Synteza znakowanych tryptamin i badanie mechanizmu ich biotransformacji metodami izotopowymi

Celem mojej rozprawy doktorskiej było zbadanie metabolitów L-tryptofanu tj. tryptaminy i jej pochodnych w zakresie mechanizmu enzymatycznych deaminacji tych związków katalizowanych przez oksydazę monoaminową typu A. W zakresie pracy znalazła się synteza związków selektywnie znakowanych, które zostały wykorzystane do badań mechanizmu reakcji deaminacji metodą kinetycznego (KIE) i rozpuszczalnikowego (SIE) efektu izotopowego. Praca doktorska składa się z 9 części tj. wprowadzenia, celu pracy, przeglądu literaturowego, badań własnych, części eksperymentalnej, podsumowania i wniosków, wykazu stosowanych skrótów, spisu dorobku naukowego oraz cytowanej literatury. W przeglądzie literaturowym przedstawiłam aktualny stan wiedzy na temat biotransformacji L-tryptofanu. Omówiłam znaczenie i funkcje biologiczne tryptaminy i jej pochodnych oraz charakteryzowałam stosowane przeze mnie w części eksperymentalnej enzymy tj. dekarboksylazę L-fenyloalaninową (EC 4.1.1.53) oraz oksydazę monoaminową (EC 1.4.3.4). Dodatkowo omówiłam wybrane metody otrzymywania tryptamin natywnych i znakowanych izotopami wodoru i węgla oraz przedstawiłam metody wyznaczania efektów izotopowych. Tak przygotowana część literaturowa stanowi wstęp do omówienia wyników eksperymentalnych w zakresie badań własnych. W części badawczej w szczegółowy sposób przedstawiłam metody syntezy związków (tj. tryptaminy i jej halogenowych pochodnych) znakowanych izotopami wodoru w łańcuchu bocznym oraz pierścieniu indolowym. Otrzymałam znakowane deuterem w pozycjach (1R) i (1S) izotopomery tryptaminy tj. [(1R)-2H]-tryptaminę i [(1S)-2H]-tryptaminę oraz jej halogenowe pochodne znakowane deuterem w pozycji (1R) tj.5-F-[(1R)-2H]-tryptaminę i 5-Br-[(1R)-2H]-tryptaminę. Ponadto na drodze wieloetapowych syntez, z ostatnim etapem enzymatycznej dekarboksylacji, otrzymałam znakowane deuterem w pierścieniu indolowym izotopomery tryptaminy tj. [4-2H]-tryptaminę i [5-2H]-tryptaminę. Otrzymałam znakowane izotopami promieniotwórczymi tj. trytem i węglem C-14 izotopomery tryptaminy tj.[(1R)-3H]-tryptaminę, [(1R)-2H/3H]-tryptaminę, 5-F-[(1R)-3H]-tryptaminę, 5-F-[(1R)-2H/3H]-tryptaminę oraz [2-14C]-tryptaminę. Następnie przeszłam do badań kinetycznych. W celu wyznaczenia kinetycznego efektu izotopowego deuteru wykorzystałam metodę niekonkurencyjną polegającą na przeprowadzeniu niezależnych pomiarów parametrów kinetycznych związku natywnego i znakowanego. W ten sposób wyznaczyłam wartości liczbowe rozpuszczalnikowych efektów izotopowych (SIE) dla tryptaminy, [(1R)-2H]-tryptaminy, [(1S)-2H]-tryptaminy, 5-F-tryptaminy 5-F-[(1R)-2H]-tryptaminy oraz 5-OH tryptaminy. Dla związków znakowanych deuterem policzyłam i wyznaczyłam wartości liczbowe kinetycznego efektu izotopowego (KIE) deuteru na szybkość maksymalną (Vmax) i stosunek szybkości maksymalnej do stałej Michaelisa (Vmax/KM) w pozycjach (1R) i (1S). W części podsumowanie i wnioski przedstawiłam w zwięzły sposób swoją pracę badawczą oraz zaproponowałam mechanizm reakcji utleniania monoamin katalizowanych oksydazą monoaminową typu A.