Enzymic hydrolysis of nitriles by isolated nitrilases

Ενζυμικές υδδολύσεις νιτριλίων με απομονωμένες νιτριλάσες

Τζανάκη, Νικολέττα (EL)

Tzanaki, Nikoletta (EN)

Οι νιτριλάσες είναι ένζυμα που καταλύουν την απ’ ευθείας υδρόλυση των νιτριλίων προς τα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα. Μελέτες ολόκληρων μικροοργανισμών που εμφανίζουν δράση νιτριλασών έδειξαν ότι εμφανίζουν ενάντιο-εκλεκτικότητα, όταν δρουν σε προ-χειρόμορφα και χειρόμορφα νιτρίλια. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η καταλυτική δράση επτά νέων απομονωμένων νιτριλασών σε νιτρίλια, πρόδρομες ενώσεις σημαντικών βιολογικών μορίων. Συγκεκριμένα η μελέτη επεκτάθηκε σε τρεις διαφορετικούς τομείς. Με απλά (μη χειρόμορφα) νιτρίλια μελετήθηκε η δραστικότητα των ενζύμων αυτών, η οποία για τις περισσότερες των περιπτώσεων κρίθηκε αρκετά ικανοποιητική μιας και οι υδρολύσεις πραγματοποιήθηκαν σε χρόνους μικρότερους από ότι απαιτεί η αντίστοιχη συμβατική χημική μέθοδος και με αποδόσεις που αγγίζουν το 100 %. Ο δεύτερος τομέας μελέτης επικεντρώθηκε στη διερεύνηση της εναντιοεκλεκτικότητας των νιτριλασών με χειρόμορφα νιτρίλια προς το σχηματισμό των αντίστοιχων οπτικά ενεργών οξέων που αποτελούν σημαντικά ενδιάμεσα μόρια τόσο στη οργανική σύνθεση όσο και στη φαρμακολογία. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι σε κάποια από τα υποστρώματα αυτά η εναντιοεκλεκτικότητα των ενζύμων κυμάνθηκε σε αρκετά υψηλά επίπεδα. Στο τρίτο μέρος επιχειρήθηκε να μελετηθεί η τοποεκλεκτικότητα των ενζύμων αυτών με προ-χειρόμορφα δινιτρίλια, καμία όμως από τις νιτριλάσες δεν ήταν δραστική σε αυτά τα υποστρώματα. Τέλος εξίσου σημαντική με τα παραπάνω ήταν και η τοποεκλεκτική υδρόλυση του 2-μεθυλο-γλουταρονιτριλίου από μία νιτριλάση προς το μόνο-αμίδιο, που αποτελεί σημαντικό πρόδρομο μόριο με βιολογική δράση. (EL)

Nitrilases are enzymes that catalyze the hydrolysis of nitriles to the corresponding carboxylic acids. Studies of whole cells that exhibit nitrilase activity showed that these enzymes could act enantiospecifically when acting in prochiral and chiral nitriles. This dissertation deals with the hydrolysis of nitriles, important molecules in organic chemistry, by seven different nitrilases. Firstly, the reactivity of senen nitrilases, was studied when acting in aromatic nitriles. Most of the nitrilases showed increased reactivity hydrolyzing quantitatively nitriles much faster than their conventional chemical hydrolysis. Secondly, the enantioselectivity of seven nitrilases was studied when acting in chiral nitriles for the formation of the corresponding optically active carboxylic acids. Nitrilases in several cases showed satisfactory enantioselectivity. Thirdly, the regioselectivity of seven nitrilases was studied when acting in pro-chiral dinitriles. Unfortunately no nitrilase showed any reactivity for such substrates. Finally, one nitrilase hydrolyzed 2-methylglutaronitrile quantitatively to the corresponding monoamide in a regioselective manner. (EN)

text

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

nitrilase, nitrile, carboxylic acid, enantioselectivity, regioselectivity, optically active, β-hydroxynitrile, νιτριλάση, νιτρίλιο, καρβοξυλικό οξύ, εναντιοεκλεκτικότητα, τοποεκλεκτικότητα, οπτικά ενεργό, β-υδροξυνιτρίλιο

Πανεπιστήμιο Κρήτης

E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο

Elocus

2004-03-22

2003-11-01

http://elocus.lib.uoc.gr:443/dlib/4/6/f/metadata-dlib-2003tzanaki.tkl

uch.chemistry.msc//2003tzanaki

Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης