Arbeitsgruppe Kubik

Forschung - Cyclopeptide - Kationen-Erkennung

Cyclische Hexapeptide mit 3-Aminobenzoesäureuntereinheiten binden quaternäre Ammoniumionen in Chloroform. Die Kationenaffinität eines Peptids mit Glutaminsäureuntereinheiten ist allerdings gering.1 Ein Grund hierfür ist die konformative Flexibilität dieser Verbindung, die auf weitgehend ungehinderte Rotationen der Bindungen an den α-C-Atomen der Glutaminsäureuntereinheiten zurückzuführen sind. Diese Rotationen führen zu einem Gleichgewicht zwischen verschiedenen schalenförmigen Konformationen des Cyclopeptids, welche sich in der Orientierung der aromatischen Untereinheiten unterscheiden, wodurch das Peptid für die Kationenbindung nicht gut vororganisiert ist.

Konformationen

In dem entsprechenden Cyclopeptid mit Prolin- anstelle der Glutaminsäureuntereinheiten ist die Rotation einer Bindung an den C(&alpha) Atomen durch den Prolinring verhindert. Trotz der insgesamt verringerten Flexibilität dieser Verbindung kommt es in Lösung zu einer Rotation der sekundären Amidgruppen, da keine intramolekularen Wasserstoffbrücken diese Beweglichkeit verhindern. Dennoch ist das prolinhaltige Peptid für die Gastbindung besser vororganisiert und bildet dementsprechend mit quaternären Ammoniumionen stabilere Komplexe als das glutaminsäurehaltige.2

Konformationen

In prolinhaltigen Cyclopeptiden mit Substituenten in 4-Position der aromatischen Untereinheiten, welche intramolekulare Wasserstoffbrücken zu den benachbarten NH-Gruppen ausbilden, ist die Rotation der sekundären Amidgruppen verhindert. Diese Peptide nehmen in Lösung auch in Abwesenheit von kationischen Substraten eine für die Komplexbildung optimale Konformation an.3

Konformationen

Für ein Peptid mit Methoxycarbonylgruppen, dessen Kristallstruktur unten abgebildet ist, wurde die höchste Kationenaffinität aller bisher untersuchten Cyclopeptide beobachtet.3,4

Kristallstruktur

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Die Chiralität der Cyclopeptide erlaubt darüber hinaus auch die enantioselektive Erkennung chiraler quaternärer Ammoniumionen.5

Literatur

  1. S. Kubik J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5846-5855.
  2. S. Kubik, R. Goddard J. Org. Chem. 1999, 64, 9475-9486.
  3. S. Kubik, R. Goddard Eur. J. Org. Chem. 2001, 311-322.
  4. S. Kubik, R. Goddard Chem. Commun. 2000, 633-634.
  5. G. Heinrichs, L. Vial, J. Lacour, S. Kubik Chem. Commun. 2003, 1252-1253.

Letzte Änderung: 19-05-05. Email

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