Institute for Medical Research and Occupational Health
Abstract
Enantiomeri nekih kiralnih spojeva mogu pokazivati različita biološka svojstva kao što su farmakološka učinkovitost ili toksičnost. Stoga priprava enantiomerno čistih spojeva sve više dobiva na važnosti, posebice u farmaceutskoj industriji. Laboratorijskom sintezom u pravilu nastaje racemična smjesa nekog kiralnog spoja (enantiomerni par), dok u biološkim sustavima nastaje samo jedan enantiomer, kao kod aminokiselina, šećera ili lipida. U radu su opisani osnovni pojmovi o kiralnosti molekula. Prikazane su metode za pripravu enantiomerno čistih spojeva koje se temelje na kiralnim svojstvima enzima i proteina. Pobliže su opisane sinteze enantiomera enzimski kataliziranim reakcijama visoke stereoselektivnosti, i to hidrolitičkim, oksidacijskim i redukcijskim biopretvorbama. Naveden je primjer poboljšanja stereoselektivnosti enzimske reakcije promjenama pojedinih aminokiselina u aktivnom centru lipaze. Opisane su također kromatografske metode, kapilarna elektrokromatografija i tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti, s proteinima kao kiralnim izbornicima kojima se razdvajaju enantiomeri iz racemične smjese. U radu su navedeni primjeri različitog biološkog djelovanja enantiomera nekih kiralnih spojeva.Enantiomers of chiral compounds may express various biological activities and also different toxicities. Examples of different pharmacological effects of some chiral drugs such as fluoxetine, penicillamine, ibuprofen and albuterol are provided in this paper. Due to possible differences in activity, the chiral drugs are required to be pure enantiomeric compounds in order to be more effective and safer to use. In the laboratory, enantiomers are mainly synthesized as racemates (an equimolar mixture of enantiomers) while in biological pathways only one enantiomeric form is produced, such as amino acids, sugars and lipids. This paper presents the principles of chirality, general information about enantiomers and their biological aspects. It gives an outline of stereoselective methods for chromatographic resolution of enantiomers with stereoselective protein stationary phases, i.e. capillary electrochromatography (CEC) and high performance liquid chromatography (HPLC). The use of enzyme biotransformations (hydrolysis, oxidation and reduction) in chiral syntheses of carboxyl-, phosphoryl- or β-hydroxy esters, alcohols, epoxides and cis-carboxyl sulphoxide is described. This article also includes an example of lipase stereoselectivity improvement by amino acid mutations within the enzyme active site
