Heterociklinių oksimų oksidacijos katalizuojamos peroksidazėmis tyrimas

Abstract

Naudojant spektrofotometrinius metodus ištirtos naujų 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepinų oksimų, 1 – 6 junginių, savybės įvairiuose tirpikliuose. Nustatytos junginių spektrinių charakteristikų priklausomybės nuo jų struktūros. Ciklinės voltamperometrijos metodu nustatytos visų tirtų junginių oksidacijos potencialų reikšmės. Naudojant spektrofotometrinį metodą ištirta junginių oksidacija katalizuojama grybine rekombinantine Coprinus cinereus (rCiP) ir augaline krienų (HRP) peroksidazėmis. Gautos reakcijų greičių priklausomybės nuo 1 – 3 junginių ir vandenilio peroksido koncentracijų. Nustatytos tariamųjų Km ir Vmax reikšmės, apskaičiuotos katalitinės ir oksidacinės, redukcinės konstantos. Ištirta buferinio tirpalo pH įtaka peroksidazėmis katalizuojamiems virsmams. Nustatytos 1 – 3 junginių oksidacijos greičių priklausomybės nuo buferinio tirpalo pH, bei katalizėje dalyvaujančių amino rūgščių pKa reikšmės. Aukšto slėgio chromatografijos ir masių spektrometrijos (HPLC-MS) metodu ištirtos oksidacijos reakcijų metu susidarančių produktų molekulinės masės priklausomai nuo terpės pH. Pasiūlytos galinčių susidaryti produktų struktūros ir jų virsmai reakcijų metu. Naudojant kvantinės mechanikos metodus nustatyti globalūs molekulių deskriptoriai ir įvertintos lokalios reaktingumo sritys, analizuojami sugerties spektrai. Pateikiami tirtų oksimų sąveikos su rCiP peroksidaze modeliavimo rezultatai.

Spectral methods were used to characterize new 1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepine oximes, 1 – 6 compounds, in various solvents. Spectral dependencies on oximes derivatives structures were determined. Oximes derivatives oxidation was studied by cyclic voltammetry in chosen solvents. Oxidation potentials and structure-properties dependencies were determined. Oxidations of oximes, 1 – 3 compounds, derivatives catalyzed by recombinant Coprinus cinereus peroxidase and Horse Radish peroxidase (HRP) were studied spectrophotometrically. The reaction rate dependencies on the substrate and hydrogen peroxide concentrations were obtained. Values of apparent Km and Vmax, catalytic and oxidation, reduction (ox/red) constants were calculated. Dependencies of the oxidation rate catalyzed by peroxidases of 1 – 3 compounds on pH of buffer solution were determined and pKa values of amino acids responsible for catalysis rate were determined. HPLC-MS analyses were performed to study oxidation reaction mixtures catalyzed by rCiP at different pH of buffer solution. Based on the results obtained suggestions of possible products structures were made. Quantum mechanical computational investigation of oximes as well as docking into rCiP enzyme active site were performed.