Darstellung und Eigenschaften von Flavin-benzimidazol-dinucleotid

Die Synthese des Coenzymmodells Flavin-benzimidazol-dinucleotid * gelang durch Kondensation von Benzimidazolribotid-imidazolid 1 oder Benzimidazolribotid-guanidiniumamidat 2 mit Flavinmononucleotid. Das Coenzymmodell war enzymatisch nicht aktiv und bildete keinen Enzym-Coenzym-Komplex. Im Absorptionsspektrum konnte eine Extinktionszunahme nach der Spaltung der Pyrophosphatbrücke nur im Bereich von 260 mμ beobachtet werden. Das Molekül liegt daher vermutlich in einer gefalteten Form vor. Ein Komplex zwischen Flavin- und Benzimidazolteil konnte nicht nachgewiesen werden. Eine Fluoreszenzunterdrückung, die im FAD durch die Komplexbildung zwischen Flavin- und Adeninteil bedingt wird, wurde im FBD-Coenzymmodell nicht beobachtet

Fluorometrische Untersuchungen über die Bildung von Enzym-Coenzym-Komplexen der Lactat-Dehydrogenase aus Schweineherz mit Coenzymbruchstücken und Coenzymmodellen

Fluorescense spectra of lactate dehydrogenase * (E.C. 1.1.1.27) were investigated in the presence of the coenzyme fragments dihydronicotinamide mononucleotide and dihydronicotinamide-ribose-5'-pyrophospho- (P2) -5“-ribose. The reduced mononucleotide is enzymatically less active as a hydrogen donor. However, formation of a complex with the enzyme was not observed under the conditions used. All the other substances: dihydronicotinamide-ribose-5'-pyrophospho- (P2) -5“-ribose, dihydronicotinamide- benzimidazole-dinucleotide, dihydronicotinamide-3-desazapurine-dinucleotide and dihydronicotinamide-6-mercaptopurine-dinucleotide form more or less stable complexes with lactate dehydrogenase. The complexes do not markedly differ from the complex formed with the natural cofactor. In all cases spectra indicate change in conformation of the coenzyme by forming the coenzyme-enzyme-complex which has been proposed by VELICK 1 too. The cysteine residues of the lactate dehydrogenase are not essential for binding the coenzyme to the active center; this was shown with mercury blocked enzyme

Eigenschaften des Coenzymmodells Nicotinamid- 3-desazapurin-dinucleotid : über die Bedeutung des Adeninringes im Coenzym Nicotinamid-adenin-dinucleotid

Nicotinamid-3-desazapurindinucleotid * wurde aus den Teilstücken Nicotinamidmononucleotid und 3-Desazapurinribosid-5'-phosphat durch Kondensation mit Dicyclohexylcarbodiimid in wäßrigem Pyridin hergestellt1. Das Coenzymmodell war im enzymatischen Test mit verschiedenen Dehydrogenasen ebenso wirksam wie Nicotinamid-adenin-dinucleotid. Für die Funktion der Wasserstoffübertragung scheint der Stickstoff N 1 im Purinring von Bedeutung zu sein. Auffällig ist, daß die pK-Werte nichtfunktioneller Mononucleotidteile bei Coenzymmodellen, die Nicotinamid-adenin-dinucleotid im enzymatischen Test ersetzen können, über dem Wert 4 liegen. Das optische Verhalten des Coenzymmodells Nicotinamid-3-desazapurin-dinucleotid ähnelt dagegen nichtpurinhaltigen Coenzymmodellen, die sich bisher alle durch eine geringere Coenzymwirksamkeit auszeichneten. Eine schwächere intramolekulare Wechselwirkung zwischen den Heterocyclen zeichnete sich durch die Verschiebung des Dihydronicotinamid-Absorptionsmaximums in dem kurzwelligen Teil des Spektrums aus. Aus den geringeren intramolekularen Wechselwirkungen lassen sich jedoch keine Rückschlüsse auf die enzymatische Wirksamkeit ziehen. Alle nichtpurinhaltigen hydrierten Coenzymmodelle zeigen keine Änderung der Fluoreszenz nach Enzymzugabe

Darstellung und Eigenschaften des Coenzymanalogen Nicotinamid-4-methyl-5-acetyl-imidazol-dinucleotid

Kondensation des Quecksilbersalzes von 4-Methyl-5-acetyl-imidazol ** mit 1-Chlor-2.3.5-O-tribenzoyl-ribofuranose liefert das geschützte Ribosid 3. Zur Strukturaufklärung der Verbindung wurde 4-Methyl-5-acetyl-1-(β-D-0-2′.3′.5′-triacetyl-ribofuranosyl)-imidazol mit Methyljodid in das 3.4-Dimethyl-5-acetyl-1-(β-D-O-2′.3′.5′-triacetyl-ribofuranosyl)-imidazoliumjodid überführt und der Zuckerrest hydrolytisch gespalten. Das entstandene Imidazol-Derivat ist identisch mit 1.5-Dimethyl-4-acetyl-imidazol. 4-Methyl-5-acetyl-1- (β-D-ribofuranosyl) -imidazol wurde mit Aceton in das Isopropyliden-Derivat 4 überführt. Die Phosphorylierung zum Nucleosid-5′-phosphat (5) führten wir mit β-Cyanäthyl-phosphat durch. Durch Kondensation mit Nicotinamid-mononucleotid erhielten wir das Coenzymanaloge Nicotinamid-4-methyl-5-acetyl-imidazol-dinucleotid (6). Die Verbindung liegt im oxydierten Zustand in gefaltener Form vor. Das Fluoreszenz-Anregungsspektrum der Dihydroverbindung zeigt keine Energieübertragung vom nichtfunktionellen 4-Methyl-5-acetyl-imidazol-Teil auf den Dihydronicotinamid-Ring. Das Coenzymanaloge weist eine größere Michaelis- Konstante im Test mit Lactat-Dehydrogenase aus Schweineherz *** auf als das natürliche Nicotinamid-adenindinucleotid ***. Die maximale Umsatzzahl ist trotz der schwächeren Bindung vergrößert. Das unterschiedliche Verhalten des Coenzymanalogen 6 gegenüber NAD läßt, neben der π-Bindung des nichtfunktionellen Teils, eine polare Gruppe im aktiven Zentrum des Enzyms vermuten, die die Ausrichtung des Coenzyms im Coenzym-Enzym-Komplex bewirkt. Dihydronicotinamid-4-methyl-5-acetyl-imidazol-dinucleotid bildet einen fluoreszierenden Komplex mit der Lactat-Dehydrogenase, der dem des NADH-LDH-Komplexes sehr ähnlich ist

Darstellung und Eigenschaften von Nikotinamid-N1-β-ᴅ-gluco-pyranosyl-phosphat und Nikotinamidglucosid-Adenin-Dinucleotid

1- (2̸.3′.4′-O-Triacetyl-1.β-D-glucopyranosyl) 3-carboxamido-pyridiniumchlorid wird aus α-1-Chlor-2.3.4-O-triacetyl-glucopyranose und Nikotinamid hergestellt. Die freie Hydroxylgruppe in 6-Stellung der Glucose wird mit Phosphoroxychlorid verestert. Durch Acylwanderung entsteht außerdem ein isomeres Produkt. Die Acetylgruppen lassen sich sauer verseifen. Durch Kondensation mit Adenosinmonophosphat erhält man ein Gemisch beider Nikotinamidglucosid-Adenin-Dinucleotid-Isomerer. Die Verbindungen sind trotz hoher Affinität zu nucleophilen Agentien auf Grund der sterischen Konfiguration enzymatisch inaktiv