Selective acetylation of pyrimidine nucleosides catalyzed by lipase goes smoothly in pyridine. Why?

• Autorzy: Kołodziejska R. , Dramiński M.

Warianty tytułu

PL

Dlaczego acetylowanie nukleozydów pirymidynowych katalizowane lipazą przebiega dobrze w pirydynie?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Enzymes are well known primarily as catalysts for carrying out regioselective reactions in organic syntheses. Results from enzyme - mediated protections of the hydroxy groups of pyrimidine 1-b-D-ribofuranosides and 1-b-D-2-deoxyribofuranosides have been discussed and the influence of solvent on efficiency of the syntheses has been tested. The lipase B from Candida antarctica selectivity transfers the acetyl group from vinyl acetate to the primary hydroxyl groups of various pyrimidine ribonucleosides nad 2'-deoxyribonucleosides in high yields. Conformation gauche-gauche is preferred in enzymatic acetylation, therefore the enzymatic transesteryfication is carried out faster in pyridine than in DMSO.

PL

W ciągu ostatnich lat wzrosło zainteresowanie specyficznymi właściwościami katalizatorów biologicznych. Na szczególna uwagę zasługuję enzymy lipolityczne. Lipaza jest szeroko stosowana do katalizowania reakcji hydrolizy i estryfikacji. Przeprowadzono reakcje tranestryfikacji ocatnem winylu wybranych nukleozydów i 2'-deoksynukleozydów pirymidynowych w obecnosci lipazy z Candida antarctica B. Stwierdzono, że lipaza z Candida antarctica B nie tylko umożliwia przeprowadzenie ze znaczną szybkością reakcji transestryfikacji ale przede wszystkim selektywnie wprowadza grupę acetylową na pierwszorzędową grupę wodorotlenową 1-b-D-rybofuranozydów i 1-b-D-2-deoksyrybofuranozydów pirymidynowych. Najlepsze rezultaty uzyskano prowadząc reakcję w pirydynie, prawdopodobnie substraty w tym rozpuszczalniku były bardziej dostępne dla katalizatora enzymatycznego i dlatego reakcja transestryfikacji enzymatycznej przebiegała znacznie szybciej w pirydynie niż w DMSO i DMF. Lipaza jest aktywna w każdym z użytych rozpuszczalników wobec innych substratów, przypuszczalnie korzystny przebieg naszych eksperymentów w pirydynie spowodowany jest konformacją nukleozydu określoną środowiskiem reakcji. Dla sprawdzenia tej tezy poddano analizie konformacyjnej wyjściowe nukleozydy i 2'-deoksynukleozydy pirymidynowych w stosowanych rozpuszczalnikach. Stwierdzono, że przewaga izomeru gauche-gauche (gg) sprzyja enzymatycznej reakcji transestryfikacji.

Słowa kluczowe

EN

nucleosides; deoxynucleosides; lipase; transesterification; conformation gauche-gauche

PL

nukleozydy; deoksynukleozydy; lipaza; transestryfikacja; konformacja gauche-gauche

• Wydawca: Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN
• Czasopismo: Polish Journal of Applied Chemistry
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 48, nr 3-4
• Strony: 75--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys. 1, tab. 4

Twórcy

autor

Kołodziejska R.

• Department of General Chemistry, Ludwik Rydygier Medical University, Dębowa 3, 85-626 Bydgoszcz

autor

Dramiński M.

• Department of General Chemistry, Ludwik Rydygier Medical University, Dębowa 3, 85-626 Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] A.K. PRASAD, J. WENGEL, Nucleosides and Nucleotides, 15 (7 and 8), 1347, (1996).
• [2] E. LEDOCHOWSKA, Wybrane aspekty enzymatycznego przeestryfikowania triacylogliceroli, Katedra Technologii i Chemii Thiszczow, praca habilitacyjna, Gdansk, (1999).
• [3] M. FERRERO and V. GOTOR, Chem. Rev., 100, 4319, (2000).
• [4] D.W. PARK, S. HAAM, H.S. KIM. and W.S. KIM, Biotechnol. Lett., 23, 1947, (2001).
• [5] F.J. PLOU, M.A. CRUCCS, M. FERRER, G. FUENTES, E. PASTOR, M. BERNABE, M. CHRISTENSEN, F. COMELLES, J.L. PARRA and A. BALLESTEROS, J. Biotechnol., 96, 55, (2002).
• [6] K. KOBATA, M. KAWAGUCHI and T. WATANABE, Bioscience Biotechnology and Biochemistry, 66,319, (2002).
• [7] M. GARGOURI, P. DROUET and M.D. LEGOY, J. Biotechnol, 3, 259, (2002).
• [8] A.K. PRASAD., HIMANSHU, A. BHATTACHARYA, C.E. OLSEN and V.S. PARMAR., Bioorganic & Medicinal Chemistry, 10, 947, (2002).
• [9] F.R. DASTOL, N.A. MUSTO and S. PRICE, Arch. Biochem., Biophys., 115, 44, (1966).
• [10] [A.R. MACRAE, J. Am. Chem. Soc., 60, 291, (1983).
• [11] B. CAMBOU and A. KLIBANOV, Biotechnol. Bioeng., 26, 1449, (1984).
• [12] B. CAMBOU and A. KLIBANOV, J. Am. Chem. Soc., 106, 2687, (1984).
• [13] G. LAZAR, Fette Siefen Austrichm., 87, 394, (1985).
• [14] G. CARREA, Trends Biotechnol., 2, 102, (1984).
• [15] A. UEMURA, K. NOZAKI, J.-I. YAMASHITA and M. YASUMOTO, Tetrahedton Lett., 30, 3817, (1989).
• [16] M. Draminski and E. FRASS, Bull. Acad. Pol. Sci., 24, 37, (1976).
• [17] P. LASSOTA, Doctoral Thesis, IBB PAN Warszawa 1986.
• [18] D.M. BROWN, A. TODD and S. VARADARAJAN, Nucleotides, 37, 2390, (1956).
• [19] Z. Zhong, J.L.C. Liu, L.M. Dinterman, M.A.J. Finkelman, W.T. Mueller,. M.L. Rollence, M. Whitlow and C.H.WONG, J. Am. Chem. Soc. , 113, 2, (1991).
• [20] S.Y. MIELNIK, T.P. NEDOREZOVA and M.N. PREDRAZHENSKAYA, J. Carbohydr. Nucleosides Nucleotides, 3, 129, (1976).
• [21] A. RABCZENKO, K. JANKOWSKI andK. ZAKRZEWSKA,BiochimicaetBiophysicaActa, 353,1,(1974).
• [22] D. PLOCHOCKA, A. RABCZENKO and D.B. DAVIES, J. Chem. Soc. Perkin II, 82, (1980).
• [23] C. ALTONA and M. SUNDARALINGAM, J. Am. Chem. Soc., 95:7, 2333 (1973).
• [24] M.P. SCHWEIZER, E.B. BANTA, J.T. WlTKOWSKI and R.K. ROBINS, J. Am. Chem. Soc., 95:11, 3770, (1973).
• [25] M.P. SCHWEIZER, J.T. WlTKOWSKI and R.K. ROBINS, J. Am. Chem. Soc., 93:1, 277, (1971).
• [26] M. REMIN and D. SHUGAR, Biochemical and Biophysical Research Communications, 48,636, (1972).
• [27] D.B. DAVIES, P. RAJANI, M. MacCOSS and S.S. DANYLUK, Magnetic Resonance in Chemistry, 23, 72 (1985).
• [28] A.L. GEORGE, F.E. HRUSKA, K.K. OGILVIE and A. HOLY, Can. J. Chem., 56, 1170, (1978).
• [29] I.W. STILL, N. Plavac, D.M. McKinnon and M.S. CHAUHAN, Can. J. Chem., 56, 725, (1978).
• [30] J. ZEMLICKA and J.P. HORWITZ, J. Am. Chem. Soc., 97:14, 4089, (1975).
• [31] G.T. ROGERS and T.L.V. ULBRICHT, Biochemical and Biophysical Research Communications, 39,414, (1970).