Проекты

Синтез 13С-меченого по метильной группе S-аденозил-L-метионина

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект: от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 10−11 классов.

Направление работы: Органическая химия
Авторы работы: ГБОУ Школа имени Маршала В.И. Чуйкова
Предметы: Химия
Классы: 11 класс
Мероприятия: «Курчатовский проект: от знаний к практике, от практики к результату» 11 апреля 2018 года

Введение

S-аденозил-L-метионин (SAM) – это кофермент, играющий роль донора CH3-групп в реакциях метилирования. Присоединение метильных групп к биополимерам (белкам, ДНК и РНК) приводит к изменению их вторичной и третичной структуры, играя, таким образом, регуляторную роль в организме. Ферменты, катализирующие эту реакцию, называются метилтрансферазами. Нарушения в работе метилтрансфераз часто приводят к серьёзным заболеваниям и патологиям, в связи с чем изучение таких ферментов представляется важной задачей. Наиболее существенным является вопрос о том, какие биомолекулы подвергаются метилированию под действием изучаемой метилтрансферазы, то есть играют роль субстрата в данной ферментативной реакции.

Одним из наиболее высокоэффективных методов, позволяющих ответить на этот вопрос, является метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Особенность данного метода заключается в способности получать сигнал от атомов, представленных изотопами с нечётной атомной массой. По этой причине введение изотопов с нечётной массой (1H, 13С, 15N) в определённые положения изучаемых молекул может быть использовано для наблюдения за различными химическими процессами, в том числе − ферментативными реакциями.

Цель

Синтез S-аденозил-L-метионина, меченного стабильным изотопом 13С по метильной группе.

Результат

1. На основании анализа литературных данных выбрана методика синтеза 13С-меченого S-аденозил-L-метионина.

2. Проведено два пробных синтеза SAM из SAH и немеченого метилиодида. Получение целевого продукта подтверждено методом спектроскопии ЯМР.

3. Отработана методика выделения целевого продукта методом ионообменной хроматографии.

4. Проведён синтез 13С-меченого S-аденозил-L-метионина. Полученный продукт выделен в чистом виде и охарактеризован методом спектроскопии ЯМР.

Перспективы развития результатов работы

В дальнейшем этот реагент планируется использовать для изучения белка WBSCR27 − белка, ассоциированного с Синдромом Вильямса, предположительно обладающего метилтрансферазной активностью. Выдерживание образцов этого белка с 13С-меченым S-аденозил-L-метионином в присутствии различных фрагментов биомакромолекул позволит выяснить, к каким именно биомакромолекулам присоединяется 13C-меченая метильная группа, а значит, таким образом можно будет определить мишень действия белка.

Награды/достижения

Работа удостоена диплома III степени XXVII Всероссийской научно-практической конференции-конкурса «Авангард»