŚCI ADDUKTU 2’-DEOKSYADENOZYNY Z ALDEHYDEM MALONOWYM
I METYLOGLIOKSALEM (M1MGX-DA), A TAKśE JEGO GLIOKSALOWEGO ANALOGU
(M1GX-DA) WOBEC BIAŁKA SUROWICY KRWI (BSA)
Glioksal oraz metyloglioksal jako związki elektrofilowe reagują z zasadami kwasu
deoksyrybonukleinowego tworząc pochodne zwane adduktami. W reakcji glioksalu
i odpowiednio metyloglioksalu z 2’-deoksyadenozyną, w obecności aldehydu malonowego
powstają addukty przedstawione na poniŜszym rysunku
O
O
O
O
N
N
N
N
N
H3C
N
N
N
N
dR
N
dR
M1MGx-dA
M1Gx-dA
Zarówno addukt glioksalu (M1Gx-dA) jak i metyloglioksalowa pochodna (M1MGx-dA),
posiadają ugrupowanie aldehydowe i potencjalnie mogą tworzyć tzw. wiązania krzyŜowe
z aminokwasami. Wiązania takie powstają w reakcji wymienionych adduktów
z Nα- oraz Nε-acetylolizyną.
Istotę pracy będą stanowiły badania reaktywności obu adduktów wobec BSA (bovine
serum albumin). Celem będzie zbadanie moŜliwości powstawania wiązań krzyŜowych
pomiędzy M1Gx-dA i odpowiednio M1MGx-dA, a resztami lizyny wchodzącymi w skład
BSA.
Termin konsultacji: 14-17 listopada, godz. 10-15, pokój 127
2
Dr hab. Donata Pluskota-Karwatka
Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Organicznej
BADANIA REAKTYWNOŚCI METYLOGLIOKSALU WOBEC Nα-ACETYLOHISTYDYNY
W OBECNOŚCI ALDEHYDU MALONOWEGO
Histydyna, obok lizyny oraz argininy naleŜy do grupy najbardziej reaktywnych
w stosunku do powstających wewnątrzustrojowo związków karbonylowych, aminokwasów.
Aldehyd malonowy i metyloglioksal jako produkty procesów komórkowych obecne
są w naszym organizmie i potencjalnie mogą reagować z istotnymi dla Ŝycia cząsteczkami
białek czy kwasów nukleinowych. Metyloglioksal w reakcji z Nα-acetylolizyną tworzy
w obecności aldehydu malonowego addukt zawierający fragmenty strukturalne pochodzące
od obu aldehydów.
O
N
O
OH
N
NH2
H
aldehyd
malonowy
CH3
CH2 CHCOH
histydyna
O
metyloglioksal
Celem pracy będzie zbadanie moŜliwości powstawania tego typu adduktu w reakcji
metyloglioksalu i aldehydu malonowego z Nα-acetylohistydyną.
Termin konsultacji: 14-17 listopada, godz. 10-15, pokój 127
3
Dr hab. Donata Pluskota-Karwatka
Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Organicznej
TWORZENIE WIĄZAŃ KRZYśOWYCH POMIĘDZY Nα-ACETYLOHISTYDYNĄ, A ADDUKTEM
2’-DEOKSYADENOZYNY Z ALDEHYDEM MALONOWYM I METYLOGLIOKSALEM (M1MGX-DA)
Metyloglioksal jako związek elektrofilowy reaguje z zasadami kwasu
deoksyrybonukleinowego tworząc pochodne zwane adduktami. W reakcji metyloglioksalu
z 2’-deoksyadenozyną, w obecności aldehydu malonowego powstaje addukt przedstawiony
poniŜej, oznaczony jako M1MGx-dA.
O
O
N
H3C
N
N
O
N
CH2 CHCOH
N
N
N
H
NH2
dR
histydyna
M1MGx-dA
Związek ten, posiada ugrupowanie aldehydowe i potencjalnie moŜe tworzyć tzw. wiązania
krzyŜowe z aminokwasami. Wiązania takie powstają w reakcji M1MGx-dA
z Nα- oraz Nε-acetylolizyną.
Istotę pracy będą stanowiły badania reaktywności M1MGx-dA wobec
α
N -acetylohistydyny. Celem będzie charakterystyka strukturalna powstających ewentualnie
modyfikacji oraz wyjaśnienie mechanizmu ich tworzenia.
Termin konsultacji: 14-17 listopada, godz. 10-15, pokój 127
4
Dr hab. Donata Pluskota-Karwatka
Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Organicznej
OPRACOWANIE METODY SYNTEZY OLIGONUKLEOTYDÓW ZAWIERAJACYCH ADDUKT
2’-DEOKSYCYTYDYNY Z ALDEHYDEM MALONOWYM I OCTOWYM (M1AA-DC)
Aldehyd malonowy tworzy z 2’-deoksycytydyną w obecności aldehydu octowego
addukt M1AA-dC. Addukt ten powstaje równieŜ w reakcji DNA z grasicy cielęcej poddanym,
w warunkach zbliŜonych do fizjologicznych, działaniu mieszaniny obu aldehydów. Aldehyd
malonowy, jak równieŜ octowy naleŜą do grupy powstających endogennie związków
karbonylowych. W konsekwencji nie moŜna wykluczyć, iŜ M1AA-dA tworzy się równieŜ
in vivo.
O
N
H 3C
N
N
O
dR
M1AA-dC
Dla celów przeprowadzenia badań dotyczących znaczenia biologicznego danej modyfikacji
niezbędne jest umieszczenie adduktu w określonej sekwencji nukleozydów. Jedna z metod
syntezy oligonukleotydów zawierających strukturalnie zmodyfikowaną zasadę wymaga
przygotowania amidofosforynowej pochodnej adduktu.
Celem badań będzie opracowanie metody syntezy amidofosforynu M1AA-dC.
Termin konsultacji: 14-17 listopada, godz. 10-15, pokój 127
5
Dr hab. Donata Pluskota-Karwatka
Zakład Syntezy i Struktury Związków Organicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Organicznej
NANOWZORNICTWO WARSTW ORGANICZNYCH ZWIĄZKAMI WYKAZYJĄCYMI NATURALNĄ
FLUORESCENCJĘ
Celem pracy będzie wykorzystanie pochodnych nukleozydów do modyfikacji warstw
organicznych na powierzchniach stałych. Wysokość monowarstwy organicznej określona jest
mniej więcej długością cząsteczki i wynosi od jednego do kilku nanometrów. Terminalne
grupy funkcyjne cząsteczek łączą się z powierzchnią stałą, na której chemicznej modyfikacji
ulega jedynie wierzchnia warstwa atomów.
O
O
O
N
N
N
N
O
N
N
dR
O
N
N
N
O
O
N
N
N
N
R
N
dR
N
O
N
R
R= ryboza, dR=deoksyryboza
Zastosowanie
przedstawionych
na
rysunku
pochodnych
nukleozydów
charakteryzujących się naturalną fluorescencją, umoŜliwi otrzymanie znakowanej warstwy
organicznej. Pochodne te stanowią addukty odpowiednich zasad DNA oraz aldehydu
malonowego i octowego.
Termin konsultacji: 14-17 listopada, godz. 10-15, pokój 127
6