NMR-spektroskopische Untersuchungen binärer Palladium-Peptid-Komplexe sowie ternärer Komplexe mit Desoxyribonucleotiden unter besonderer Berücksichtigung der Strukturänderung der Liganden bei der Metallkoordination

摘要

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Synthese und spektroskopische Charakteri-sierung von Modellverbindungen für ternäre Nucleotid-Metall-Dipeptid-Komplexe und binäre Metall-Oligopeptid-Komplexe. Mit Hilfe der NMR-Spektroskopie wurde dabei der Einfluß von Metallkoordination und insbesondere von Palladiumkoordination auf die Struktur koordinierter Liganden untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wurden zunächst die binären Komplexe Pd(TyrLys)Cl, Pd(GlyLys)Cl und Pd(LysGly)Cl dargestellt und spektroskopisch charakterisiert. Die Ergebnisse der Analyse der 1H-NMR-Spektren sprechen dafür, daß die Dipeptide im Sauren mit dem Palladiumion ein dreizähniges Chelat bilden. In Kapitel II wurden Reaktionen der binären Komplexen mit Desoxyribonucleotiden beschrieben. Bei der Bildung von ternären Komplexen mit Nucleotiden (5'dGMP und 5'dCMP) war vor allem ihre 1H-NMR-spektroskopische Charakterisierung wichtig, da diese Methode den Nachweis der Wechselwirkung der beiden Lignaden im D2O ermöglichte. Binäre Komplexe mit 5'dGMP bilden unter Abspaltung des Chlorolignden den über die N7-Position der Guaninbase gebundenen ternären Peptid-Pd(II)-Nucleotid-Komplex. Mit den temperaturabhängigen 1H-NMR-spektroskopischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß die Rotation um die Pd(II)-N7-Bindung gehindert ist. Bei der Umsetzung von Pd(II) mit 5'dGMP liegt eine Vielzahl komplexer, pH-abhängiger Gleichgewichte vor (Koordination über N1 und N7 sowie N1/N7-Verbrückung). Durch Untersuchungen anhand des Mononucleotids 5'dCMP kann bestätigt werden, daß die N3-Positon der Cytosinbase einen bevorzugten Koordinationsort dieses Palladiumelektrophils darstellt. In ternären Komplexen mit 5'dCMP ist die Rotation um die Pd(II)-N3-Bindung gehindert. Die Hinderung einer Rotation um die Pd-N3-Bindung ist stärker als die um die Pd-N7-Bindung. Die Wechselwirkungen von Peptid und Nucloetid konnten bei Pd(TyrLys)(5'dGMP) und Pd(TyrLys)(5'dCMP) mit Hilfe der 1H-ROESY-Spektren identifiziert werden, welche die Crosspeaks zwischen koordinierten Liganden aufweisen. Eine qualitative Konformationsanalyse mittels 1H-NMR-, DQF-COSY- sowie ROESY-Spektroskopie läßt sich für 5'dGMP eine anti-Rotamerform zur Metallkoordinationsebene und anti-Konformation in Bezug auf die glycosidische Bindung mit O4'-endo-ähnlicher Zuckerwellung, und für 5'dCMP eine anti-Konformation mit C2'-endo(S-Typ)-ähnlicher Zuckerwellung ableiten. Der Zuckerrest des 5'dGMP liegt dabei auf derselben Seite der Koordinationsebene des Chelatkomplexes wie die Seitenkette des koordinierten Dipeptids und damit können sich intramolekulare Wechselwirkungen aufbauen. In Kapitel III konnten Oligopeptide L-Arg-L-Lys-L-Asp (TP3), Gly-L-Lys-L-His und L-Asp-L-Ala-L-His-L-Lys in ihrem Koordinationsverhalten im biologisch relevanten Medium Wasser untersucht. Bei Pd(TP3) ist die b-Carboxylatgruppe des Asparaginsärerestes an Pd(II) koordiniert, und bei Pd(GlyLysHis) und (AspAlaHisLys) ist der Iminazolstickstoff koordiniert. Durch Koordination an Pd(II) wird die Struktur von Oligopeptiden drastisch verändert. Trotz sterischer Hinderung nehmen gegenüber dem freien Liganden in binären Komplexen die Seitenketten h-Konformationen ein und liegen überwiegend oberhalb der Koordinationsebene des Palladiums. Nur für hydrophobe oder aromatische Seitenketten sind ähnliche Änderungen der Seitenketten-Konformation koordinierter Peptidliganden beschrieben. Das systematische Studium dieser Komplexe liefert einen wichtigen Beitrag zur Frage, welche Rolle Metallionen bei der DNA-Protein-Assoziation spielen.