A humán szénsavanhidráz II enzim szelektivitásának vizsgálata diketonok és hidroxi-ketonok redukálása esetén

Selectivity studies on the human carbonic anhydrase enzyme in the reduction of diketones and hydroxy ketones

Abstract

Enantiopure compounds, especially chiral alcohols, are key intermediates for the synthesis of various pharmaceuticals which contain chiral centers. The biocatalytic way of obtaining these compounds offers significant advantages to traditional methods such as being and environmentally benign process and at the same time it offers remarkable enantio- and regioselectivity¹. From this starting point, this study aims to overlook the activity and selectivity of the hCA(II) enzyme on the reduction on various 1-phenylpropane-1,2-dione;1-hydroxy-1-phenylpropane-2-one and 2-hydroxy-1-phenylpropane-1-one type compounds. The reduction of the hydroxy ketones is possible by the human carbonic anhydrase II enzyme which catalyzes the hydride transfer from silanes to ketones with high enantioselectivity.² If the reduction of hydroxy ketones is not stereoselective we obtain all the four diastereomers in an equal ratio. By using hCAII the ratio of diasteromers is also reduced thanks to the selectivity the enzyme. In the case of  preconfigured hydroxy ketones the preconfiguration also influences the spacial orientation of the obtained hydroxy group. The ratio of the diastereomers and conversion is monitored by chiral column separation using HLPC (High Performance Liquid Chromatography).

ÖSSZEFOGLALÓ

 Az enantiomertiszta vegyületek, különösen a királis alkoholok, fontos köztitermékei számos királis centrumot tartalmazó gyógyszerhatóanyagoknak. Ezen vegyületek biokatalitikus úton történő előállítása számos előnnyel rendelkezik a hagyományos módszerekhez képes mint, a kiemelkedő regio- és enantioszelektivitás valamint a környezetre gyakorolt hatás az enyhébb reakciókörülmények és a keletkező káros melléktermékek tekintetében.¹ Ebből kiindulva a  kutatásom célja vizsgálni a humán szénsavanhidráz II enzim aktivitását és szelektivitását különböző 1-fenilpropán-1,2-dion; 1-hidroxi-1-fenilpropán-2-on; és 2-hidroxi-1-fenilpropán-1-on típusú vegyületek esetében, olyan esetekben is amikor a hidroxilcsoport helyzete prekonfigurált (enantiomertiszta hidroxi-ketonok).A hidroxi-ketonok redukálása hCAII enzim segítségével történik, amely képes enantioszelektíven katalizálni a hidrid-transzfert szilánokról ketonokra, alkohollá redukálva a ketocsoportot.² Ha a redukció nem sztereoszelektív mind a négy diasztereomerhez jutunk azonos arányban. Humán szénsavandhidráz II használatával viszont, a diasztereomerek aránya is megváltozik az enzim szelektivitásának köszönhetően. Prekonfigurált hidroxi-ketonok esetében, a prekonfiguráció is befolyásolja a térbeli elhelyezkedését a keletkező hidroxilcsoportak. A diasztereomerek arányát és a konverziót, királis oszlopon, HPLC-n követtük nyomon.[1]

Kulcsszavak: hidroxi ketonok,  enantioszelektivitás, fenil-szilán, humán szénsavanhidráz II