Binary and ternary mixed metal complexes of terminally free peptides containing two different histidyl binding sites

Copper(II), nickel(II) and zinc(II) complexes of the terminally free peptides AHAAAHG and AAHAAAHG have been studied by combined applications of potentiometric and various spectroscopic techniques, including UV-visible, CD and EPR for copper(II) and UV-visible, CD and NMR for nickel(II). It was found that the octapeptide AAHAAAHG can easily bind two equivalents of copper(II) or nickel(II) ions and the amino terminus was identified as the primary ligating site of the molecule. On the other hand, this peptide has a relatively low zinc(II) binding affinity. Mono- and di-nuclear copper(II) and nickel(II) complexes were also formed with the heptapeptide AHAAAHG but this peptide can effectively bind one equivalent of zinc(II) ions, too, with the involvement of the deprotonated amide nitrogen in zinc(II) binding. The enhanced stability of the [MH-1L] species of AHAAAHG was explained by the tridentate (NH2,N-,Nim) coordination of the amino terminus supported by the macrochelation of the internal histidyl residue. Mixed metal copper(II)-nickel(II) complexes were also formed with both peptides and copper(II) ions were coordinated to the amino terminal, while nickel(II) ions to the internal histidyl sites. © 2013 Elsevier Inc

Peptidek vegyes fémkomplexeinek képződését befolyásoló tényezők vizsgálata

Mindkét ligandum vizsgálata során sikerült bebizonyítani a lúgos tartományban képződött vegyes fémkomplexek képződését. A D-penicilamin-diszulfid esetében, a pH-metriás eredmények alapján a fémek megoszlása a két ekvivalens fémkötőhely között statisztikusnak mondható. A SPPS módszerrel előállított NH2-AlaHisAlaAlaAlaHisGly-OH heptapeptid komplexkémiai folyamataiban általánosan megállapítható, hogy a nikkelnél erősebb kémiai karakterű réznek meghatározó a szerepe és a stabilitása is. Amennyiben van lehetőség az Ala-His-szerű koordinációra, a réz 3-4 pH érték körül egyszerre koordinálódik az amino csoporthoz és az Nim-hez, az amidnitrogén deprotonálódásán keresztül. Hogyha van elég hely a Cu(II)ion számára, akkor nem kötődik a másik potenciális fémkötőhelyre, azaz a láncközi hisztidinhez, hanem marad ezen a preferált kötőhelyen a két horgonydonor miatt (NH2, Nim). Ugyanezen helyre a nikkel, azonban csak 6-7 pH-án tud kisebb stabilitású komplexet kialakítani, a rézhez hasonlóan az [NH2,Nim,N-,] koordinációs mód kialakításával. Amennyiben a Cu(II)ion elfoglalja az összes N-terminális kötőhelyet, a Ni(II)-ionnak már csak a láncközi hisztidin környékén van lehetősége koordinálódni. Hogyha 8 pH felett ez megvalósul, akkor az [Nim,N-,N-] koordinációs szférával rendelkező részecske képződni elsőnek, amikor az amid nitrogének kooperatív deprotonálódása megy végbe. A fent összefoglaltak alapján tehát megállapítható, hogy a vegyesfémkomplexek képződését befolyásoló tényezők között szerepel a, ligandum fémkötőhelyeinek minősége (donoratomok kémiai karaktere) b, fémionok komplexkémiai karaktere c, fém/ligandum arányaMscII.Vegyész Msc analitikus szakirányg