http___www.irb.hr_Istrazivanja_Zavodi_Zavod-za-fizicku-kemiju_Laboratorij-za-spektrometriju-masa_Spektroskopija-kemijska-svojstva-i-reakcije-bioloski-aktivnih-molekula_1.xml
1.1 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 4.1
Spectroscopy, chemical properties and reactions of biologically active molecules Head: Dr. Branka Kovač Project is based on the biologically active molecules investigation by photoelectron spectroscopy (PES), electronic spectrophotometry (UV-Vis) and mass (EI, LDI and MALDI FT ICR) spectrometry. EPR measurements and quantum-chemical calculations will also be used. These studies can provide answers concerning composition, properties and reactions of investigated molecules. Activity and molecular reactivity of biologically important molecules depend on their composition, shape and their electronic structure. Structure investigation relies on understanding the way biologically active molecules act since it may indicate the possible mechanism of action and suggest specific changes to be made in particular positions within the molecule. Possibilities PES provides us with are irreplaceable, especially in conjunction with high level quantum-chemical calculations. Gas phase homogeneous ligand-metal interactions (ligands being policyclic aromatic hidrocarbons and their heteroanalogous, porphyrines, crown ethers, stable radicals, flavonoid compounds etc.) will be investigated by FT ICR MS. Since one of its characteristics is to keep ions in the instrument up to few seconds, it is possible to monitor their decomposition, synthesize new compounds and determine thermodynamic observables for these ions and newly formed products. Molecular properties are being studied in the gas phase under high vacuum, and can thus be considered as their intrinsic properties. Since interactions of ligands with metal ions take place under electron transfer these investigations may give intrinsic reactivity of compounds that are important natural antioxidants. Namely, antioxidant activity is difficult to measure quantitatively and there is no satisfactory method to be used so far. Thus we are going to study that activity in the solution too, with flavonoid class of compounds in reactions with metal ions, stable radicals and reactive oxygen species (ROS). Experimental results will be checked by quantum-chemical calculations and modelling. Electronic structure results will be confirmed by reactivity studies of substituted benzenes which are frequent constitutive parts of biological molecules. A part of investigation will deal with polysubstituted halobenzenes. Results are expected to give answers to the questions about intrinsic reactivity of reactants and help to determine mechanisms of action of biomolecules and parameters (factors) important for biological activity. - Project leader / principal investigator
1.1 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 4.1
Spektroskopija, kemijska svojstva i reakcije biološki aktivnih molekula Voditelj: Dr. sc. Branka Kovač Projekt se temelji na istraživanju biološki aktivnih molekula fotoelektronskom spekroskopijom (PES), elektronskom (UV-Vis) spektrofotometrijom te spektrometrijom masa (EI, LDI i MALDI FT ICR MS), a rabit ćemo i ESR mjerenja te kvantno-kemijske račune. Ta nam istraživanja mogu dati odgovore na pitanja o sastavu, svojstvima i reakcijama istraživanih molekula. Aktivnost i reaktivnost molekula, pa tako i onih biološki važnih, ovisi o njihovom sastavu, obliku i njihovoj elektronskoj strukturi. Proučavanje te strukture vezano je uz razumijevanje djelovanja biološki aktivnih molekula, jer može uputiti na mogući mehanizam djelovanja, te sugerirati uvođenje određenih promjena na ciljana mjesta u molekuli. Mogućnosti koje nam za to pruža fotoelektronska spektroskopija nezamjenjive su, pogotovo u sprezi sa sofisticiranim kvantno-kemijskim proračunima. Homogene ligand-metal interakcije (kao ligandi: policiklički aromatski ugljikovodici i njihovi heteroanalozi te porfirini, krunasti spojevi, stabilni slobodni radikali, flavonoidni spojevi i sl.) u plinskoj fazi proučavat ćemo uporabom FT ICR spektrometrije masa. Budući da je jedna od njenih karakteristika zadržavanje iona u instrumentu i do nekoliko sekundi, moguće je pratiti njihov raspad, sintetizirati nove spojeve i određivati termodinamičke veličine za te ione i za nastale produkte. Ispitivana svojstva molekula koja se provode u plinskoj fazi i visokom vakuumu, možemo smatrati njihovim intrinzičkim svojstvima. Kako se interakcija liganda s metalnim ionom odvija uz prijenos elektrona, ova istraživanja mogu dati intrinzičku reaktivnost spojeva koji su važni kao prirodni antioksidansi. Antioksidansnu je aktivnost naime u realnim uvjetima teško kvantitativno odrediti i za sada ne postoji metoda kojom bismo to učinili na zadovoljavajući način. Stoga ćemo tu aktivnost proučavati i u otopini, na skupini flavonoidnih spojeva u reakcijama s metalnim ionima, stabilnim radikalima i reaktivnim kisikovim vrstama (ROS). Eksperimentalni će rezultati biti provjereni kvantno-kemijskim računima i modeliranjem. Rezultate elektronske strukture potvrdit će i proučavanje reaktivnosti supstituiranih benzena koji su česti sastavni dijelovi bioloških molekula. Dio proučavanja odnosit će se stoga na polihalogen-benzene. Očekujemo da će rezultati dati odgovore na pitanja o intrinzičkoj reaktivnosti reaktanata i pomoći nam odrediti mehanizme djelovanja biomolekula i parametre (faktore) važne za biološku aktivnost. - Glavni istraživač / voditelj