Біологічна активність координаційних сполук СО(ІІ)/ СО(ІІІ), СU(ІІ)/ СU(ІІІ) з s, n, o-лігандним оточенням

Синтез та дослідження координаційних сполук з різними біометалами Со(ІІ)/ Со(ІІІ), Сu(ІІ)/ Сu(ІІІ), Fe(ІІ)/ Fe(ІІІ), Ni(ІІ)/ Ni(ІІІ), Mn(ІІ), Zn та різними S, N, O-вмісними органічними лігандами є важливим як для хімії координаційних сполук, так і для біокоординаційної хімії, так як дозволяє не лише дослідити вплив природи центрального атома на склад, структуру та просторову будову комплексних сполук, а і дослідити можливість направленого синтезу високоефективних біопрепаратів на їх основі.

- використання в синтезі біокоординаційних сполук фізіологічно активних лігандів та біометалів, що дає можливість отримати сполуки та препарати, що мають високу специфічну ефективність при різних патологіях. Крім того, відмічено, що комплексоутворення часто приводить до зменшення токсичності, зростання біоактивності і виявлення нових корисних властивостей, раніше невідомих для субстанції [1 – 3];
- послідовної заміни як самого центрального атома в різних ступенях окиснення, так і його лігандного оточення з наступним дослідженням специфічної активності комплексних сполук, що дозволяє визначити фундаментальні залежності в ланцюзі: "будова – біоактивність" та внести необхідні корективи на стадії направленого синтезу таких сполук;
- можливість моделювання і дослідження складних біопроцесів, що протікають у живому організмі, на більш простих і доступних об'єктах "ізольованого" типу (in vitro), з наступним перенесенням отриманих результатів на біопроцеси, що протікають за участі біометалів (in vivo).
       Так, в роботі [4] було досліджено направлений синтез біокомплексів із заданою специфічною активністю, яка суттєво залежить від їх хімічної природи [5, 6]. Були синтезовані комплекси Со(ІІ)/ Со(ІІІ) на основі вітаміна U (МетSClH), ? – кетоглутарової кислоти, а також їх змішаних комплексів з гліцином – GlyH, глютаміновою кислотою – GluH2, N–саліцилоденметил-метіонінсульфоніл хлоридом–HSal–MetSCl(H). Для комплексів деяких родів в залежності від природи центрального атома встановлена наступна послідовність значення токсичності:
Ni2+ > Zn2+ > Mn2+ > Cu2+ > Co2+ > Co3+ > Cr3+.

       В роботі [1] було запропоновано декілька біомоделей купрумвмісних білків, до синтезу яких входили три типи донорних атомів, а саме Оксиген (карбоксилат- і фенолят-іони і вода), Нітроген (амін, амід-аніон, імідазол) і Сульфур (тіоетер і тіоаніон) з утворенням квадратноплощинної, квадратнопірамідальної, тригональнобіпірамідальної, октаедричної і тетраедричної конфігурації замісників. Так, Босніх [8] дослідив деякі купрумвмісні моделі, що наведені на схемі 2.

       Відмічено, що Cu (I)/Cu (II) виконує ряд важливих біохімічних функцій. Вона стабілізує стінки деяких кровоносних судин, в тому числі і аорт, і оболонки спинного мозку. Йони купруму приймають також участь в процесі вироблення організмом кольорових пігментів шкіри, волосся, очей, а також в синтезі in vivo гемоглобіну.

 

       В ряді робіт [9 – 11] обговорювалось створення та дослідження біоміметичних моделей блакитних мідних білків, що відповідають за зовнішньосферний електронний перенос в біонеорганічних системах [12], а пізніше було досліджено комплексні сполуки Cu (IІ)/Cu (IІI), як модельні системи поліметалічних гідролаз [13]. На схемі 3 наведені ліганди та біологічно активні координаційні центри [Cuⁿ⁺N₄], (n = 2, 3).

       В роботах [14, 15] досліджено синтез координаційних сполук Cu (IІ)/Cu (IІI) на основі ароматичних та гетероциклічних тіоамідів. Роботу проводили, виходячи із раніше відмічених головних факторів направленого синтезу потенційно біологічно активних координаційних сполук:

- використання біометалу (іони Cu (IІ)/Cu (IІI), Cо (IІ)/Cо (IІI)), біолігандів (ароматичні та гетероциклічні тіоаміди);
- можливості змінювати біометали, їх ступені окиснення та лігандне оточення з метою встановлення фундаментальної залежності "структура – біоактивність" для даного класу сполук;
- можливості використовувати та досліджувати синтезовані комплексні сполуки, перш за все перехідних 3d-металів, в якості модельних систем важливих біохімічних процесів.

       Моделювання поліметалічних гідролаз [13] 

       На схемі 4 наведені тіоамідні ліганди та можливі біологічно активні координаційні центри Cu (I), Cu (II) та Cu (III).

Таким чином, наведений огляд останніх робіт синтезу координаційних сполук біометалів із потенційно біологічно активними лігандами показав високу зацікавленість різних науковців, а також перспективність проведення таких досліджень, як з точки зору суто фундаментальних досліджень в галузі координаційної і біонеорганічної хімії, так і з точки зору практичного впровадження їх як біологічно активних медичних субстанцій.

 

1. Дюга П. Биоорганическая химия / П. Дюга, К Пенни. – М.: Мир, 1983. – С. 343 – 396.
2. Крисс Е. Е. Координационные соединения в медицине / Е. Е. Крисс, И. И. Волченскова,
А. Н. Григорьева. – Киев: Наукова думка, 1986. – 215 с.
3. Акбаров А. Б. Проблемы солвременной бионеорганической химии / А. Б. Акбаров,
В. Х. Темиходжаев – Новосибирск, Наука, 1986. – С. 10 – 16.
4. Акбаров А. Б. Некоторые аспекты направленного синтеза биокомплексов с заданной специфической активностью / А. Б. Акбаров, Ю. Я. Харитонов //.1378Докл. АНСССР. – 1990, Т.310. - № 1. – С. 103 – 106.
5. Яцимирский К. Б. Введение в бионеорганическую химия / К. Б. Яцимирский. – Киев: Наукова думка, 1976. – 141 с.
6. Бионеорганическая химия защиты растений / Б. А. Бовыкин, В. Г. Карцев, А. М. Омель-ченко [и др.]. – Днепропетровск, 1991. – 284 с.
7. Акбаров А. Б. Биокомплексы 3d-металлов: синтез и исследование / А. Б. Акбаров,
Ю. Я. Харитонов // Докл. АНСССР. – 1989, Т.309. – № 6. – С. 1374.
8. Amundsen A. R. Bsological analogues on the yature of binding sites of copper-containing proteins / A. R Amundsen, J. Whelan, B. Bosnich // J. Amer. Cgem. Soc. – 1977. – Vol. 99. – P. 6730 – 6739.
9. Новые азометановые хелаты с N, S (Se)-лигандным окружением, моделирующие активные центры непорфириновых металлопротеинов / А. И. Ураев, А. Л. Ниворожкин, А. С. Анцишкина [и др.] // Докл. РАН – 1997, Т.356. – № 2. – С. 212 – 215.
10. Биометические металл-хелаты меди (II c N, S, (O, Se)-лигандным окружением – новые синтетические модели активных центров медьсодержащих протеинов / А. И. Ураев,
А. Л. Ниворожкин, О. Ю. Коршунов [и др.] //Координац. химия. – 1999, Т. 25. – № 1. –
С. 79 – 80.
11. Синтез, строение и спектральные свойства биометических азометиновых металлхелатов с хромофорами CuN2S2, CuN2O2 и CuN2Se2. Кристаллическая структура бис[4–(бензил)альдимино–3–метил–1–фенил 5–пиразолтиолато]меди(II) / А. И. Ураев,
А. Л. Ниворожкин, Г. И. Бондаренко [и др.] // Изв. РАН. Серия хим. – 2000. – № 11. –
С. 1891 – 1896.
12. Малкин Р. Неорганическая биохимия / Р. Малкин. – М.: Мир, 1978. – Т. ". – С. 94 – 112.
13. Фрицкий О. И. Полиядерные координационные соелинения переходных металлов с азотсодержащими лигандами в моделировании активных центров металлоферментов. – Автореферат … д.х.н., 02.00.01 – неорганічна хімія, Київ, 2003. – 350с.
14. Ранский А. П. Координационніе соелинения некоторіх 3d-металлов с ароматическими и гетероциклическими тиоамидами. – Дис …. Д.х.н., 02.00.01 – неорганическая химия, Днепропетровск, 2003. – 327 с.
15. Панасюк А. Г. Синтез и рентгеноструктурный анализ гидроперхлората {перхлорато-бис[бензимидазол – 2- N – (4 - метоксифенил)карботиамидато]меди(II)} / А. Г. Панасюк, А. П. Ранский, З. Г. Алиев // Координац. химия. – 2005. – Т. 31, № 1. – С. 43 – 47.

Ранський А. П., Євсєєва М. В., Діденко Н. О. (Україна, Вінниця)
Біологічна активність координаційних сполук СО(ІІ)/ СО(ІІІ), СU(ІІ)/ СU(ІІІ) з s, n, o-лігандним оточенням
Збірник матеріалів ІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю
Скачати в форматі pdf:
http://eco.com.ua/sites/eco.com.ua/files/lib1/konf/2vze/zb_m/0118_zb_m_2VZE.pdf