hrvatski

Reactive aldehyde and amino acid model system: reaction mechanism

Transport protona kroz mitohondrijske stanične membrane jedan je od osnovnih metabolitičkih procesa u organizmu.1 U uvjetima oksidativnog stresa u stanicama nastaju različite reaktivne oksidativne vrste koje mogu reagirati s biomolekulama u staničnim membranama.2 Time dolazi do značajnog povećanja transporta protona kroz membranu i poremećaja u metabolizmu stanice, a mehanizam koji dovodi do takvog povećanja još uvijek nije detaljno razjašnjen. Jedna od glavnih oksidativnih vrsta koje nastaju tijekom oksidativnog stresa je 4-hidroksi-2- nonenal (4-HNE) koji lako može reagirati s proteinima smještenim u membrani.3 U svrhu razumijevanja kemijskih reakcija koje su relevantne u biološkim membranama u takvim uvjetima, za reakciju modelne aminokiseline lizina i 4-HNE-a izračunate su energetske barijere i relativne stabilnosti nastalih produkata i intermedijera na SMD/MP2/6- 311++G(d, p)//B3LYP/6-31G(d) razini teorije. Predložen je detaljni reakcijski mehanizam za modelnu reakciju u diklormetanu te acetonitrilu s jednom molekulom vode koji simuliraju jednostavne modele hidrofobnog, odnosno hidrofilnog dijela fosfolipidnog dvosloja. Rezultati teorijskih istraživanja slažu se s eksperimentalnim rezultatima gdje je u diklormetanu, kao nevodenom inertnom otapalu, najstabilniji produkt adukt pirola s iskorištenjem od 61%. U aprotičnom acetonitrilu s vodom, pirolni adukt je samo jedan od produkata čiji udio se smanjuje povećanjem udjela vode, a uz njega nastaju i hemiacetal i Schiffova baza s iskorištenjima od 30% do 50%. Predloženi modelni sustav temelj je za daljnja složenija istraživanja svojstava modificiranih fosfolipidnih membrana jer opisuje jednostavne modelne reakcije koje simuliraju uvjete oksidativnog stresa u fosfolipidnom dvosloju. Nadalje, ovaj sustav pokazuje i kako mogu nastati različiti produkti ovisno u kojem mediju se reakcija odvija te kako prisustvo vode može smanjiti reakcijske barijere i odrediti koji produkti će nastati u takvim uvjetima.

reaktivni aldehidi ; DFT ; reakcijski mehanizam ; aminokiseline

nije evidentirano