Dorothy Crawfoot Hodgkin (1910 – 1994) · 2010. 7. 8. · R = Me (Methylcobalamin)...
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Dorothy Crawfoot Hodgkin(1910 – 1994)
R = 5‘‐Desoxyadenosyl (Coenzym B12)R = CN (Cyanocobalamin: Vitamin B ) l k l k dR = CN (Cyanocobalamin: Vitamin B12)R = Me (Methylcobalamin)
Molekülstruktur des Coenzym B12(P. G. Lenhert, 1968)
Porphyrin16‐gliedrigzweibasig
Corrin15‐gliedrigeinbasigzweibasig einbasig
planarmit kleinen Metallionen
Sattelkonformationh l l hmit kleinen Metallionen chirale Zentren möglich
EPR‐Spektroskopie
axiales Spektrum59Co: 100 %, I = 7/2Oktett durch H f i k lHyperfeinkopplung
CoN N
N N
N N
N
14N: 99.63 %, I = 1Triplett durch Superhyperfeinkopplungein einzelnes Stickstoffatom als Kopplungspartner
J. Rétey et al., Angew. Chem. 1998, 110, 643.
Frage: base‐on/base‐off ‐Form
15N: I = 1/2Dublett durch
J. Rétey et al., Angew. Chem. 1998, 110, 643.
Superhyperfeinkopplung
B12‐Bindungsdomäne der Methionin‐Synthase mit Methylcobalamin‐Funktion12 g y y
Substitution des Benzimidazols am Cobalt,separate Fixierung desOHN
N
Imidazol‐N‐Koordination in apicaler Position durch Histidin aus dem Protein:Verbindung Coenzym + Apoenzym
separate Fixierung des Benzimidazol‐Zuckerphosphatresteszwischen –Helices und ‐Faltblättern
H: Histidin
CH2
NH
CC NH
H
HN
Methylgruppe am Cobalt
hydrophober Deckel:NH
C C
HN
O
H
y g pp
Abschirmung der Methylgruppe gegen das Lösungsmittel
F: Phenylalanin
CH2
Ph
O
Acetamid‐Seitengruppen in H‐Brückenbindungsposition
F: Phenylalanin
zur Protein‐Rückgrat
OC
O
O
- OHCH2NH
CC
CH2
OH
C O
HNC
C NH
H
S: SerinD: Aspartat
HN
Fixierung von Helix Faltblatt in Domäne II
M. L. Ludwig et al., Science 1994, 266,1669.
Fixierung von ‐Helix‐‐Faltblatt in Domäne II„Festkneifen“ des Phosphatzuckerrests
Phosphatzucker‐Einheitpassend zwischenN C C
HNH
passend zwischen Glycinreste„gesteckt“
G: Glycin
H
NH
C CO
H‐Brücken‐Wechselwirkung HNH
gzwischen Serin und dem N3‐Atom des Benzimidazol‐Derivats, (genau dieses N‐Atom koordiniert
CH2
OH
NH
C CO
(gim Coenzym an das Cobalt) S: Serin
M. L. Ludwig et al., Science 1994, 266,1669.
Modellverbindungen
Supernukleophil Co(I) wenig beständig
Thermodynamik und Kinetik
Radikalfänger
R. G. Finke, B. P. Hay, Inorg. Chem. 1984, 23, 3034.
G‡exp (37°C) = 29.7 kcal/mol k1 ≈ 10–7 s–1
Enzym: Cofaktor + Apoenzym
k 102 –1 G‡ (37°C) 15 k l/ l
R. G. Finke, B. P. Hay, Inorg. Chem. 1984, 23, 3034.
k1 ≈ 102 s–1 G‡exp (37°C) ≈ 15 kcal/mol
Sterische Steuerung der Co‐C‐Bindungsstärke in Cobaloximen