lrntersilcliiirigrri ziirn R,eaktionsablaiif dnr 1)ojoditwiing vo n 3 ,b 1) i j otl- t,yrosiri tliirt:h Cgst,si r i

Hei R.lodelIiiiitersuchangen ziir enzymatischen Halogcnab- spaltnng atis 3,h-llijod-tyrosin (DJT) wurde von niis eine Dejodieriing der Joclaminosiiure in (iegenwart von SH-Vcr- bindungen zit 3-Jod-tyrosin und Jotlid gefunden [l 1. Die gleialicn Itcaktionsprodukte werderi bei tier enzyniatischeii LTnisetznng iron DJT mit Dt,jodasepraparationen gebildct. Ua die rnzyniatische Halogcnabspaltring i i i i s der Jodaniino- sii,iirc nach Ansicht einiger Aiitoren 12 J tinter aktiver Betai- ligiirig von SH-(+rrippen vcrliiuft, sollten iiber eine Anfklii- rung dcs Rcaktionsablanfes der Dcjodicrung diirch SH -\'er- bindnngen cventriell anch Hinueisc auf den Alechanisnius dcr

\2'ir tintersuchten zuniiclist) die Ahhangigkeit der Dejodie- ruIigsgescliir.indigkcit, von der Konzentration an D J T nnd Cystein. \Vie crwartet, ninimt die 1:escliwindigkeit der Halo- genabspaltnng niit steigender DJT-Konzentration linear z n (Bild 1). \\'ird tlapegen die DJT-Konzentration konst,ant, gehalten und niit steigcnden Alengen Cyst,ein uriigesetzt, so nimnit die ncjodirriingspesch\~indigltcit ziinKchst sehr st,arlc zii: nni daini konst,ant z n bleiben (Bild 2), Ein c1eriirt)igcr Kurvenverlauf deiitct, daraiif hin, daB tlie Reaktion dcr .Jodaniinosiure mit der Thiolverbindung nicht der gcsrlii~iodigkeitsbestininicnde Schritt der dehalogenie- rcndcn Vmsetzring ist. Dann muB jedoch neben DJT und C'yst,ein zumindcst noch cine izndare Reaktionskoniponentc an der Hnlogenabspaltung itiis drr ,Jodamiriosaiire bet,riligt sein. Die Ergebnisse eines Versncahcs ziir Halogeriahspaltjring RUS

1)JT bei iiriters~hiedlichen pH-J\Terten zeigt Bild 3. Dir Jodidabspaltimg in (kgenwart voii Cystein wnrde als Haript- wert,, die Dejodiernng rciner Jodaniinosiiiirelosiingeii als Leerwert bczeirhnet. Die mittlere Knrve crgibt sich durch Subtraktion der Leer\verte von den Hanptwerten iind stellt, somit die effektive, nnr dnrch die Thiolaminosiiiwe erfolgte Dehalopcnierung dar. \$'id die Dejodicriingsgeschu.indig- keit nicht grgen den pH-\Vcrt.. sondern grgeri die Wasser- stoffioiienkonzentratioll aiifget,ragen, so erhiilt nian im al- kalischen pH-Hereicli cine Oerade (Bild 4). Dies aeis t auf einc Umsetzung zuischen Jodaniinosiiiire und I'rotonen in dieseni pH-Hereich hin. Auf Grnnd dieser Ergebnissc postitlieren wir folgenden Reali- tionsablauf fiir die Dejodiernng von D.JT durch Cystein:

hen Umsctzung zti erhaltrn sein.

R-SJ +R-SH - -R-SS-R + H * + J '

R = CH2-CH-COOH I N H2

I ) 1 . Alittriluig

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Das aromatische n-Elektronensystem des DJT wird durch Wasserstoffionen elektrophil angegriffen, wobei letztere schlieRlicli in o- bzw. p-Stellung zur Hydroxygruppe fixiert werden. Durch den Angriff von stark nucleophilen Mercaptid- ionen auf das Halogenatom der protoriierten Jodarninosiiarc erfolgt’ die Spaltung der Kohlenstoff-Jod-Bindung. Das als Zwischenprodukt gebildete Sulfenyljodid reagicrt niit Cystein zu Cystin und Jodid weiter. Gegenuber dem Benzol ist in den Phenolatanionen die Elektronendichte des aromatischen Kerns derart erhoht, dab ietzt.erer bereits von der schwachen Sbure Wasser protoniert wird. Der pK’-Wert der phenoli- schen Gruppe von DJT betragt G,-18, so daB die Jodamino- siiure selbst im Neutralbereich grodtenteils als Phenolatan- ion vorliegt. Umsetzungen von Sulfenyljodiden mit Mereaptanen zii den entsprechenden Disulfiden nnd Jodid sind in der Literatur mehrfach beschrieben worden [3]. Der langsamste und damit geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Gesamt’reaktion bei pH 7 und hoher ist also niit groder Wahrscheinlichkeit die Protonierung der aromati- schen Jodaminosaure. Die Abspaltung des Halogens aus dem protonierten Komplex erfolgt dagegen schnell. Daher nimmt, wie schon ausgefiihrt, die Dejodierungsgeschwindigkeit mi t steigender Cysteinkonzent.ration nur so lange zu: bis letzt,ere ausreicht, um die protonierte Jodaniinosaure quantitativ um- eusetzen. Eine neitere Erhohung der Thiolkonzentration ist dann ohne EinfluB auf die Reaktionsgeschwindigkeit.

Litcratur [ I ] Hnrtmiorn, K., HortiJlarrrr, -Y., 11. E . Iiulku: Z. Cliciii. 6, ?23 ( I M X ) [2] Ruche, J . , M,icheZ, R., Mtlichel, O . , 11. S. Lissilsky: Uioclieiii. bioii l i)~.

a c t 0 [Alllsterd;tlr1] 9, 161 (1951) [3] Hhrinboldt, H . , 11. h’. Mutzkus: Uer . dtsch. c l ic~r~ . Ges. 72, 6 5 i (1939)

Klaus Iiarlmnnn und Xorbert Hartrncinn, Institut fur Phy- siologische Chemie der Ernst-Moritz-Arndt-Universitat Greifswald (Direktor : Prof. Dr. Ar. Hartmann) und Ehrenfried Bulka, Sektion Chemie der Ernst-Moritz- Arndt-Universitat Greifswald

eingegicnyen am 12. Februar 1971 ZCBI 3112

Niicleinsauremodelle l)

Trotz anffallender Schwierigkeitcn lassen Rlolekulmodell- betrachtungen Mbglichkeiten erkennen, das evolutionar op- timierte Nucleinsaurevorbild starker abstrahierend z u mo- dellieren [I]. Besonderes Augenmerk widmeten wir zunachst Strangen aus Polymethylen bzw. Polymethylenanalogen mit potentiell isosterischer 1,S-Anknupfung der n’ucleinbasen. Diese Anordnung schien uns gcwisse Voraussetzungen fur Basenpaarung und -stapelung analog den natiirlichen Helices zu bieten. Unkonventionelle IYucleinsaiureanaloge sind in der Literatur bereits besehrieben [2]-[10]. Teilveise standen allein Grnp- penabwandlungen im Vordergrund. Bisweilen wurden dar- iiber hinaus abgeleitete Funktionen f ~ r interessante prakti- sche Anwendungen genutzt. Einige Autoren versuchten, die Sterik ihrer Systeme durch Hybridisierong mit DNS/RKS [ 2 ] : [4], [ S ] bzw. Basenpaarkomplexbildung mit syntheti- schen Polynucleotiden [2], [9]: [lO] zu iiberprufen. Kaye [lo] kam speziell fur den Molekulkomplex zwischen Poly-9-vinyl- adenin (PVA) und Polyuridylsaure (Poly LJ) an Hand von Modellbetrachtnngen zur Annahme einer nnkonventionellen Triplcx a u s eincrn sehr gedrangt,en: zweifachgest,apeIt.en PVA- Strang iuid zwei flankierenden Poly U s . Unsere eingangs enviihnte Arbeit,shypothese scheint durch seine Ergebnisse indirekt bestatigt. lhr folgend waren wir selbst von Vinylnncleinbasen/Vinylact?tat (bzw. Acry1ester)- Copolymeren ausgegangen. Das zunachst etwas naher untcrsuchte !)-Vinyladenin/Vinyl- alkohol-Copolymere (PVA-OH, Darstellung durch AIBN-

1) vorllufige Rlitteilung

44 2. Chenr., 11. Jg. (1971) Hclt 9

initiierte 1 :I -Mischpolymerisation von 9-Vinyladenin [8], [!I], 1101 und Vinylacetat in H,O/D?rlSO niit anschliedender al-

L kalischer Vcrseifung, s. Pormeibild) zeigt niit Poly U [I I ] im Misch- und Schmelzkurventcst (Bilder 1 uud 2 ) poly-A- analoge kooperative Basenpaarkomplexbildung [ 111--[ 141. Die ORD-Kurve des hypothetischen 2 Poly U . PVA-OH ahnelt der von 2 Poly-U . Poly-A- bzw. Poly- LJ . Poly-A- Komplexen [16]. Die Ergebnissc lieBen sich unter Annahme einer vorzugsweise alternierenden Anordriung syndiotaktischer (weniger wahr- scheinlich isotaktischer) Sterik [lo], [l(i] zugunsten der an-

0 :: 0 80

[ I 3 l‘agl.11 br1 25 c 30 60 90

PoiyU in Mol - % - 1,oo

t 0,90

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