Fémionok és biológiailag aktív hidroxámsavak kölcsönhatása

Vezető: 
Dr. Farkas Etelka
Tagok: 
Dr. Buglyó Péter (egyetemi docens)
Tagok: 
Bíró Linda (PhD hallgató)
Tagok: 
Szabó Orsolya (PhD hallgató)
Tagok: 
Godó Attila (műszaki szolgáltató)

A hidroxámsavak általános képlete RCC(O)N(RN)OH. Legismertebb képviselőik a sziderofórokhoz tartoznak, melyekben legtöbb esetben három hidroxámsavcsoport található és mikroorganizmusok szintetizálják őket vasfelvételük biztosítása érdekében. Újabban azonban egyre több hidroxámsav, mint metalloenzim inhibítor is a kutatások középpontjába kerül. Több esetben is bizonyítást nyert, hogy e vegyületcsaládbeli molekulák hatásos inhibítorai különféle metalloenzimeknek, úgymint peroxidázoknak, ureázoknak, mátrix metalloproteinázoknak (MMP-knek), stb., de pl. antibakteriális, antibiotikus hatásuk is ismert. A rendkívül sokszínű biológiai hatás közös elemének tekinthető, hogy szoros korrelációban vannak a hidroxámsavak erős fémmegkötő sajátságával. Ennek is tulajdoníthatóan, a hidroxámsavak fémkomplexeinek, illetve a fémmegkötő sajátságaikat befolyásoló tényezőknek a vizsgálata több laboratóriumban, így a Debreceni Egyetem Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszékén is hosszú ideje az érdeklődés előterében van és jelenleg a témában az alábbi főbb területeken folyik a kutatás:

(1) A szubsztrát-analóg potenciális metalloenzim-inhibítor molekulákban a katalitikus centrumbeli fémionhoz kapcsolódó csoportként gyakran szerepel az erős kelátképző hidroxamátcsoport. Kutatásainkba elsősorban réz(II)-, nikkel(II)- és cink(II)ionokat bevonva, számos potenciális inhibítor molekula esetében bizonyítottuk, hogy az RC és RN szubsztituenseikben szereplő további donorcsoportok akár meghatározó módon is befolyásolhatják a hidroxamátrész fémionokkal való kölcsönhatását. Közelmúltbeli eredményeink szerint különösen jelentős lehet a koordinációra gyakorolt hatása a szubsztituensben szereplő aminocsoportnak, illetve imidazolcsoportnak, főleg ha kelátképző helyzetben vannak a hidroxamát N-, vagy O-donoratomokkal.

(2) Számos N-donor ligandumú ruténium(II)/(III)-komplexet illetve néhány Os analógot állítottak már elő és tesztelték rákellenes hatásukat, ugyanakkor O-donor ligandumat tartalmazó vegyületekre csak nagyon kevés példa ismert. Ru- illetve Os-hidroxamát kölcsönhatásra pedig alig található eredmény az irodalomban. Célunk e tématerület kapcsán, hogy a rákellenes hatását a DNS-hez való kötődésével kifejtő fémion és a potenciális metalloenzim inhibítor hidroxamát ugyanazon molekulában kombinálódjon, mely várhatóan új, biológiailag aktív vegyületeket eredményezhet. A témában félszendvics prekurzorok és egyszerű monohidroxámsavak, amino- és peptidhidroxámsavak reakciójával új, Ru(II) és Os(II)-komplexek szintézise, a vegyületek tisztán, szilárd formában való kinyerése, kristályszerkezetük meghatározása és jellemzésük történik, valamint biológiai vizsgálataik is tervezettek.

(3) Mivel az utóbbi időben a mangán(II)ionnal alkotott komplexek mint potenciális MRI kontraszt anyagok is az érdeklődés előterébe kerültek, a témában, az irodalomban ezideig alig tanulmányozott mangán(II)-hidroxámsav, mangán(II)-sziderofór rendszerek vizsgálata új, értékes eredményeket hozhat. Tekintettel a mangán redox-aktív voltára, a rendszerek aerob körülmények közötti viselkedésének tanulmányozása ugyancsak a célok között szerepel.