Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Katarzyna Polska Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii UMCS Opiekun naukowy – prof. dr hab. Stanisław Radzki Tworzenie się związków kompleksowych.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Katarzyna Polska Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii UMCS Opiekun naukowy – prof. dr hab. Stanisław Radzki Tworzenie się związków kompleksowych."— Zapis prezentacji:

1 Katarzyna Polska Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii UMCS Opiekun naukowy – prof. dr hab. Stanisław Radzki Tworzenie się związków kompleksowych pomiędzy konkanawaliną A i porfirynami

2 Cel pracy: Celem pracy było zbadanie możliwości tworzenia się związków kompleksowych pomiędzy konkanawaliną A, białkiem wyizolowanym z nasion fasoli (Canavalia ensiformis) oraz rozpuszczalnymi w wodzie meso- podstawionymi porfirynami kationowym i anionowymi za pomocą metod spektroskopowych. Tworzenie się związków kompleksowych obserwowano w roztworach wodnych o różnym pH, określając różnice w trwałości powstających asocjatów, poprzez wyznaczenie stałych trwałości. Dodatkowym celem było również ustalenie stechiometrii tego typu związków asocjacyjnych.

3 Cel pracy: Badania poszerzono o analizę układów porfirynowo- białkowych w żelu krzemionkowym otrzymanym metodą zol-żel. Celem było uzyskanie transparentnych optycznie monolitów krzemionkowych domieszkowanych porfirynami, konkanawaliną A oraz asocjatami złożonymi z porfiryn i białka. Istotnym okazało się pytanie czy w monolicie krzemionkowym powstaną asocjaty porfiryn z konkanawaliną A oraz czy będą one stabilne.

4 Porfiryny Porfiryny są interesującymi związkami głównie ze względu na specyficzne właściwości spektroskopowe, magnetyczne, luminescencyjne oraz zdolność do fotoemisji i fotoprzewodnictwa. Fototoksyczne właściwości porfiryn wykorzystano w fotodynamicznej terapii nowotworów (PDT).

5 Terapia fotodynamiczna (PDT) PS PS* FOTONY tlen singletowy niszczenie chorej tkanki

6 Niszczenie nowotworu światłem lasera. Wcześniej pacjentowi podano barwnik, który wybiórczo gromadzi się w komór- kach rakowych. Terapia fotodynamiczna (PDT) D. Frąckowiak, A. Dudkowiak, A. Ptak: Zdrowe niezdrowe słońce. Wiedza i życie 8 (2003) PS PS* FOTONY tlen singletowy niszczenie chorej tkanki

7 Cel pracy wiąże się z zastosowaniem porfiryn jako fotosensybilizatorów w PDT. Analiza połączeń tych fotosensybilizatorów z białkami może umożliwić lepsze zrozumienie mechanizmu ich lokowania się w guzach nowotworowych. Makromolekuły posiadające powinowactwo do komórek rakowych mogą ułatwić porfirynom przenikanie i kumulowanie się w nowotworach. Leki porfirynowe oparte na ich połączeniach z białkami są bardziej trwałe i bezpieczne dla organizmu.

8 Porfiryny kationowe H 2 TTMePP meso-tetrakis[4-(trimetyloamino) fenylo]-porfiryna H 2 TMePyP meso-tetrakis[N-metylo- pirydylo]-porfiryna Cu

9 Porfiryny anionowe H2TCPPH2TCPP meso-tetrakis[4-karboksy- fenylo]-porfiryna H 2 TPPS meso-tetrakis[4-sulfoniano- fenylo]-porfiryna

10 Konkanawalina A Białko wyizolowane z fasoli (Canavalia Ensiformis) będące jednym z najlepiej zbadanych przedstawicieli grupy lektyn roślinnych. Ze względu na swe powinowactwo do cukrów oraz szeregu innych małych molekuł znalazło zastosowanie : - w diagnostyce grup krwi, - w badaniach nad stymulacją komórek odpornościowych, - w chemioterapii jako czynnik przenoszący toksyny do komórek rakowych. Konformacja konkanawaliny A zależy od pH, w granicach pH występuje w postaci dimeru, a w pH powyżej 7 w postaci tetrameru i wyższych aglomeratów.

11 Konkanawalina A Cząsteczka tetramerycznaStruktura monomeru

12 Wyniki

13 Ewolucja widm absorpcji w zależności od pH

14 K= 5,0·10 6 K= 6,0·10 6 K= 5,7·10 3 K= 7,4·10 3

15 Zależność zmian absorbancji porfiryny w paśmie Soreta podczas miareczkowania roztworem konkanawaliny A w układach o różnym pH oraz krzywe dopasowania teoretycznego (stechiometria 1:1).

16 PORFIRYNApHK [dcm 3 ·mol -1 ] H 2 TTMePP 2,80 1,0·10 3 ( 3%) 8,70 4,3·10 5 ( 9%) 10,0 1,5·10 6 ( 8%) H 2 TMePyP 2,80 7,4·10 3 ( 4%) 8,70 5,0·10 5 ( 11%) 10,0 6,0·10 5 ( 7%) H 2 TPPS 2,80 3,3·10 5 ( 4%) 8,70 2,3· 10 5 ( 8%) 10,0 2,5· 10 4 ( 13%) H 2 TCPP 2,80 7,6· ( 4%) 8,70 2,5· 10 5 ( 12%) 10,0 2,2· 10 5 ( 8%) Tab.1. Stałe trwałości asocjatów 1:1 konkanawaliny A z porfirynami

17 PORFIRYNApHK 1,2 [dcm 3 ·mol -1 ] CuTTMePP 2,80 K 1 = 1,4·10 6 ( 9%) K 2 = 8,2·10 4 ( 9%) 8,70 K 1 = 6,3·10 6 ( 11%) K 2 = 7,1·10 4 ( 11%) 10,0 K 1 = 6,6·10 6 ( 6%) K 2 = 2,1·10 4 ( 6%) CuTMePyP 2,80 K 1 = 1,0·10 6 ( 3%) K 2 = 2,8· 10 7 ( 3%) 8,70 K 1 = 1,4· 10 6 ( 10%) K 2 = 8,1· 10 6 ( 10%) 10,0 K 1 = 1,3· 10 6 ( 12%) K 2 = 2,1· 10 7 ( 12%) Tab.2. Stałe trwałości asocjatów 1:2 konkanawaliny A z porfirynami

18 Fluorescencja

19

20 10 11 H 2 TTMePP ( M)Konkanawalina A ( M) 1:12:11:2 COSY 1 H, 1 H NMR

21 Widma absorpcji w matrycach krzemionkowych Widma emisji w matrycach krzemionkowych

22 Con A (C M = 1 x )Con A + H 2 TTMePP 1:1 (C M = 1 x ) Obrazy powierzchni dotowanego żelu krzemionkowego zarejestrowane za pomocą mikroskopu AFM. Wymiar skanowanych obszarów wynosi 5 x 5 μm.

23 Wnioski: Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono tworzenie się kompleksów pomiędzy konkanawaliną A oraz rozpuszczalnymi w wodzie porfirynami kationowymi i ich kompleksami z Cu(II), a także z porfirynami anionowymi. W powstających związkach na jeden monomer białka przypada jedna cząsteczka wolnej porfiryny (stechiometria 1:1) lub dwie cząsteczki porfiryny Cu(II) (stechiometria 2:1). Wyznaczone stałe trwałości badanych kompleksów świadczą o tym, że moc wzajemnych oddziaływań pomiędzy porfirynami i konkanawaliną A zależy od pH roztworu. W przypadku porfiryn kationowych wzrasta wraz ze wzrostem pH, natomiast w przypadku porfiryn anionowych maleje.

24 Taka zależność od pH może być atutem przy zastosowaniu badanej lektyny jako nośnika porfiryn w zorientowanym transporcie do komórek nowotworowych ze względu na to, że pH tkanki rakowej różni się od pH tkanek zdrowych. Pod wpływem konkanawaliny A intensywność fluorescencji porfiryn wzrasta, a maksima pasm wzbudzenia fluorescencji przesuwają się w stronę fal dłuższych. W obecności konkanawaliny A pojawia się fluorescencja miedziowych kompleksów porfiryn. Udało się uzyskać monolityczne żele immobilizowane porfirynami, konkanawaliną A oraz mieszaninami H 2 P/Con A. Żele te były transparentne optycznie i trwałe, a właściwości spektroskopowe zawartych w nich substancji nie wykazywały wyraźnych różnic w stosunku do właściwości w roztworach. W matrycach krzemionkowych potwierdzono tworzenie się związków o charakterze asocjacyjnym pomiędzy lektyną i porfirynami. Powstałe związki wykazywały dużą stabilność w czasie.

25 Proces tworzenia się kompleksu pomiędzy konkanawaliną A i porfiryną kationową w żelu krzemionkowym może być obserwowany bezpośrednio za pomocą zdjęć AFM. Otrzymane kserożele charakteryzują się intensywną czerwoną emisją w zakresie nm. Już to predestynuje je do zastosowania w charakterze czerwonych luminoforów. Układy te można otrzymać w postaci dowolnych kształtek mających właściwości podobne do szkieł. Mogą też, po rozkruszeniu i zmieleniu, pełnić rolę luminoforów proszkowych. Wnioski, jakie można było wysnuć na podstawie analizy widm układów Con A - H 2 P oraz obrazów uzyskanych metodą AFM pozwalają mieć nadzieję, że tego typu układy zamknięte w monolitach krzemionkowych znajdą kiedyś zastosowanie w badaniach nad modelami enzymów, systemami przenoszenia leków, biosensorami czy katalizatorami.

26 10 11 Badania wykonane w ramach niniejszej pracy zostały częściowo sfinansowane ze środków Unii Europejskiej z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju Regionalnego. PODZIĘKOWANIA

27 Katarzyna Polska Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii UMCS Opiekun naukowy – prof. dr hab. Stanisław Radzki Tworzenie się związków kompleksowych pomiędzy konkanawaliną A i porfirynami


Pobierz ppt "Katarzyna Polska Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii UMCS Opiekun naukowy – prof. dr hab. Stanisław Radzki Tworzenie się związków kompleksowych."

Podobne prezentacje


Reklamy Google