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Allosterische Kontrolle von Katalyse- und Rezeptoreigenschaften mehrkerniger Metallkomplexe

Hoppe, Markus

English Title: Allosteric control of catalytic and rezeptor properties of polynuclear metalcomplexes

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PDF, German
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Abstract

Enzymkatalyse wird in der Natur oftmals durch allosterische Regulation kontrolliert. Bei synthetischen Katalysatoren ist diese Regulation noch nicht näher untersucht worden. Im Rahmen der Arbeit wurden drei– und vierkernige Metallkomplexe verschiedener Liganden (L1 – L3) als Modellsysteme für allosterische Metalloenzyme untersucht. Die Metallkomplexe sind aus einer allosterischen Untereinheit und einer katalytischen Untereinheit aufgebaut. Ein mononuklearer Co(III)-Komplex des Liganden L3 konnte isoliert und kristallographisch charakterisiert werden. Dadurch konnte ein Einblick in die Rolle des allosterischen Metalls bei der Präorganisation der funktionellen Untereinheiten gewonnen werden. Die Komplexe [(L3-3H)Co]Cu3 und [(L3-2H)Cu]Cu3 wurden in Lösung hergestellt. Sie unterscheiden sich durch das allosterische Metallion (CuII bzw. CoIII), enthalten aber die gleichen funktionellen Metallionen (CuII). Das allosterische Metall kontrolliert die katalytische Aktivität: während [(L3-2H)Cu]Cu3 ein effizienter Katalysator für die Spaltung des Phosphodiesters 2-Hydroxypropyl-p-Nitrophenylphosphat (HPNP) ist, ist [(L3-3H)Co]Cu3 praktisch inaktiv. [(L3-3H)Co]Cu3 ist ein selektiver allosterischer Rezeptor für Aminosäuren.

Translation of abstract (English)

Enzymatic catalysis in nature is often controlled by allosteric regulation. With synthetic catalysts this regulation has been investigated just recently. In this work tri- and tetranuclear metalcomplexes of different ligands (L1 – L3) were investigated as model systems for allosteric metaloenzymes. The metal complexes are build up of an allosteric subunit and a functional subunit. A mononuclear Co(III)-complex of Ligand L3 was isolated and crystallographically characterized. This gave insight to the role of the allosteric metal ion regarding preorganization of the functional subunits. Complexes [(L3-3H)Co]Cu3 and [(L3-2H)Cu]Cu3 have been produced in solution. They differ by the allosteric metal ion (CuII and CoIII), but contain the same functional metal ion (CuII). The allosteric metal controls the catalytic activity: while [(L3-2H)Cu]Cu3 is an efficient catalyst for the cleavage of the phophodiester 2-Hydroxypropyl-p-nitrophenylphosphate (HPNP), [(L3-3H)Co]Cu3 is nearly inactive. [(L3-3H)Co]Cu3 is a selective allosteric receptor for certain aminoacids.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Krämer, Professor Roland
Date of thesis defense: 12. December 2003
Date Deposited: 02. Feb 2004 13:55
Date: 2003
Faculties / Institutes: Fakultät für Chemie und Geowissenschaften > Institute of Inorganic Chemistry
Subjects: 540 Chemistry and allied sciences
Controlled Keywords: Allosterische Kontrolle, Metallkomplexe, Allosterisches Enzym, Kinetik, Rezeptor, Kupfer
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