Modellsysteme für die Tyrosinase und die partikuläre Methanmonooxygenase (pMMO): Synthetische und spektroskopische Studien mit pyridin- und pyrazolbasierten Liganden

Hamann, Jessica Nadine

Kupferkatalysierte Sauerstoffübertragungsreaktionen spielen in der Natur in vielen enzymatischen Systemen eine entscheidende Rolle. Beispielsweise die Umwandlung von Phenolen in die entsprechenden ortho-Chinone ist für die Biosynthese des Polymers Melanin essentiell und wird von dem kupferhaltigen Enzym Tyrosinase katalysiert. Im Bereich der bioanorganischen Chemie liegt der Fokus auf der Entwicklung niedermolekularer Modellsysteme, die die aktiven Zentren und die Reaktivitäten von Enzymen imitieren, um so einen Einblick in die zugrundeliegenden Mechanismen der biologischen Prozesse zu erhalten. Die Arbeit unterteilt sich in zwei Bereiche und beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer Modellsysteme für die Reaktivitäten der kupferhaltigen Enzyme Tyrosinase und der partikulären Methanmonooxygenase (pMMO). Im ersten Teil werden mononukleare Kupfer(I)-Komplexe auf Basis von Pyridin- bzw. Pyrazolliganden als Modellsysteme der Tyrosinase vorgestellt, mit denen in Gegenwart von molekularem Sauerstoff die Umwandlung von sowohl vorkoordinierten Phenolen als auch die als externe Substrate zugesetzten Phenole zu den entsprechenden ortho-Chinonen induziert und untersucht wurde. Mittels spektroskopischer Methoden wurden die entstehenden Oxygenierungsprodukte sowie wichtige Intermediate der zugrundeliegenden Mechanismen untersucht und charakterisiert. In dem zweiten Teil wird die Synthese eines neuen Pyrazolliganden für ein dinukleares Modellsystem der pMMO vorgestellt, der über eine 20 stufige Syntheseroute erhalten wurde. Der finale Ligand wies keine Reaktivität hinsichtlich der Ausbildung eines dinuklearen Kupfer(I)-Komplexes auf, jedoch ein mononuklearer Kupfer(I)-Komplex konnte erhalten werden. Daher wurde in weiteren synthetischen Studien das Ligandengerüst mit zusätzlichen Koordinationsstellen in Form von Pyridineinheiten modifiziert. Mit einem entsprechenden multidentaten Liganden konnten erste Messungen und Ergebnisse hinsichtlich der möglichen Bildung eines zweikernigen Kupfer(I)-Komplexes erhalten werden, der Potential für zukünftige pMMO-Studien liefert.

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Hamann, Jessica Nadine: Modellsysteme für die Tyrosinase und die partikuläre Methanmonooxygenase (pMMO): Synthetische und spektroskopische Studien mit pyridin- und pyrazolbasierten Liganden.

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