Evaluacija fluoriranih derivata stiren oksida kao supstrata halogenhidrin-dehalogenaze

diplomski rad

• Naslov (engleski): Evaluation of fluorinated derivatives od styrene oxide as substrates of halohydrin dehalogenase
• Autor: Marko Pranić
• Mentor: Zvjezdana Findrik Blažević (mentor)
• Član povjerenstva: Zvjezdana Findrik Blažević (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Martina Sudar (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marija Vuković Domanovac (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-12-21, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Fluorirani aromatski spojevi su važni kiralni građevni blokovi u farmaceutskoj industriji. Jedna od metoda njihove sinteze je i biokatalitički put korištenjem enzima halogenhidrin-dehalogenaze (HHDH). U ovom radu proučavana je reakcija otvaranja epoksidnog prstena, fluoriranog derivata stiren oksida uz azid kao nukleofil. Reakcija je katalizirana s HHDH iz divljeg soja mikroorganizma poznata i pod nazivom HheC. Provedene su preliminarne reakcije u vodenom mediju s 5 % organskog otapala. U njima je evaluirano šest različitih epoksida s atomima fluora kao supstituentima na stiren oksidu. Metodom početnih brzina određeni su kinetički modeli i parametri za svaku od reakcija. Utjecaj koncentracije epoksida (cepox) na brzinu enzimske reakcije odgovara Michaelis-Meteničinoj enzimskoj kinetici, dok utjecaj koncentracije azida odgovara kinetičkom modelu s inhibicijom supstrata. Enzimsku kinetiku u vodenom mediju bilo je moguće mjeriti samo do koncentracije epoksida od 20 mM, zbog njihove ograničene topljivosti. Kako bi se povećala topljivost epoksida, reakcije je potrebno provoditi pri većim udjelima organskog otapala. Usporedbom procijenjenih kinetičkih parametara i pregledom literature određeno je da položaj supstituenta ima presudnu ulogu na aktivnost enzima i afinitet supstrata prema enzimu. Od ispitivanih stiren oksida najbolji supstrat za HheC je onaj koji ima najudaljenije supstituente od epoksidnog prstena, odnosno u para položaju.

Sažetak (engleski)

Fluorinated aromatic compounds are important chiral building blocks in the pharmaceutical industry. One of the methods for their synthesis is a biocatalytic path with enzyme halohydrin dehalogenase (HHDH). In this work, the ring-opening reaction of epoxides was studied. Substrates were fluorinated derivates of styrene oxide with azide as a nucleophile. The reaction was catalyzed by wild-type HHDH, also known as HheC. Preliminary reactions were ran in a buffered medium with 5 % of organic solvent. Six different epoxides with fluorine atom on different positions of the phenyl ring were evaluated. By using the initial reaction rate method, kinetic models and parameters for each reaction were determinend. The influence of the concentration of epoxides (cepox) on the rate of enzymatic reactions fits Michaelis-Menten kinetics, while the influence of azide concentration fits the Michaelis-Menten kinetics with substrate inhibition. Because of low epoxide solubility, enzymatic kinetic in the water medium can be determined up to the epoxide concentration of 20 mM. To increase epoxide solubility reactions need to be carried out at higher concentration of organic solvent. By comparing the estimated kinetic parameters and literature search, it was found that the substituent position has a deterministic role in enzyme activity and affinity of the substrate towards the enzyme. From the tested styrene oxides, the best substrate for HheC is the one that has substituents on the opposite side from the epoxide ring.

• Ključne riječi: epoksid; halogenhidrin-dehalogenaza; kinetika enzimske reakcije; evaluacija supstrata
• Ključne riječi (engleski): epoxide; halohydrin-dehalogenase; enzyme reaction kinetics; substrate evaluation
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:888012
• Projekt: Šifra: IP-2018-01-4493; Naziv: Enzimska sinteza fluoriranih kiralnih građevnih blokova; Kratica: EnzyFluor; Voditelj: Maja Majerić-Elenkov; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Ekoinženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka ekoinženjerstva (mag. ing. oecoing.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup; Datum isteka embarga: 2022-11-30
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-07-19 13:01:28