Хим синтезы изотопномеченных аминокислот
Хим синтезы изотопномеченных аминокислот
Общая стратегия получения изотопномеченых аминокислот и белков показана на рис. 1. Синтетические способы получения изотопномеченых аминокислот представляют собой, обычно, измененный традиционный синтез аминокислот, в каком стадии карбоксилирования, аминирования, восстановления, гидрирования либо гидролиза проводят с внедрением меченых реагентов, содержащих постоянные изотопы 2Н, 13С, 15N, 18О с подходящим уровнем изотопной чистоты. А именно, для синтеза [2Н]-, [15N]и [18О]аминокислот употребляют 2Н2О; 2H2; 2HCl; LiAl2H4; B22H6; 15NH3; Na15NH2; 15NH2Cl, 18H2O и др. (более тщательно о способах получения [2H]-и [15N]аминокислот см. обзоры [29, 30]).
Необыкновенную ценность для многих исследовательских работ имеют [13C]аминокислоты, которые можно получать за счёт карбоксилирования соответственных органических соединений при помощи 13CO2 и Ni(13CO)4 по связи углерод-водород либо углерод-металл с следующим гидролизом. Многообещающие синтетические подходы по получению [13C]аминокислот, меченных изотопом углерода 13С по разным положениям молекул, включая карбоксильные СООНи Сaположения, продемонстрированы в работах [31-36], также описан стереоселективный синтез [13С]аминокислот [37-39]. Невзирая на это, хим синтезы всё же нередко многостадийны, требуют огромных расходов ценных реагентов и меченых субстратов и приводят в итоге к продукту, представляющему из себя рацемическую смесь Dи L-форм аминокислот, для разделения которых требуются особые способы [40]. Значимым недочетом способа будет то, что он приводит к синтезу [13С]аминокислот, у каких атомы углерода 13С локализуются по карбоксильным СООН-положениям молекул. Последнее значительно ограничивает внедрение данных [13C]аминокислот для био исследовательских работ вследствие вероятной утраты изотопной метки 13С за счёт функционирования бессчетных реакций ферментативного декарбоксилирования, происходящих в организме [41]. Не считая этого, по сей день фактически не существует подходящего способа для введения изотопа 13C в положения углеродных атомов боковых радикалов молекул аминокислот, так чтоб любая стадия хим синтеза была бы развита детально. Разработанные за последние годы синтетические способы введения 13C-метки в аминокислоты затрагивают, обычно, такие положения углеродных атомов в молекулах аминокислот, как метильная СН3группа метионина [42], С2положение в имидазольном кольце молекулы гистидина [43], также атомы углерода при карбоксильных СООНгруппах аспарагиновой [44], и глутаминовой кислот [45].
Более тонкие синтезы изотопномеченых аминокислот были связаны с внедрением композиции хим и ферментативных подходов. К примеру, L-[4-13C]валин, L-[3-13C]триптофан и другие L-[13C]аминокислоты, были синтезированы с использованинем препаратов ферментов [46] (более тщательно о химико-ферментативных подходах по синтезу изотопномеченых аминокислот см слева).