Bioligandumok fémkoordinációjának termodinamikai vizsgálata ESR spektroszkópiával = Thermodynamics of the metal coordination of bioligands studied by ESR spectroscopy

摘要

A projekt keretében nagyszámú ligandum koordinációs viselkedését vizsgáltuk meg különböző fémionokkal (réz, cink, vas, kobalt, mangán, króm), melyekben a ligandumok kiemelt fontosságúak mint gyógyszer alapanyagok (oligopeptidek, kumarin származékok, tioszemikarbazon, pirimidilmetanol, acetilszalicil sav) vagy egyéb jelentős biológiai aktivitással rendelkeznek (elágazó és hisztidinben gazdag peptidek, aminosavak, glikoproteinek). A gyógyászati hatásmechanizmus feltárása szempontjából döntő a kötési tulajdonságok és a fémionokkal alkotott koordináció részletes ismerete. Ennek érdekében alapvetően ESR spektroszkópiai vizsgálatokat végeztünk különböző hőmérsékű oldatokban és megfagyasztott mintákban, a vizsgálatokat kiegészítettünk pH-potenciometriás, UV/látható és CD spektroszkópiás mérésekkel, valamint kvantumkémiai számításokat is végeztünk. Az ESR spektrumok 2D-technikával való értékelése lehetővé tette nagyszámú kompetitív speciesz esetén is az egyértelmű azonosítást és a termodinamikai paraméterek meghatározását. Ennek keretében részben koncentráció és pH függő, részben hőmérséklet függő spektrumok integrált kiértékelésére került sor. A feltáró jellegű vizsgálatok néhány anyag esetén elősegíthetik a gyógyászati alkalmazásokat.Az eredményekről 14 publikációban (40,5 impakt) és konferencia előadásokban számoltunk be. | In this project we studied the coordination properties for a great number of ligands to various metal ions (Copper, Zink, Iron, Manganese, Chrome), in which the ligands have either significant importance in medicine (e.g. oligopeptides, kumarins, tiosemicarbazons, pyrimidylmethanol, acetylsalicyl acid) or exerting substantial biologic activity (branching and histamine rich peptides, amino acids, glycoproteins). In order to understand the activity of medicines, the knowledge of coordination and binding mechanism between ligands and metals has a primary importance. For this reason we carried out basically electron spin resonance (ESR) investigations in liquid solvents at various temperatures and in frozen solutions, which investigations were extended by pH-potentiometry, UV/Vis and CD spectroscopy, furthermore, quantum chemical computations. The 2D-evaluation of ESR spectra offered reliable information for species assignment and thermodynamic data even when simultaneously many components were present. In this method integrated evaluation was carried out for great sets of spectra recorded at various pH, concentration or temperature. For a few materials there is a chance for medical application. The results were published in 14 papers (impact 40.5) and four conference publications.