Synteza i badania strukturalne
oraz aktywność
przeciwbakteryjna nowych
uretanów monenzyny
Joanna Szymanek
Promotor: Prof. zw. dr hab. Bogumił
Brzezinski
Opiekun naukowy: dr Adam Huczyński
Zakład Biochemii
Synteza i badania strukturalne
oraz aktywność
przeciwbakteryjna nowych
uretanów monenzyny
Joanna Szymanek
Promotor: Prof. zw. dr hab. Bogumił
Brzezinski
Opiekun naukowy: dr Adam Huczyński
Zakład Biochemii
Cele pracy:
Synteza 5 uretanów monenzyny,
Potwierdzenie struktury otrzymanych pochodnych przy
użyciu metod spektroskopowych: FT – IR, NMR, ESI – MS,
Zbadanie aktywności przeciwbakteryjnej otrzymanych
pochodnych,
Otrzymanie soli sodowej monenzyny.
Jonofory to organiczne związki
chemiczne, których główną cechą jest
zdolność do transportowania jonów ze
środowiska wodnego do fazy
hydrofobowej.
Te jonofory, które mają właściwości
przeciwbakteryjne nazywane są
antybiotykami jonoforowymi.
Klasyfikacja jonoforów
Struktura monenzyny
i jej kompleksów
Monenzyna A
Me
Me
Me
O
O
O
O
O
OH
OH
Me
Me
H
H
H
Me
Et
H
O
O
O
H
O
H
H
Me
Me
Monenzyna B
Me
Me
Me
O
O
O
O
O
OH
OH
Me
Me
H
H
H
Me
Me
H
O
O
O
H
O
H
H
Me
Me
Monenzyna C
Me
Me
Me
O
O
O
O
OH
OH
Me
Me
H
H
H
Me
Et
H
O
O
O
H
H
Me
OH
O
Struktura kompleksu soli sodowej
monenzyny A
Selektywność monenzny A wobec
jonów zmienia się w szeregu:
Ag
+
> Na
+
> K
+
> Rb
+
> Cs
+
> Li
+
≈
NH4
+
Transport jonów
Transport elektroneutralny
Faza wodna I
Faza wodna
II
Transport elektrogeniczny
Faza wodna I
Faza wodna
II
Właściwości moneznyzy
działanie na aparat Golgiego zarówno w
komórkach, zwierząt jak i roślin,
spowalnianie i osłabianie procesów endocytozy,
wpływanie na procesy tworzenia zewnętrznych
struktur na powierzchni komórek oraz ich wzrost,
upośledzanie procesów przemiany białek,
Hamowanie zakwaszania: endosomów,
egzosomów oraz lizosomów.
Właściwości przeciwdrobnoustrojone
moneznyny
aktywność monenzyny i niektórych jej
pochodnych wobec bakterii Gram – dodatnich
z rodzaju Micrococcus, Bacillus,
Staphylococcus,
aktywność wobec niektórych wirusów,
aktywność wobec zarodźców malarii
Plasmodium falciparum.
Zastosowanie monenzyny A
Kokcydiostatyk dla drobiu,
Antybiotykowy stymulator wzrostu dla
przeżuwaczy,
Zastosowanie w preparacie Rumensin®.
Synteza soli sodowej
monenzyny
Izolacja soli sodowej monenzyny A z
premiksu „Coxidin 200”
Ekstrakcja w aparacie soxhleta
n – heksanem,
eterem dietylowym,
metanolem
odparowanie powstałego ekstraktu,
krystalizacja.
Uretany (karbaminiany)
Uretan, zwany także karbaminianem,
jest grupą funkcyjną, w której
karbonylowy atom węgla połączony jest
zarówno z grupą –OR, jak i grupą –NH
2
.
R
R
1
O
N
O
R
1
R
O
O
OR
O
N
N
R
1
R
1
R
1
R
1
R
R
1
O
N
O
R
1
Węglan
Moczni
k
Uretan
Otrzymywanie uretanów
Przyłączanie alkoholi do
izocyjanianów
N
C
O
R
1
R
2
OH
R
2
O
N
C
O
R
1
H
+
Mechanizm reakcji przyłączania
alkoholi do izocyjanianów
N
C
O
R
1
R
2
OH
R
2
O
N
C
O
R
1
H
R
2
H
O
+
N
C
O
-
R
1
Nowe uretany soli sodowej
monenzyny A
Uretan 1 – naftylowy,
Uretan pentafluorofenylowy,
Uretan 4 – bifenylylowy,
Uretan 2,2 – difenyloetylowy,
Uretan 2,4,5 – trifluorofenylowy.
O
O
O
O
O
Me
O
Me
Me
Me
Me
O
H
Me
H
H
O
H
H
O
O
R
1
O
Me
Me
Et
H
H
O(1)
O(2)
O(4)
O(5) O(6)
O(7)
O(8)
O(9)
O(10)
O(11)
1
5
7
9
13
17
21
25
26
27
28
29
30-31
32
33
34
35
36
O(3)
R
2
monenzyna (H-M) R
1
=H R
2
=H
sól sodowa monenzyny (Na-M) R
1
=Na R
2
=H
uretany soli sodowej monenzyny (Na-MU) R
1
=Na
Ar
N
H
C
O
37
O(12)
N(1)
R
2
=
F
F
F
F
F
F
F
F
Na-MU-1
Na-MU-2
Na-MU-3
Na-MU-4
Na-MU-5
Ar =
Bibliografia
1.
B. C. Pressman: "Biological applications of ionophores", Annu. Rev. Biochem. 1976,
45, 501-530.
2.
R. Ferdani, G. W. Gokel: "Ionophores" w: "Encyclopedia of Supramolecular
chemistry" Jerry L. Atwood, Jonathan W. Steed (editors), 2004, ISBN-13: 978-
0824750565, 760-766.
3.
A. Huczyński, M. Ratajczak-Sitarz, A. Katrusiak, B. Brzezinski: "Molecular structure
of the 1:1 inclusion complex of monensin A sodium salt with acetonitrile", J. Mol.
Struct., 2007, 832, 84-89.
4.
R. Tanaka, A. Nagatsu, H. Mizukami, Y. Ogihara, J.Sakakibara: "Studies on chemical
modification of monensin IX. Synthesis of 26-substituted monensins and their Na+
ion transport activity", Chem. Pharm. Bull., 2001, 49(6), 711-715.
5.
A. Nagatsu, T. Takahashi, M. Isomura, S. Nagai, T. Ueda, N. Murakami, J. Sakakibara,
K. Hatano: "Studies on chemical modification of monensin. V. Synthesis, sodium ion
permeability, antibacterial activity, and crystal structure of 7-O-(4-substituted
benzyl)monensin", Chem. Pharm. Bull., 1994, 42(11), 2269-2275.
6.
A. Huczyński, J. Stefańska, P. Przybylski, B. Brzezinski, F. Bartl: "Synthesis and
antimicrobial properties of monensin A esters", Bioorg. Med. Chem. Letters, 2008,
18, 2585-2589.
7.
H. H. Mollenhauer, D. J. Morre, L. D. Rowe: "Alteration of intracellular traffic by
monensin; mechanism, specificity and relationship to toxicity", Biochim. Biophys.
Acta, 1990, 1031(2), 225-246