Анотація до роботи:

Бабій Л.В. Модельні окиснювальні перетворення тіаміну і тіамінфосфатів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.10 – біоорганічна хімія. – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено моделюванню окиснювальних перетворень природних низькомолекулярних біорегуляторів – вітаміну В₁, тіамінмонофосфату (ТМФ) і тіаміндифосфату (ТДФ). Встановлено, що окиснення ТМФ і ТДФ фериціанідом калію інгібується фероціанідом і включає стадію утворення проміжного катіон-радикального продукту. Константи швидкості, що спостерігаються, знижуються при переході від ТДФ до тіаміну і ТМФ. Вперше досліджено окиснювальні перетворення вітаміну В₁ та його О-заміщених структурних аналогів при дії фізіологічного окисника – ферицитохрому С. Особливості перебігу реакції виявляються в нелінійній залежності швидкості відновлення цитохрому С від його концентрації, що пояснюється попереднім утворенням комплексу нейтральної трициклічної форми тіаміну з білком. Встановлено, що окиснення ТМФ в лужному середовищі при дії фериціаніду або йоду супроводжується прискореним гідролізом фосфатного зв’язку з утворенням неорганічного фосфату, тіаміну і тіохрому. В аеробних умовах накопичення неорганічного фосфату відбувається разом з утворенням тіохрому та процесами незворотного розкладу ТМФ. Розраховано константи швидкості окиснювального розкладу “жовтої” та тіольної форм ТМФ. Продемонстровано вплив замісників в положенні 5 тіазолієвого циклу тіаміну і його структурних аналогів на константи швидкості та термодинамічні активаційні параметри зникнення “жовтої” форми. Вивчено реакційну здатність фосфорних естерів тіаміну при взаємодії з лужною фосфатазою.

1. В дисертації представлено нове вирішення наукової задачі і ряд теоретичних узагальнень, що виявляється в з’ясуванні закономірностей та обгрунтуванні механізмів модельних окиснювальних перетворень вітаміну В₁ і його структурних аналогів.

2. На підставі аналізу кінетичних даних окиснення ТМФ і ТДФ фериціанідом показано, що реакція інгібується продуктом реакції – фероціанідом. Розраховано константи швидкості утворення стаціонарної проміжної сполуки та співвідношення констант швидкостей окремих стадій реакції. Отримані результати характеризують ТМФ у порівнянні з ТДФ чи тіаміном як найбільш стійку сполуку по відношенню до окисника.

3. Встановлено кінетичні закономірності окиснювальних перетворень вітаміну В₁ при взаємодії з ферицитохромом С. Реакційна здатність субстратів зростає в ряду від тіаміну до його О-ацилзаміщених похідних. Константи швидкості окиснення ТМФ і ТДФ значно нижчі. Особливості перебігу реакції проявляються в нелінійній залежності швидкості відновлення ферицитохрому С від його концентрації.

4. Знайдено, що в лужному середовищі окиснювальні перетворення ТМФ при дії фериціаніду або йоду супроводжуються гідролізом фосфатного зв’язку з утворенням неорганічного фосфату, тіаміну та тіохрому. В присутності лугу та кисню повітря швидкість дефосфорилювання (поряд з утворенням тіохрому) зменшується в процесі перетворення “жовтої” форми в тіольну форму ТМФ. Розраховано константи швидкості окиснювального розкладу “жовтої” та тіольної форм ТМФ.

5. Продемонстровано вплив замісників у положенні 5 тіазолієвого циклу на константи швидкості та термодинамічні активаційні параметри зникнення “жовтої” форми вітаміну В₁ і його структурних аналогів.

6. Показано, що реакційна здатність ТМФ як субстрату лужної фосфатази знижена у порівнянні з реакційною здатністю ТДФ. За рівних умов V_max/K_m гідролізу ТМФ в 53 рази менше від V_max/K_m реакції гідролізу ТДФ, що пояснюється впливом позитивно зарядженого тіазолієвого циклу ТМФ на найближче оточення в активному центрі ферменту.

7. Механізми модельних окисно-відновних реакцій можуть включати: перетворення тіазолієвого іону вітаміну В₁ і тіамінфосфатів при дії основи в продукти, що здатні окиснюватись; утворення нейтральної трициклічної форми тіаміну та її комплексу з модельним білком - ферицитохромом С; стадії одноелектронного переносу при окисненні фериціанідом і ферицитохромом С; спряження окисно-відновного процесу з дефосфорилю-ванням ТМФ у лужному середовищі.

Публікації автора:

1. Бабий Л.В., Муравьева И.В., Вовк А.И. Разложение “желтой” формы тиамина и его структурных аналогов // Доповіді НАН України. – 2001, № 8. – С. 118-122.

2. Муравьева И.В., Бабий Л.В., Вовк А.И. Кинетика окисления тиамин-монофосфата и тиаминдифосфата феррицианидом // Доповіді НАН України. – 2001, № 7. – С. 135-139.

3. Вовк А.И., Бабий Л.В., Муравьева И.В. Относительная реакционная способность тиаминмонофосфата и тиаминдифосфата при взаимодействии со щелочной фосфатазой // Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 1. – С. 93-96.

4. Вовк А.І., Бабій Л.В., Бугас Р.В., Муравйова І.В. Механізми взаємодії тіаміну і його структурних аналогів з ферицитохромом С // Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 4а. – С. 29.

5. Бабий Л.В., Вовк А.И. Окислительная активация гидролиза тиаминмонофосфата // Фізіологічно активні речовини. – 2002. – Т. 33, № 1. – С. 72-77.

6. Вовк А.І., Муравйова І.В., Бабій Л.В. Вітамін В₁ і тіамінфосфати: механістичні моделі кислотно-основних перетворень // Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліть. – Київ, 2001. – Т.1. – С. 295-300.

7. Бабій Л., Муравйова І., Вовк А. Взаємодія цитохрому С з вітаміном В₁ та його структурними аналогами // Восьма наукова конференція “Львівські хімічні читання — 2001”. Тези доповідей. – Львів, 2001. – С. 22.

8. Бабій Л.В., Муравйова І.В., Вовк А.І. Механізми модельних окиснювальних перетворень вітаміну В₁ і його структурних аналогів // XIX Українська конференція з органічної хімії. Тези доповідей. – Львів, 2001. – С. 170.