Sveučilište u Zagrebu - pmf.unizg.hr · PDF fileSveučilište u Zagrebu Prirodoslovno – matematički fakultet Poslijediplomski sveučilišni doktorski studij kemije Smjer: Anorganska

Sveučilište u Zagrebu

Prirodoslovno – matematički fakultet

Poslijediplomski sveučilišni doktorski studij kemije

Smjer: Anorganska i strukturna kemija

Izoleucin - Ehrlichova aminokiselina

i njeni bakrovi(II) kompleksi

Kemijski seminar I

prema radu M. Marković, D. Milić, J. Sabolović,

Cryst. Growth Des. 12 (2012) 4116−4129

“Modelling Triple Conformational Disorder in a New Crystal Polymorph of

cis-Aquabis(L-isoleucinato)copper(II) ”

Studentica: Jelena Budimčić,

mag. educ. chem.

Mentorica: dr. sc. Jasmina Sabolović,

viša znanstvena suradnica

Zagreb, lipanj 2017.

Sadržaj

I. Uvod - motivacija

II. Izoleucin – Ehrlichova aminokiselina i njeni bakrovi(II) kompleksi

II/I. Otkriće izoleucina: Emil Fischer i Felix Ehrlich

II/II. Biokemija i struktura L-izoleucina

II/III. Kompleksi bis(izoleucinato)bakra(II)

II/IV. Zanimljivosti

III. Zaključak

IV. Prilozi

V. Literatura

I. Uvod - motivacija

L-izoleucin je proteinogena esencijalna aminokiselina s alifatskim razgranatim bočnim

ogrankom. Vrlo je slabo topljiva u alkoholima, i slabo, no ipak bolje topljiva u vodi. Sa svoja

dva kiralna centra, Cα i Cβ, jedna je od dviju proteinogenih aminokiselina, uz treonin, koja čini

komplekse s metalima stereokemijski raznovrsnijima i zanimljivijima. Bakar, pak, esencijalni

je element u tragovima koji se nalazi u aktivnom centru brojih enzima, ali i u maloj količini u

obliku bis-kompleksa s aminokiselinama u organizmima.

Temu sam odabrala jer me, radeći na projektu akronima „CopperAminoAcidates“ (IP-2014-

09-3500), financiranog od strane Hrvatske zaklade za znanost, zaintrigirao kompleks bakra(II)

s izoleucinom. Kemijski gledano, L-izoleucin je jednostavna molekula vezana na bakar, a ipak

je malo radova objavljeno o spomenutom, dok neki koji jesu sadrže nedostatne podatke o

strukturi i načinu dobivanja interpretiranog monokristala. Stoga sam odlučila prikazati

pregled svog dosadašnjeg istraživanja na ovom kompleksu u obliku kemijskog seminara I

uzevši rad Marković et al. „Modeliranje trostrukog konformacijskog nereda u novom

kristalnom polimorfu cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II)“ [1] kao smjernicu.

II. Izoleucin – Ehrlichova aminokiselina i njeni bakrovi(II) kompleksi

II/I. Otkriće izoleucina: Emil Fischer i Felix Ehrlich

Emil Fischer (1852. – 1919.) dobitnik je Nobelove nagrade za kemiju 1902. godine

zbog doprinosa razumijevanju kemije purina i monosaharida [2,3] . Osim navedenih spojeva,

Fischer je intenzivno proučavao i aminokiseline, peptide i proteine [4]. U radu o hidrolizi

kazeina klorovodičnom kiselinom [5] utvrdio je prisutnost tirozina, leucina, asparaginske i

glutaminske kiseline, arginina i lizina, te još jedne frakcije koja se pojavljuje u

temperaturnom intervalu od 65 do 80oC sa spojem D, aminokiselinom dotad nepoznate

strukture, koja je imala veću moć rotacije polariziranog svjetla u vodenoj otopini

klorovodične kiseline od leucina, a istog je sastava kao i aminokapronska kiselina. Zbog

teškoće njene izolacije i pročišćavanja Emil Fischer nije uspio razjasniti njenu strukturu.

Preslika stranice rada [5] prikazana je na slici IV/I u prilozima.

O Felixu Ehrlichu (1877. – 1942.), njemačkom biokemičaru, malo se zna, i to jedino iz radova

koje je napisao. Iz izvora [6] se doznaje da je radio u tvornici šećera u Berlinu, nakon čega je

postao profesor i direktor Agro-biotehnološkog instituta u Breslau u Njemačkoj, današnjem

Wroclawu u Poljskoj, što se podudara s informacijama iz njegovih radova. Ono što se

netočno reproducira na većini internetskih stranica jest izvor iz kojeg je Felix Ehrlich izolirao

izoleucin. Prema radu [7] izoleucin je izoliran iz industrijskih ostataka šećerne repe, a ne iz

hemoglobina, kako većina internetskih izvora navodi. Preslika rada iz 1904. godine u kojem

Felix Ehrlich prvi puta spominje strukturni izomer leucina i daje mu naziv izoleucin, nalazi se

u prilozima na slici IV/II. U istome radu potanko je opisano dobivanje, izolaciju, analizu i

svojstva ne samo L-izoleucina (navodi se kao d-izoleucin u radu, desnozakrečući), već i cijelog

niza njegovih spojeva s bakrom(II), srebrom, benzoil-kloridom, benzensulfonil-kloridom,

fenil-izocijanatom (…). Nakon otkrića izoleucina napravljena je njegova prva totalna sinteza u

Francuskoj [8] 1906. godine od sec-butil-jodida i acetoacetatnog estera, dok je Felix Ehrlich

neovisno pola godine kasnije objavio strukturu i pretvorbe izoleucina [9], prikazane na slici

IV/III u prilozima. Od čistoga L-izoleucina destiliranoga u 20%-tnoj klorovodičnoj kiselini, kojoj

je kasnije dodana voda i natronsko vapno u suvišku, Felix Ehrlich dobio je d-amilamin. Suhom

destilacijom L-izoleucina dobio je izoleucinimid, dok je dodatkom šećera i kvaščevih gljivica

aminokiselina je prešla u d-amilni alkohol. Stereoizomer L-alo-izoleucin, pak, dobiven je

zagrijavanjem L-izoleucina u baritnoj vodi pri visokoj temperaturi. Shemu pretvorbi

upotpunio je dobivanjem smjese L-izoleucina i L-alo-izoleucina Streckerovom reakcijom. Tom

reakcijom optički aktivni d-valeraldehid (2-metilbutanal) otopljen u eteru uz dodatak

klorovodične kiseline reagira s kalijevim cijanidom i amonijakom. Vrijedno je spomenuti da je

osim cijanhidrinskom reakcijom također dobio smjesu L-izoleucina i L-alo-izoleucina

reakcijom sec-butil-jodida i estera malonske kiseline [10], čija se shema nalazi u prilozima na

slici IV/IV.

Osim tri rada o izoleucinu ne mogu ne spomenuti ostatak njegovog opusa od 23 rada, koji ga

zaista svrstavaju u skupinu istaknutih organskih kemičara i biokemičara prve polovice 20.

stoljeća. Felix Ehrlich doprinio je razumijevanju načina djelovanja kvaščevih gljivica, plijesni i

ostalih mikroorganizama na karboksilne kiseline, alkohole, aminokiseline i amine [11-19].

Najpoznatiji rad iz ovoga područja jest o pretvorbi tirozina u tirozol pod utjecajem kvaščevih

gljivica [15], čija je shema prikazana na slici IV/V; i rad u kojem su sažeti i poopćeni zaključci o

biokemijskim pretvorbama pod utjecajem spomenutih mikroorganizama [18]. Drugi dio

njegovih radova sustavno opisuje pektine [20-23] među kojima se ističe rad o pozitivnoj

korelaciji koncentracije pektina i veličine kristala amonijevog klorida [22], koji su prikazani na

slici IV/VI u prilozima. Posljednja, i ne manje važna skupina radova obrađuje izolacije, sinteze

i reakcije kemijski i biokemijski važnih, dotada nepoznatih spojeva [24-33], kao što su betain

[26-28], galakturonska [30-32], galaktonska [29] i glukuronska [24,25] kiselina te derivati m-

cijanobenzoil-klorida [33].

II/II. Biokemija i struktura L-izoleucina

L-izoleucin, proteinogena esencijalna aminokiselina IUPAC-ovog naziva (2S,3S)-2-

amino-3-metilpentanska kiselina, ima raznolike fiziološke funkcije. Istraživanja su pokazala

da potpuni izostanak izoleucina u hemoglobinu svinja uzrokuje smanjenu sintezu proteina

tijekom krvarenja u probavnom traktu, odnosno veću neto razgradnju proteina te

posljedično povećanu koncentraciju amonijaka i uree u organizmu [34]. Smith et al. [35]

pokazali su da su histidinil- i izoleucinil-tRNK ligaze u retikulocitima zečeva specijalizirane za

sintezu hemoglobina. Zamjena izoleucina treoninom na 75. mjestu γ-lanca hemoglobina F

potencijalni je uzrok talasemije [36], nasljednoga genetskoga poremećaja koji rezultira

stvaranjem abnormalnoga hemoglobina koji se brzo raspada i tako uzrokuje anemiju [37].

Doi et al. [38] napravili su eksperimente na štakorima i utvrdili da koncentracija izoleucina u

granicama od 1 do 10 mM stimulira unos glukoze u skeletne mišiće mehanizmom neovisnim

o inzulinu. Istraživanje na miševima o izoleucinu i valinu [39] pokazalo je da hrana siromašna

ovim dvjema aminokiselinama uzrokuje gubitak mase, smanjuje unos hrane i povećava

trošenje energije. Osim toga isoleucin regulira ekspresiju gena, pa tako i sintezu proteina

povezanih s lipolizom, β-oksidacijom i lipogenezom u bijelom masnom tkivu. Osim brojnih

uloga u životinjskom organizmu, zanimljiva je uloga izoleucina u svijetu biljnih hormona.

Fonseca et al. [40] objavili su da je endogeni bioaktivni jasmonat, biljni hormon koji

kontrolira razvoj i obranu biljke, prema strukturi upravo (+)-7-izo-jasmonil-L-izoleucin.

Uz L-leucin i L-valin, L-izoleucin pripada skupini aminokiselina razgranatog bočnog lanca (engl.

Branched-chain amino acids, BCAA) čije su funkcije vrlo raznolike i važne, a to znaju posebice

oni koji redovito zalaze u teretane ili se profesionalno bave sportom. Osim što imaju važnu

ulogu u metabolizmu proteina, njihov širok spektar sudjelovanja u biološkim procesima

obuhvaća i povećavanje izlučivanja inzulina, već spomenutu regulaciju lipolize, lipogeneze,

regulaciju metabolizma glukoze i njen transport; poboljšavaju kvalitetu majčinog mlijeka i

pospješuju razvoj embrija [41].

Metabolizam razgradnje L-izoleucina započinje djelovanjem aminotransferaze razgranatog

bočnog lanca koja uklanja amino-skupinu L-izoleucina i pretvara ga u α-ketokiselinu, α-keto-

β-metilvalerat. Potonji produkt dekarboksilira dehidrogenaza α-ketokiselina razgranatog

lanca, nakon čega nizom reakcija nastaju konačni produkti acetil-koenzim A i propionil-

koenzim A [42]. Shema razgradnje nalazi se na slici II/II/I.

Slika II/II/I Prikaz metabolizma razgradnje L-izoleucina [42].

Kristalna struktura L-izoleucina određena je 1971. godine [43]. L-izoleucin kristalizira u

monoklinskoj prostornoj grupi P21, a jediničnu ćeliju dijele dvije molekule, u gauche I i trans

konformaciji, što se može vidjeti na slici II/II/II.

Slika II/II/II Dva konformera u monoklinskoj jediničnoj ćeliji kristala L-izoleucina, gauche I

(gore) i trans konformer (dolje) [43].

II/III. Kompleksi bis(izoleucinato)bakra(II)

Dobro je poznato da se bakar nalazi u aktivnom centru brojnih oksidoreduktaza i

monooksigenaza [44]. Istraživan je mehanizam izmjene bakra između krvne plazme i

ceruloplazmina [45], proteina koji ima feroksidaznu aktivnost1, sposobnost oksidativne

inaktivacije dušikovog(II) oksida [46] i nekih biogenih amina [47]. Pored ceruloplazmina,

prijenosnici bakra u krvnoj plazmi su albumin [48,49] i transkuprein [50,51]. Smatra se da u

prijenosu bakra u krvi sudjeluju i kompleksi bis(amino acidato)bakra(II). Naime, 1967. godine

Sarkar et al. [52] detektirali su i izolirali bis(L-histidinato)bakrov(II) kompleks iz krvi te

pretpostavili da kompleks ima ulogu prijenosnika bakra(II), dok su Neumann et al. [53] iste

godine objavili da mala frakcija koja sadrži bakar u krvnoj plazmi, a nalazi se u ravnoteži s

bakrom vezanim za albumin i hidratiziranim bakrom, prvenstveno sadrži bis-komplekse

bakra(II) s histidinom, glutaminom, treoninom i cisteinom te trojne miješane komplekse

bakra(II) s histidinom, treoninom, glutaminom i asparaginom.

Prve sinteze bis(amino acidato)bakrovih(II) kompleksa objavljene su 1912. godine [54] na

način da je vodena otopina bakrovog(II) klorida pomiješana s bazičnom otopinom

aminokiseline u ledenoj kupelji, a masa bakra određena je volumetrijski i gravimetrijski.

Postupci priprave objavljeni nakon toga [55-58] vrlo su slični: vodena otopina bakrove(II) soli

pomiješana je s vodenom otopinom aminokiseline. Sinteza prema Koberu et al. [54] razlikuje

se od ostalih prema temperaturnom uvjetu reakcije. Naime, Kober et al. preporučuju nisku

temperaturu, dok ostali autori [55-58] predlažu povišenu temperaturu (oko 60oC). Zanimljivi

su oprečni zaključci o dodatku alkohola filtratu kompleksa. Dok Kober et al. [54] tvrdi da

dodatak alkohola sprječava nastanak kompleksa, Abderhalden et al. [55] i Yasui [58]

sugeriraju dodatak alkohola ukoliko se ne dogodi kristalizacija.

Tek je nekolicina kristalnih struktura kompleksa izoleucina s bakrom(II) određena

rentgenskom difrakcijom na monokristalu. Nije jednostavno dobiti kvalitetne monokristale

pa čak i ako su dobiveni, upitna je postojanost istih izvan otopine ili prilikom izlaganja uzorka

rentgenskom zračenju. Prva kristalna struktura koja je određena jest ona rompskog cis-

akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) u prostornoj grupi P212121 [59]. U svakoj elementarnoj ćeliji

nalaze se po četiri molekule kompleksa koje u kristalu stvaraju mrežu vodikovih veza, čineći

tako cis-polimorf stabilnim, što se može vidjeti na slici II/III/I.

1 Feroksidazna aktivnost podrazumijeva sposobnost oksidacije Fe

2+ iona.

Slika II/III/I Projekcija dviju jediničnih ćelija rompskog kompleksa (P212121) na (100) ravninu

(lijevo), i (001) ravninu (desno) [59].

Martino et al. [60] pokušali su odrediti kristalnu strukturu bis(D,L-izoleucinato)bakra(II), no

uspjeli su odrediti da se radi o rompskom kompleksu, prostorne grupe Aba2, koji u jediničnoj

ćeliji sadrži dvije molekule, trans-bis(D-izoleucinato)bakar(II) i trans-bis(L-

izoleucinato)bakar(II), premda atomske koordinate nisu uspjeli dobiti zbog nereda u kristalu.

Treba se naglasiti da iz rada nije jasno koji su polazni aminokiselinski reaktant koristili, niti pri

kojim su uvjetima dobili monokristale.

Nadalje, rezultati mjerenja prahova bis(L-izoleucinato)bakra(II) spektroskopskim tehnikama

IR [61] i EPR [62], kao i rezultati mjerenja spektara IR-a [61,63], difuzne reflektancije [64] i

EPR-a [62] bis(D,L-izoleucinato)bakra(II) pokazali su da su u navedenim prahovima prisutni

samo cis-polimorfi L- i DL-kompleksa. Bezvodni i akva kompleksi bakra(II) s N, N-dimetiliranim

izoleucinom kristalizirali su u trans-konfiguraciji [65,66].

Naša je grupa uspjela razjasniti trostruki nered u kristalu monoklinskog polimorfa cis-

akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) [1]. Taj polimorf, prostorne grupe C2, dobiven je

prekristalizacijom praha cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) sintetiziranog prema

Neumannovoj metodi [53] iz smjese octene kiseline i vode (20:1 v/v). Osim monokristala tog

polimorfa prostorne grupe C2, prekristalizacijom istoga uzorka praha iz manje polarne

smjese otapala, etanola i vode (20:1 v/v), dobeni su monokristali rompskoga polimorfa čiju

su strukturu odredili Weeks et al. [59]. Kristalna struktura monoklinskoga polimorfa

određena pri dvije različite temperature, 120 K i 295 K, otkrila je da u jednom bočnom

ogranku L-izoleucina postoji trostruki nered. Tri konformera koji čine nered imaju različitu

zastupljenost pri navedenim temperaturama. Stoga se može reći da u monoklinskom

polimorfu cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) postoji trostruki dinamički nered. Konformer

cis-e1a62, koji se nalazi u redefiniranoj strukturi rompskoga polimorfa pri 183 K, pokazao se

kao prevladavajući u monoklinskome polimorfu i bit će označen kao konformer A radi

jednostavnosti. Ostala dva konformera zastupljena u monoklinskome polimorfu su cis-e1a9

(konformer B) i cis-e1a8 (konformer C). Prikaz redefinirane rompske i nove monoklinske

kristalne strukture kompleksa cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) pri dvjema različitim

temperaturama nalazi se na slici II/III/II.

Slika II/III/II ORTEP-POV-Ray prikaz kompleksa cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) u

rompskoj elementarnoj ćeliji, prostorne grupe P212121 pri 183 K (1), te u monoklinskoj

elementarnoj ćeliji, prostorne grupe C2 pri 295 K (2) i pri 120 K (3). Konformer A prikazan je

sivom bojom, konformer B žutom i konformer C zelenom bojom.

Kako bi se odredio utjecaj intermolekulskih interakcija na energije konformera cis i trans

bis(L-izoleucinato)bakra(II) u različitom okruženju, te motiv pakiranja konformera cis-

akvabis(L-izoleucinato)bakra(II) u monoklinskom kristalu, napravljena je konformacijska

analiza s molekulsko-mehaničkim poljem sila FFWa-SPCE [67] u vakuumu, vodenoj otopini i

kristalu. Konformacijska je analiza u vakuumu pokazala da su trans konformeri stabilniji od

cis konformera, a energijska razlika između najstabilnijeg trans i cis konformera je 93 kJ

mol-1. Simulacije molekulske dinamike sustava Cu(L-Ile)•3435 H2O pokazale su da premda

trans konformeri imaju nižu intramolekulsku energiju, cis konformeri mogu stvarati

povoljnije intermolekulske interakcije s vodom. Stoga su prosječne ukupne energije za iste

2 Konformeri su imenovani prema veličini triju torzijskih kutova, a detaljniji opis može se na slici IV/VII u

prilozima.

cis i trans konformere gotovo identične. Simulacije su pokazale da bi cis i trans konformeri

mogli biti istovremeno prisutni u vodenoj otopini pri sobnoj temperaturi. Djelomična

konformacijska analiza cis-akva kompleksa u kristalu pokazala je da su konformeri A, B i C

konformeri s najnižim intermolekulskim energijama.

Na osnovi eksperimentalno određene zastupljenosti konformera u monoklinskom polimorfu

2 i 3 za 25 elementarnih ćelija izračunat je broj pojedinih konformera u monoklinskoj

elementarnoj ćeliji pri 295 K i 120 K. Pri 295 K konformeri A, B i C odnosili su se 54:26:20, dok

pri nižoj temperaturi udio konformera B opada, a C raste pa njihov omjer iznosi 50:15:35. Za

određivanje najvjerojatnijeg motiva pakiranja tri konformera u elementarnoj ćeliji

konstruirani su tetrameri prema operacijama simetrijske grupe C2. Tetramere sa različitim

udjelima konformera A, B i C u jediničnoj ćeliji označit ću s x, y i z. Kombinacija tetramera x

sadrži dva konformera A, jedan B i jedan C, kombinacija y sadrži dva konformera A i dva B, i

kombinacija z sadrži dva konformera A i dva C. Variranjem položaja konformera A, B i C

pojedinog tetramera u jediničnoj ćeliji i optimizacijom geometrije tetramera u kristalnom

okruženju, dobiveni su minimumi potencijalne energije za pojedine kombinacije konformera

A, B i C. Usporedbom intermolekulskih energija i vrijednosti korijena srednje vrijednosti

kvadrata razlika između eksperimentalnih i izračunatih internih koordinata i parametara

jedinične ćelije određeni su najvjerojatniji motivi pakiranja tri konformera u realnom kristalu

pri 295 K i 120 K. Pri sobnoj temperaturi (295 K) najvjerojatniji motiv pakiranja je kombinacija

jediničnih ćelija tetramera x i y, koja se ukupno sastoji od četiri konformera A, tri

konformera B i jednog konformera C, dok pri nižoj temperaturi (120 K) najvjerojatniji motiv

pakiranja sadrži tetramere x i z, odnosno ukupno četiri konformera A, jednog konformer B i

tri konformera C. Ti motivi kristalnog pakiranja za obje temperature nalaze se na slici II/III/III.

Slika II/III/III Motivi kristalnog pakiranja kompleksa cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II)

predloženi na temelju računa molekulske mehanike i eksperimentalno određene

zastupljenosti konformera u monoklinskom polimorfu 2 (295 K) i 3 (120 K).

II/IV. Zanimljivosti

Ono što bih voljela istaknuti jest da su radovi s početka 20. stoljeća vrlo lijepo

napravljeni jer sadrže sve informacije o eksperimentima koji su se proveli, uz opažanja i

savjete na koji način bi se određena reakcija mogla poboljšati. S druge strane pak, rečenice

su vrlo duge stoga je otežano praćenje teksta i povezivanje, pogotovo neizvornim

govornicima njemačkog jezika. No za razliku od nekih novijih radova, koji čak ni u dodatku ne

sadrže određene bitne informacije kako bi se ispitala ponovljivost eksperimenta, stariji

radovi pružaju kompletan, iako složeniji, uvid u sve relevantne podatke.

Čitajući radove Fischera i Ehrlicha, zamijetila sam da su kratki radovi zapravo izuzetak te da

su pisani kao priprema za predavanje. Jedan je takav rad objavio Fischer 1906. godine [68], u

kojem tekst započinje s riječima: „Poštovana gospodo“, iz kojega bi se dalo zaključiti da su

žene u znanosti tada bile rijetkost, što danas više nije slučaj. Preslika prve stranice rada [68]

nalazi se u prilozima na slici IV/VIII.

Baš kako biva – neke se stvari mijenjaju, a neke baš i ne. I tada su postojali problemi sa

sadržajem kupovnih kemikalija. U Ehrlichovom radu [10], čija je preslika ulomka dana u

prilozima na slici IV/IX, može se vidjeti da kupovni d-amilni alkohol nije bio čist, odnosno da

je sadržavao i d-izoamilni alkohol, što je uzrokovalo poteškoće kod izolacije željenog spoja.

Slično iskustvo imam i ja, vezano za kupovinu DL-izoleucina, koji bi prema logici trebao biti

racemat D- i L-izoleucina, dok je rentgenskom difrakcijom na monokristalu bakrovog(II)

kompleksa s navedenim aminokiselinama zapravo utvrđeno da je polazna tvar sadržavala D-

alo-izoleucin i L-izoleucin. Budući da u specifikacijama proizvođača na internetskoj stranici

piše da je kemikalija smjesa stereoizomera, prikazano u prilozima na slici IV/X, i da nije

preciziran niti omjer niti vrsta stereoizomera, nakon upućivanja upita o istom tehničkoj

službi, shvatila sam da zapravo ne znaju što prodaju jer i dalje tvrde da je kemikalija racemat

navedenog L i D enantiomera.

III. Zaključak

Uloga bis(amino acidato)bakrovih(II) kompleksa u organizmu i danas nije potpuno

jasna, no pretpostavlja se da imaju ulogu prijenosnika bakra(II). Kompleksi akvabis(L-

izoleucinato)bakra(II) poznati su u dva polimorfna oblika, rompskom (P212121) i

monoklinskom (C2), pri čemu oba imaju cis konfiguraciju. Istu konfiguraciju su potvrdila

mjerenja spektara IR i ESR na prahovima. U monoklinskome je polimorfu uspješno razriješen

trostruki dinamički nered kombinacijom rentgenske strukturne analize i molekulske

mehanike, te su predviđeni motivi pakiranja istoga u realnom kristalu pri 295 K i 120 K. Iako

je i eksperimentalno i računski utvrđeno da kompleksi cis-akvabis(L-izoleucinato)bakra(II)

stvaraju mrežu vodikovih veza u kristalu i vodenoj otopini te da ih to čini vrlo stabilnima,

proračuni molekulske mehanike u vakuumu i vodenoj otopini također predviđaju stabilnost

istoimenog kompleksa u trans konfiguraciji, no nije ga se još uspjelo izolirati. Nadu daje rad

Martina et al. u kojem je opisano određivanje monokristala trans-bis(D,L-

izoleucinato)bakra(II), a u čijoj se elementarnoj ćeliji nalaze dvije molekule, trans-bis(D-

izoleucinato)bakra(II) i trans-bis(L-izoleucinato)bakra(II). Nažalost, u istome je radu dano

premalo eksperimentalnih podataka o korištenim tvarima i uvjetima sinteze i kristalizacije da

bi se eksperiment mogao ponoviti. Za razliku od spomenutog rada, treba istaknuti vrlo

detaljne radove Felixa Ehrlicha, koji su doprinijeli razumijevanju biokemije izoleucina,

pektina i ostalih kemijski i biološki važnih spojeva. Pa čak i ako povijest zaboravi osobe poput

Felixa Ehrlicha, znanost neće jer njegovo ime živi u velikim znanstvenim doprinosima, kao što

je otkriće izoleucina.

IV. Prilozi

Slika IV/I Preslika dijela stranice 161 iz rada Emila Fischera [5], koja govori u prilog činjenici

da je upravo on prvi uočio konstitucijski izomer aminokapronske kiseline, izoleucin.

Slika IV/II Preslika stranice 1809 iz rada Felixa Ehrlicha [7] u kojem se prvi puta spominje

naziv izoleucin.

Slika IV/III Preslika sheme o pretvorbi L-izoleucina sa stranice 2547 iz rada Felixa Ehrlicha [9].

Slika IV/IV Preslika sheme dobivanja L-izoleucina i L-alo-izoleucina sa stranice 1455 iz rada

Felixa Ehrlicha [10].

Slika IV/V Preslika sheme o pretvorbi (deaminaciji i redukciji) tirozina u tirozol pod utjecajem

kvaščevih gljivica sa stranice 139 iz rada Felixa Ehrlicha [15].

Slika IV/VI Preslika fotografije sa stranice 31 iz rada Felixa Ehrlicha [22] koja prikazuje

kristale amonijevog klorida koji su kristalizirali u drvenom posuđu.

Slika IV/VII Definicija 18 mogućih konformacija kelatnog prstena bis(L-izoleucinato)bakra(II) s

tri torzijska kuta (Cu-N-Cα-Cβ, N-Cα-Cβ-Cγ` i Cα-Cβ-Cγ-Cδ). U imenu konformera „c“ označava cis,

„t“ trans, a oznake „a“označavaju Cβ u aksijalnom i „e“ u ekvatorijalnom položaju [1].

Slika IV/VIII Preslika stranice iz rada Emila Fischera [68] koja govori o činjenici da je

početkom 20. stoljeća bila mala zastupljenost žena u znanosti.

Slika IV/IX Preslika ulomka iz rada Felixa Ehrlicha [10] koja govori o sastavu kupovnog

d-amilnog alkohola.

Slika IV/X Preslika internetske stranice i dijela emaila koja govori kako i danas postoje

poteškoće u definiranju sastava kiralnih molekula.

V. Literatura

[1] M. Marković, D. Milić, J. Sabolović, Cryst. Growth Des., 12 (2012.) 4116-4129

[2] http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1902/fischer-lecture.html

pregledano: 29.06.2017.

[3] http://onlinelibrary.wiley.com/advanced/search/results?start=1 pregledano: 29.06.2017.

(Ključne riječi: „emil fischer“ (autor); polje godine: „između 1800 i 1919“)

[4] http://onlinelibrary.wiley.com/advanced/search/results?start=1 pregledano 29.06.2017.

(Ključne riječi: „emil fischer“ (autor) i „aminosaure“ (sva polja); polje godine: „između 1800 i

1919“)

[5] E. Fischer, H. –S. Z. Physiol. Chem. 17 (1901.) 152-176

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Felix_Ehrlich pregledano: 29.06.2017.

[7] F. Ehrlich, Ber. Chem. Ges. 37 2 (1904.) 1809-1840

[8] A. Bouveault, R. Locquin, Bull. Soc. chim. 35 (1906.) 965-970






[14] F. Ehrlich, K. A. Jacobsen, Ber. Chem. Ges. 44 1 (1911.) 888-897



[17] F. Ehrlich, P. Pistschimuka, Ber. Chem. Ges. 45 1 (1912.) 1006-1012

[18] F. Ehrlich, Angew. Chem. 27 8 (1914.) 48-52


[20] F. Ehrlich, Angew. Chem. 40 45 (1927.) 1305-1311

[21] F. Ehrlich, F. Schubert, Ber. Chem. Ges. 62 8 (1929.) 1974-2027

[22] F. Ehrlich, Z. Anorg. Allg. Chem. 203 1 (1932.) 26-38


[24] F. Ehrlich, K. Rehorst, Ber. Chem. Ges. 62 3 (1929.) 628-634

[25] F. Ehrlich, K. Rehorst, Ber. Chem. Ges. 58 9 (1925.) 1989-1992

[26] F. Ehrlich, P. Pistschimuka, Ber. Chem. Ges. 45 2 (1912.) 2428-2437

[27] F. Ehrlich, F. Lange, Ber. Chem. Ges. 46 3 (1913.) 2746-2752

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1902/fischer-lecture.html


[29] F. Ehrlich, R. Guttmann, Ber. Chem. Ges. 67 8 (1934.) 1345-1347

[30] F. Ehrlich, Ber. Chem. Ges. 69 4 (1936.) 920




[34] C. L. H. van Berlo, A. E. J. M. van de Bogaard, M. A. H. van der Heijden, H. M. H. van Eijk,

M. A. Janssen, M. C. F. Bost, P. B. Soeters, Hepatology 10 3 (1989.) 315-323

[35] D. W. E. Smith, A. L. McNamara, Science 171 3971 (1971.) 577-579

[36] E. Ricco, U. Mazza, R. M. Turri, P. G. Pich, C. Camaschella, G. Saglio, L. F. Bernini, Hum.

Genet. 32 (1976.) 305-313

[37] http://www.healthline.com/health/thalassemia#overview1 pregledano 30.06.2017.

[38] M. Doi, I. Yamaoka, T. Fukunaga, M. Nakayama, Biochem. Biophys. Res. Commun. 312 4

(2003.) 1111-1117

[39] S. Zhang, X. Zeng, M. Ren, X. Mao, S. Qiao, K. Anim. Sci. Biotechno. 8 10 (2017.) 1-12

[40] S. Fonseca, A. Chini, M. Hamberg, B. Adie, A. Porzel, R. Kramell, O. Miersch, C.

Wasternack, R. Solano, Nat. Chem. Biol. 5 (2009.) 344-350

[41] Y. Du, Q. Meng, Q. Zhang, F. Guo, Amino Acids 43 (2012.) 725-734

[42] J. T. Cole, (2015.) Branched chain amino acids in clinical nutrition, Metabolism of the

BCAAs, Chapter 2, Springer Verlag

[43] K. Torii, Y. Itaka, Acta Cryst. B27 (1971.) 2237-2246

[44] A. W. Herlinger, S. L. Wenhold, T. V. Long, J. Am. Chem. Soc., 92 22 (1970.) 6474-6480

[45] R. J. Hooper, T. J. Lane, J. L. Walter, Inorg.Chem., 3 (1964.) 1568-1574

[44] M. DiDonato, B. Sarkar, Biochem. Biophys. Acta, 1360 (1997.) 3-16

[45] D. Ramos, D. Mar, M. Ishida, R. Vargas, M. Gaite, A. Montgomery, M. C. Linder (2016.)

Mechanism of Copper Uptake from Blood Plasma Ceruloplasmin by Mammalian Cells, PLoS

ONE 11 (3): e0149516. doi:10.1371/journal.pone.0149516i

[46] S. Shiva, X. Wang, L. A. Ringwood, X. Xu, S. Yuditskaya, V. Annavajihala et al.

Ceruloplasmin is a NO oxidase and nitrate synthase that determines endocrine NO

homeostasis. Nature Chem Biol. 2 (2006.) 486–493

http://www.healthline.com/health/thalassemia#overview1

[47] D. A. Richards Use of high-performance liquid chromatography to study the

caeruloplasmin-catalysed oxidation of biogenic amines. I. Single substrate systems. J.

Chromatogr. 256 (1983.) 71–79

[48] S. H. Laurie, D. E. Pratt, Biochem. Biophys. Res. Commun. 135 3 (1986.) 1064-1068

[49] H. J. McArdle, S. M. Gross, D. M. Danks, A. G. Wedd, Am. J. Physiol. 258 (1990.) G988-

G991

[50] N. Liu, L. S. Lo, H. S. Askary, L. Jones, T. Z. Kidane, T. T. M. Nguyen, J. Goforth, Y. H. Chu,

E. Vivas, M. Tsai, T. Westbrook, M. C. Linder, J. Nutr. Biochem.18 9 (2007.) 597-608

[51] M. Moriya, Y. H. Ho, A. Grana, L. Nguyen, A. Alvarez, R. Jamil, M. L. Ackland, A.

Michalczyk, P. Hamer, D. Ramos, S. Kim, J. F. B. Mercer, M. C. Linder, Am. J. Physiol. Cell

Physiol. 295 3 (2008.)C708-C721

[52] B. Sarkar, T. Kruck (1966.) Copper Amino Acid Complexes in Human Serum in

Biochemistry of Copper (J. Peisach, P. Aisen, W. Blumberg, Eds.), Academic Press, New York,

pp. 183-196

[53] P. Z. Neumann, A Sass-Kortsak, J. Clin. Invest. 46 4 (1967.) 646-659

[54] P. A. Kober, K. Sugiura, J. Biol. Chem., 13 1 (1912) 1-13

[55] E. Abderhalden, E. Schnitzler, Hoppe-Seyler`s Z. Physiol. Chem, 163 (1927) 94-103

[56] P. Pfeiffer, W. Christeleit, Hoppe-Seyler`s Z. Physiol. Chem, 245 5-6 (1937) 197-210

[57] C. Neuberg, H. Lustig, I. Mandl, Arch. Biochem. Biophys., 26 (1950) 77-84

[58] T. Yasui, Bull. Chem. Soc. Jpn., 38 (1965) 1746-1749

[59] C. M. Weeks, A. Cooper, D. A. Norton, Acta Cryst., 25 (1969.) 443-450

[60] D. M. Martino, A. Steren, R. Calvo, J. Solid State Chem. 90 (1991.) 211-215

[61] A. W. Herlinger, S. L. Wenhold, T. V. Long, J. Am. Chem. Soc., 92 22 (1970.) 6474-6480

[62] S. Misumi, T. Isobe, S. Kimoto, Bull.Chem. Soc. Jap., 45 (1972.) 2695-2697

[63] R. J. Hooper, T. J. Lane, J. L. Walter, Inorg.Chem., 3 (1964.) 1568-1574

[64] T. Yasui, Y. Shimura, Bull. Chem. Soc., 92 (1966.) 604-608

[65] Kamenar, M. Penavić, A. Škorić, N. Paulić, N. Raos, Vl. Simeon, J. Cord. Chem., 17 (1988.)

85-94

[66] B. Kaitner, N. Paulić, N. Raos, J. Coord. Chem., 22 (1991.) 269-279

[67] J. Sabolović,V. J. Gomzi, J. Chem. Theory Comput. 5 (2009.) 1940−1954

[68] E. Fischer, Ber. Chem. Ges. 29 1 (1906.) 530-610

Documents

Sveučilište u Zagrebu - pmf.unizg.hr · PDF fileSveučilište u Zagrebu Prirodoslovno – matematički fakultet Poslijediplomski sveučilišni doktorski studij kemije Smjer: Anorganska