WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

Институт проблем химической физики РАН

На правах рукописи

Санина Наталия Алексеевна

НОВЫЙ КЛАСС ДОНОРОВ монооксида азота:

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СЕРОСОДЕРЖАЩИМИ ЛИГАНДАМИ

02.00.04 – физическая химия, химические науки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора химических наук

Черноголовка – 2010

Работа выполнена в Институте проблем химической физики Российской Академии Наук

Научный консультант:  доктор химических наук, академик

  Алдошин Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, член-корреспондент РАН

  Бачурин Сергей Олегович

Институт физиологически активных веществ РАН

  доктор химических наук, член-корреспондент РАН

  Варфоломеев Сергей Дмитриевич

         Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН

 

  доктор химических наук, профессор

  Милаева Елена Рудольфовна

химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

Ведущая организация:  Институт общей и неорганической химии им. Н.С.  Курнакова РАН

Защита состоится  ”_16___“__февраля____2011 г. в_10__час._00__мин. на заседании диссертационного совета Д 002.082.02 при Институте проблем химической физики РАН по адресу: 142432, Московская область, г. Черноголовка, проспект академика Семенова, д.1, корпус общего назначения Института проблем химической физики РАН (КОН).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПХФ РАН г. Черноголовка, проспект академика Семенова, д.1.

Автореферат разослан ” ______ “_______________20____ г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор химических наук                                                 Т.С. Джабиев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из значительных достижений науки последних десятилетий, явилось открытие монооксида азота (NO) как важнейшего полифункционального регулятора многообразных физиологических процессов in vivo, включая нейротрансмиссию, регуляцию иммунной системы, регуляцию кровяного давления, релаксацию гладких мышц, агрегацию тромбоцитов и цитоксическое действие макрофагов. Поиск и исследование новых соединений – доноров NO, необходимы для понимания действия NO и его реакционных нитрозильных клеточных интермедиатов, а также для  разработки терапевтических стратегий в лечении социально-значимых заболеваний. Нитрозильные комплексы железа с функциональными S-лигандами представляют особый интерес, т.к. они образуются в клетках живых организмов (бактерий, растений и млекопитающих) в результате воздействия  эндогенного NO на активные центры не гемовых железо-серных белков и, наряду с нитрозотиолами,  являются биорезервуарами NO. Строение и свойства нитрозильных комплексов железа с S-лигандами мало изучены, что связано, с экспериментальными трудностями по их выделению в кристаллическом состоянии. Дизайн новых нитрозильных комплексов железа с функциональными S-лигандами является актуальной задачей, открывающей возможности фундаментального изучения механизмов действия NO и создания лекарственных препаратов с заданными биологическими свойствами, которые будут способствовать усилению эффекта, производимого полифункциональным регулятором-мессенджером – NO и будут более эффективными средствами для лечения различных патологий, вызванных недостатком эндогенного NO.

       Цель работы - разработка фундаментальных основ создания нового класса доноров монооксида азота - нитрозильных комплексов железа с функциональными серосодержащими лигандам - cтруктурных аналогов активных центров не гемовых железо-серных белков; исследование их строения, реакционной способности  и фармакологической активности in vitro и in vivo для изучения механизмов действия NO его интермедиатов и создания лекарственных препаратов нового поколения для лечения социально-значимых заболеваний.

  Основными задачами работы являются:

  • Разработка удобных общих методов синтеза нитрозильных комплексов железа с серосодержащими функциональными лигандами;
  • Экспериментальное исследование молекулярного и кристаллического строения синтезированных кристаллов комплексов методами рентгеноструктурного анализа;
  • Теоретическое исследование строения нитрозильных комплексов железа с функциональными серосодержащими лигандами методами функционала плотности – метода B3LYP с использованием 6-31G* базиса и метода PBE с использованием  расширенного базиса для псевдопотенциала SBK; 
  • Изучение физико-химических свойств нитрозильных комплексов железа с функциональными серосодержащими лигандами в твердой фазе и растворах методами ЯГР-, ИК-, ЭПР-, масс-спектроскопии и магнетометрии;
  • Исследование NO-донорной активности нитрозильных комплексов железа с функциональными серосодержащими лигандами в растворах методами  амперометрии  и спектрофотометрии в реакциях с гемовыми белками;
  • Изучение биологической (кардиопротекторной и противоопухолевой) активности нитрозильных комплексов железа с функциональными серосодержащими лигандами  на культурах клеток и экспериментальных моделях животных.

Научная новизна.

  • Впервые систематически исследованы реакции координации атома железа Fe(NO)2 фрагмента  S-функциональными азагетероциклическими тиолами ряда триазола,  тетразола, пиридина, пиримидина, имидазола и его бензпроизводных, а также алифатическими тиоаминами природного происхождения; разработаны удобные методы получения нитрозильных [1Fe-2S] и [2Fe-2S] комплексов в кристаллической форме.
  • Впервые детально изучено молекулярное, кристаллическое  и электронное строение синтезированных нитрозильных комплексов железа различных структурных типов, а также природа связей в фрагменте {S2Fe(NO)2}, что позволяет прогнозировать реакционную способность полученных соединений и предложить синтетические подходы к дизайну новых структур.
  • Впервые установлено, что биядерные тетранитрозильные комплексы железа в протонных средах генерируют NO без дополнительной активации и образуют моноядерные динитрозильные тиолсодержащие интермедиаты -  структурные и спектроскопические аналоги эндогенных динитрозильных комплексов железа (ДНИК).
  • Определены количественные показатели NO-донирования синтезированных соединений в зависимости от концентрации используемого донора, температуры, pH среды в аэробных и анаэробных условиях электрохимическим  методом и в реакциях с гемовыми белками. Изучены пути отрыва NO групп в синтезированных нитрозильных  комплексах железа  методами  квантовой химии с сопоставлением полученных данных с экспериментальными масс-спектральными данными продуктов их разложения в растворах, предложен механизм генерации NO.
  • Исследованы некоторые механизмы цитотоксического действия выявленных нитрозильных комплексов железа на опухолевых клетках человека в культуре (индукция апоптоза, экспрессия алкилгуанинтрансферазы).

       

Практическая значимость.

  • Созданы опытные образцы нового класса устойчивых кристаллических доноров NO  для биологических  и медицинских применений.
  • На моделях ишемического и реперфузионного повреждения миокарда in vitro и in vivo исследованы кардиопротекторные  свойства анионных и катионных [2Fe-2S] нитрозильных комплексов железа, способных предотвращать повышение тонуса коронарных сосудов и корректировать метаболизм ишемизированного сердца.
  • Выявлена дифференциальная цитотоксическая активность нитрозильных комплексов железа к опухолевым клеткам человека различного генезиса: эритробластного миелолейкоза К562,  карциномы толстой кишки LS174T, карциномы яичника SKOV3, карциномы молочной железы SKBR3, карциномы предстательной железы PC3, карциномы предстательной железы DU14, иммортализованных клеток почки А293, карциномы легкого A-549. Разработана модельная система скрининга противоопухолевых препаратов - доноров NO.
  • Изучена противоопухолевая активность нитрозильных комплексов железа на перевиваемых опухолях мышей: меланоме В-16, эпидермоидной карциноме легкого Льюис (LLC), аденокарциноме молочной железы Са-755 и лимфоцитарной лейкемии Р-388. Выявлен высокий противоопухолевый эффект  нитрозильного комплекса с цистеамином: на Са-755 торможение роста опухоли составило 76% при  увеличении продолжительности жизни 66% и  на  LLC - 86% при увеличение продолжительности жизни  7%.

Личный вклад автора.

В диссертации представлены результаты исследований, выполненных самим автором или под его руководством. Личный вклад автора состоит в постановке задач, разработке экспериментальных методик синтеза нитрозильных комплексов железа и методов обработки экспериментальных данных, непосредственном проведении большинства экспериментов, анализе, интерпретации и обобщении полученных результатов.

В работе принимали участие cотрудники ИПХФ РАН: к.ф.-м..н. Г.В. Шилов, д.х.н. А.Ф. Шестаков, к.ф-м.н. Ю.М.Шульга, к.ф-м.н. Н.С. Ованесян, д.ф-м.н. Р.Б.Моргунов, д.х.н. Л.А.Cырцова, д.ф-м.н. А.В. Куликов. Особая благодарность - д.х.н. К.А. Лысенко (ИЭОС РАН), д.б.н. C.В. Васильевой (ИБХФ РАН им. Н.М. Эммануэля), к.м.н. О.С. Жуковой и д.м.н. З.С. Смирновой (РОНЦ им. Н.Н. Блохина), а также  -  д.б.н. О.И. Писаренко (ФГУ РКНПК Росмедтехнологий).

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих симпозиумах и конференциях: 3-ем Международном INTAS симпозиуме (Москва, 2001), XXXV-ой Конференции по координационной химии (Хейдельберг, 2002), 2-ой (Прага, 2002), 5-ой (Брегенц, 2007) и 6-ой (Киото, 2010) Международных Конференциях “Биология, химия и терапевтические применения Оксида Азота” ; XX-ой (Ростов-на Дону, 2001), ХХI (Киев, 2003), XXII (Кишинев, 2005), XXIII (Одесса, 2007) и XXIV (Санкт-Петербург, 2009) Международных Чугаевских конференциях по координационной химии; XVII-ом (Казань, 2003)  и XVIII-ом (Москва, 2007) Менделеевских съездах по общей и прикладной химии; 4-ой национальной научно-практической конференции, "Активные формы кислорода, оксид азота и здоровье человека” (Смоленск, 2005); Национальной кристаллохимической конференции (Черноголовка, 2006); 1-ом (Будапешт, 2006) 2-ом (Турин, 2008)  и 3-ем (Нюрнберг, 2010)  Европейских химических Конгрессах; Российском Национальном Конгрессе Кардиологов (Москва,  2007); IV Московском Международном Конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007); Всероссийской научно-практическаой конференции с международным участием «Отечественные противоопухолевые препараты» (Москва, 2007); 1-ом Турецко-Российском Совещании по Органической и Медицинской химии (Анталья, 2009).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 47 статьях в отечественных и зарубежных журналах, более 70 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях и 5 заявках на изобретение, получивших  1 диплом (II степени на 4-ом Московском Международном Конгрессе «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» в 2007) и 3 медали и Гран-при (2 золотых медали, специальный приз на Х, ХI,XII Международных Cалонах промышленной собственности «АРХИМЕД» в 2007-2009 и 1 бронзовая медаль на VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций, 2008).

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 367 страницах машинописного текста и включает 65 таблиц, 146 рисунков. Диссертация состоит из введения, шести глав, списка литературы из 461 наименования и двух приложений.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 99-03-32484, 02-03-33344, 04-03-08108, 06-03-32381, 09-03-12036), Cовета по грантам Президента Российской федерации (программа поддержки ведущих научных школ, грант № НШ-4525.2006.3) и Программ Президиума РАН ”Фундаментальные науки – медицине” 2006-2010 гг.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и практическая значимость работы, сформулированы цель и задачи работы, приведены основные новые научные результаты.

В первой главе диссертационной работы представлен обзор литературы, касающейся физиологического значения NO и его форм; химической биологии NO, роли NO в сердечно-сосудистой  системе и канцерогенезе, цитотоксических и защитных механизмов действия NO; а также  основных классов экзогенных доноров NO, включая данные по синтезу и исследованию свойств нитрозильных [Fe-S] комплексов.

       Во второй главе  диссертации описаны физико-химические методы исследования: РСА, масс-; ИК-; ЭПР-, Мессбауэровская спектроскопия, CКВИД-магнетометрия; методики квантово-химических расчетов, электрохимического и  спектрофотометрического определения NO, материалы и методики исследования биологической активности синтезированных в работе соединений in vitro и in vivo.

       Третья глава  посвящена синтезу (cм. схемы 1-4) и исследованию строения более 25 новых нитрозильных комплексов железа с функциональными S-лигандами – аналогами  природных тиоаминов, гистидинов, пиридиновых и пуриновых оснований ДНК (рис.1), µ-S и µ-N-C-S структурных типов, кристаллографические параметры которых приведены в таблицах 1 и 2.

Cхема 1.

Cхема 2.

Cхема 3.

Cхема 4.

Рис.1  Структуры биологически активных серосодержащих лигандов.

1 -цистеамин

2 -пеницилламин

3 -глютатион

4 -2-меркаптопиримидин

5 -2-меркаптопиридин

6 -тиофенол

7 -2-меркаптобензтиазол

8 -2- меркаптобензимидазол

9 -2- меркаптобензоксазол

10 -5-метил-2-меркаптобензимидазол

11 -2-меркаптоимидазол

12 -1-метил-2-меркаптоимидазол

13 -2-меркаптоимидазолидин

14 -2-меркаптотриазол

15 -2-меркапто-5-аминотриазол

16 -5-меркапто-1-метилтетразол

Рис.2 Cтроение моноаниона BSR-NH4:

Fe(1)=Fea, Fe(2),Fe(3),Fe(4)=Feb.

Рис.3 Строение дианиона соли RSR-Cs.

Таблица 1.Основные кристаллографические данные  анионных и катионных комплексов железа µ-S типа.

Состав/ Обозначение

Сингония

Пр.гр.

а,

b,

c,

α

β,

γ,

V, 3

Z

D,

г·см 3

R1, wR2

I>2(σ)(I)

NH4[Fe4S3(NO)7]H2O

(BSR-NH4)

триклинная

9.451(2)

10.000(2)

10.577(2)

59.02(3)

68.57(3)

79.05(3)

797.9(3)

2

2.353

0.0512

Cs2[Fe2S2(NO4]2H2O

(RSR-Na)

моноклинная

P21/c

9.608(2)

11.402(2)

12.601(3)

90

107.13(3)

90

1319.2(5)

4

3.009

0.0394

(n-Pr4N)2[Fe2S2(NO)4]

(RSR-Pr)

моноклинная

P21/n

10.455(2)

13.647(1)

12.504(3)

90

92.02(3)

90

1781.6(7)

2

1.246

0.036

0.089

Na2[Fe2(S2O3)2(NO)4]4H2O

(ТНКЖ-Na)

моноклинная

P21/c

11.22(4)

10.44(4)

7,62(2)

92.2(2)

892(5)

2

2.11(2)

0.091

0.116

(Me4N)2[Fe2(S2O3)2(NO)4]

(ТНКЖ-Me)

триклинная

7.719(2)

12.272(2)

6.513(1)

83.78(3)

86.30(3)

73.48(3)

587.6(2)

1

1.708

0.116

0.265

(n-Bu4N)2[Fe2(S2O3)2(NO)4]

(ТНКЖ-Bu)

моноклинная

P21/c

20.332(4)

13.070(3)

18.009(4)

90

91.07(3)

90

4785(2)

4

1.205

0.096

0.254

[Fe2(S(CH2)2NH3)2(NO)4]SO4·2.5H2O (Cys)

триклинная

6.850(1)

10.575(2)

13.723(2)

90.884(3)

95.900(3)

90.635(3)

988.6(3)

2

1.771

0.1204

0.0548

[Fe2(S(C5H11NO2)2(NO)4]SO4·5H2O (Pen)

моноклинная

P21

6.1878(4)

28.2739(17)

7.8615(5)

90

102.456(14)

90

1343.02(15)

2

1.771

0.0392

0.0811

Таблица 2.Основные кристаллографические данные  нейтральных комплексов железа µ-S и µ-N-C-S типов.


Состав/Oбозначение

Сингония

Пр.гр.

а,

b,

c,

α

β,

γ,

V, 3

Z

D,

г·см 3

R1, wR2

I>2(σ)(I)


[Fe2(SC5H4N)2(NO)4]

(Py)

моноклинная

С2/с

20.935(4)

7.964(2)

13.697(3)

90

132.65(3)

90

1679.6(6)

4

1.756

0.1316

0.2893

[Fe2(S C4H3N2)2(NO)4]

(Pym)

триклинная

6.4170(10)

7.6200(10)

8.348(2)

75.550(10)

80.800(10)

85.200(10)

397.3(1)

1

1.934

0.0356

0.0732

[Fe(SC2H3N3)(SC2H2N3)(NO)2]

1/2H2O

(Triaz)

моноклинная

C2/c

18.789(4)

9.528(2)

13.623(3)

90

99.73(3)

90

2403.7(9)

8

1.802

0.0304

0.0806

[Fe2(SC2H3N4)2(NO)4]2H2O

(AmTriaz)

триклинная

8.006(2)

7.809(2)

8.471(3)

64.42(3)

71.46(3)

67.01(3)

432.6(2)

1

1.912

0.0394

0.1023

[Fe2(SC3H3N2)2(NO)4]

(Im)

моноклинная

P2(1)/n

7.473(1)

12.928(3)

8.173 (1)

90

105.35(3)

90

761.4(3)

2

1.85

0.0400

[Fe2(SC4H5N2)2(NO)4]

(Mim)

моноклинная

C2/c

14.455(3)

9.848(2)

13.108(3)

116.36(3)

1671.9(6)

4

1.82

0.0408

0.0884

[Fe2(SC3H5N2)2(NO)4]

(Imid)

триклинная

6.422(2)

7.618(2)

8.194(2)

100.93(2)

100.93(2)

90.08(3)

386.2(2)

1

1.866

0.0321

0.0503

[Fe2(SC7H5N2)2(NO)4]2C3H6O

(Bim)

триклинная

8.737(1)

9.072(1)

9.083(1)

74.82(1)

73.10(1)

86.62(1)

664.70(13)

1

1.615

0.0274

0.0722

[Fe2(SС2H3N4)2(NO)4]

(Tetraz)

моноклинная

P2(1)/c

7.587(2)

13.347(3)

16.406(3)

103.25(3)

1671.1(6)

4

1.898

0.0863

0.2728

Рис.4. Молекулярная  и кристаллическая  структура ТНКЖ-Na (µ-S тип).

Рис.5. Молекулярная  и кристаллическая  структура Pym

(µ-S тип).

Рис.6. Молекулярная  и кристаллическая  структура Tetraz (µ-N-C-S тип).

Рис.7. Кристаллическая структура AmTriaz  и Bim

(µ-N-C-S тип).

РС исследования показали, что в анионе [Fe4S3(NO)7]- (рис. 2) существуют два типа контактов: 1) между апикальным атомом Fe  и атомами основания тригональной пирамиды Feb и 2) между атомами основания пирамиды Feb, которые связаны  мостиками из атомов серы Fea – S – Feb. Атомы серы этих мостиков образуют также связь с апикальным атомом железа Fea. Средние расстояния составляют величины Fe – S 2.205 и Feb – S 2.256 . Fea cвязан с одним лигандом NO и тремя мостиковыми атомами S, в то время как каждый Feb координирован с двумя нитрозильными лигандами и двумя мостиковыми атомами S. Длина связи Fea – N 1.651 - короче, чем таковые  для периферийных атомов Feb – N (1.661 – 1.675 ). Углы Fe – N – O имеют близкое к линейному строение, различия в величинах углов, обусловлены образованием межмолекулярных водородных связей катиона комплекса с нитрозильными группами аниона. Комплексы с анионом [Fe4S3(NO)7]- устойчивы за счет образования мостиковыми атомами серы трехцентровых связей.

               В анионе [Fe2S2(NO)4]2- (рис. 3) два атома железа связаны двумя мостиковыми атомами серы. Каждый атом железа тетраэдрически координирован с двумя атомами серы и двумя группами NO. Фрагменты Fe – N – O имеют линейное строение и совпадают с таковыми для  значений Feb – N – O аниона [Fe4S3(NO)7]-.  Cредние межатомные расстояния в сульфидном анионе Fe-S (2,230 ), N-O (1,170 ), Fe-N (1,659 ), Fe-Fe 2,702 , угол Fe-N-O 164,60.

               В анионе [Fe2(S2O3)2(NO)4]2-  каждый атом железа связан с другим атомом железа, c  двумя µ-атомами серы и двумя атомами азота двух групп NO (рис. 4), а мостиковый атом серы связан с SO3 группой. Распределение длин связей в ряду комплексов с катионами Na+ и тетраалкильными катионами (Me4N+,n-Bu4N+) близко к распределению аналогичных длин связей в тетраядерных комплексах железа Feb. Cредние длины связей Fe-S (2,256 ), N-O (1,158 ), Fe-N (1,670 ), Fe-Fe 2,702 , угол Fe-N-O 169,60. Катионы располагаются в каналах блоков  тиосульфатных анионов, образованных отрицательно заряженными атомами кислорода SO3 групп, Наличие у мостиковых атомов серы групп SO3, на которых локализован отрицательный заряд, приводит к перераспределению электронной плотности в тиосульфатных комплексах по сравнению с сульфидными  [Fe2S2(NO)4]2-. Присутствие групп SO3 вызывает стерические затруднения для реакции превращения биядерного комплекса в тетраядерный [Fe4S3(NO)7]-. Комплексы  в твердофазном состоянии  и  в растворах  более устойчивы, чем  сульфидные, за счет образования мостиковыми атомами серы трехцентровых связей. 

               Геометрия нейтральных биядерных комплексов, например,  Pym  (рис.5) сходна с таковой для тиосульфатных  комплексов. Cредние длины  связей Fe-S (2.265 ), Fe – N,1.663 , N-O 1.162 , угол Fe-N-O 170,00, длина C-S составляет 1.805(5) и свидетельствует о том, что ароматические тиолы координируют железо в тиольной форме. РC исследования анионных  и нейтральных комплексов свидетельствуют о существенном разбросе длин связей в нитрозильных группах.

       Связывание гетероциклических лигандов с атомами железа в нейтральных биядерных комплексах, например, в Тetraz (рис. 6) и Bim (рис.7) происходит мостиковым способом  через атомы серы и азота (μ-S-С-N тип). Атомы железа имеют тетраэдрическую конфигурацию, но удалены друг от друга, в среднем, на расстояние ~4 . Связь атома железа с атомом азота гетероциклического лиганда Fe-N(3) в парамагнитных биядерных сера-нитрозильных комплексах составляет 2.010 , Fe-S -2.299 . По данным РСА средние длины связей С-S гетероциклов 1.736 , что превышает значение длины двойной связи  C=S (1.684 ), т.е. распределение длин связей и углов в ароматических лигандах всех комплексов μ-S-С-N типа в большей степени отвечает тиольной форме лиганда. Анализ длин связей в структурном фрагменте {Fe(NO)2} всех комплексов показал их незначительные различия. Считается, что в {Fe(NO)2} фрагменте возможно внутреннее диспропорционирование вплоть до полного окисления/восстановления NO групп. Частичное окисление/восстановление в Fe-NO фрагменте возможно в силу легкого прямого dFe→π*NO и обратного донирования, которое сопровождается сокращением/удлинением Fe-N  и удлинением/сокращением N-O связей. В комплексе Imid наблюдается тенденция к увеличению  линейности Fe–N-O углов в сравнении с таковыми для Im  и Mim.  Наблюдаемое существенное уменьшение длины связи атома железа с атомом азота гетероцикла в комплексе Imid  объясняет его большую устойчивость в протонных средах.

Рис.8. Молекулярная  и  кристаллическая  структура Triaz.

В нейтральном моноядерном комплексе Triaz (рис.8) Fe характеризуется слабо искаженной тетраэдрической конфигурацией с углами 102.74(2)-119.79(3). NO группы в Triaz  слабо изогнуты (Fe-N-O  углы составляют 169.02(7) - 172.84(6)). При сравнении геометрии  A and B гетероциклов обнаруживается, что несмотря на протонирование, длины связей 5-членных циклах близки и различаются на  0.01. Длины связей C(2)-N(3) и C(4)-N(7) для протонированного и непротонированного атомов азота A и B циклов близки (1.3561(8) и 1.3585(8)), что обусловлено короткими меж- и внутримолекулярными N(6)-H(6)…N(3) и N(7)-H(7)…N(5’) расстояниями и укороченными внутримолекулярными N-O(2)….C(1A) (O(2)…C(2A) 2.995(1)) и N-O(1)…N(6B),  N-O(1)…N(8B) (3.046(1)-3.047(1)) контактами. Топологический анализ электронной плотности выявил, что оба  5-членных кольца имеют почти идентичные  конфигурации, т.е. практически сходные сосредоточение зарядовой плотности в области химической связи и  свободные электронные пары в окрестности атомов водорода и серы. Максимумы, соответствующие электронным парам, мало различаются для S(1) и S(2) атомов, по-видимому, это происходит из-за координации с атомом металла.  В двух плоскостях  S(1)S(2)Fe (рис.9) и N(1)N(2)Fe (рис. 10) электронная плотность сосредоточена в окрeстности Fe и характеризуется распределением поперечного (“cross”) типа. В области Fe-NO взаимодействий максимумы на атомах азота ориентированы к обедненной электронной плотностью области  вокруг Fe и, таким образом, эти связи можно описать как  “peak-hole” тип  взаимодействий. Наоборот, Fe-S  и, в частности, Fe-S(2) связь относится к типу “ peak-peak” взаимодействий. Fe-S(1) и  Fe-S(2) взаимодействия похожи и не различаются по типу химической связи.

Рис. 9. Сечения ДЭП в плоскости FeS(1)S(2) комплекса Тriaz. Контуры проведены с шагом  0.1 e-3.

Рис.10. Сечения ДЭП в плоскости FeN(1)N(2) комплекса Triaz. Контуры проведены с шагом  0.1 e-3.

Отрицательные значения показаны прерывистой линией.

NO группы имеют  значительные отличия (рис.10).        Для атомов азота циклов, атомов серы и кислородных атомов NO лигандов наблюдаются отрицательные заряды. Следует отметить, что атомы азота нитрозилов почти нейтральны с общим зарядом на  N(1)O(1) и N(2)O(2) группах, между –0.25 и -0.37e. Заряд на атомах  S(1) и S(2) близок к значению такового (-0.20e) для экзоциклического атома серы в 1,2,3,4-триазол-5-тиолат анионе.

Молекула соли дикатиона [Fe2(S(CH)2NH3)2(NO)4]2+ в CysAm (рис.11) кристаллизуется с 2,5, а  в Pen – c 5 молекулами воды. В дикатионах атомы железа связаны с двумя атомами азота нитрозильных лигандов и двумя атомами -S протонированных лигандов.






Рис. 11. Cтруктура независимого дикатиона  и проекция кристаллической упаковки  в CysAm.


Атомы находятся в искаженной тетраэдрической конфигурации с максимальным отклонением угла NO-Fe-NO до 121.3(2)о железа, за исключением связи Fe(1)-Fe(1A). Хотя геометрия двух независимых дикатионов почти идентична, расстояние Fe…Fe в них отличаются: 2.672 (1) и 2.682 (1) . Структуры обоих комплексов схожи со структурой тиосульфатного аниона и относятся к структурному типу “эфиров красной соли Русена”.

       Методами функционала плотности B3LYP и PBE рассчитана геометрическая и электронная структура нейтральных биядерных тетранитрозильных комплексов железа с ароматическими тиолилами µ-S типа - Ph, Py, Pym, комплексов AmTriaz, Im,  Mim и Imid  с координацией мостиковых лигандов по µ-N-С-S типу и моноядерного динитрозильного комплекса железа Triaz в различных изомерных состояниях.  Оба теоретических подхода дают хорошее соответствие геометрической структуры комплексов и экспериментальной со среднеквадратичным различием длин связи 0.02-0.04 и углов 2-30. Установлено, что в комплексах µ-S типа - Ph, Py, Pym, основное состояние системы является диамагнитным. Оно реализуется при антипараллельной ориентации локальных спинов 1/2 фрагментов {Fe(NO)2}. Группа NO несет небольшой отрицательный заряд, сосредоточенный, в основном, на атоме О,  связь Fe-NO следует рассматривать как гомеополярную.  Для комплексов AmTriaz, Im,  Mim и Imid  координация по µ-N-С-S типу  является энергетически предпочтительнее по сравнению с координацией по μ-S типу. Вследствие этого реализуются большие расстояния Fe…Fe, при которых величина внутримолекулярного  обменного  взаимодействия незначительна, и при T-296K комплексы парамагнитны с μэфф.=2.5ВМ. Взаимодействие спинов атомов Fe носит антиферромагнитный характер. Особенностью нейтрального моноядерного комплекса Triaz является наличие внутримолекулярной водородной связи  N-H…N между  A и B (рис.8) лигандами, которая приводит к выравниванию длин связей Fe-S и S-C. Основное состояние системы имеет спин 1/2. Каждая группа NO также несет небольшой отрицательный заряд на атоме O, связь  Fe-NO близка к гомеополярной.  Оптимизированная геометрия дикатиона CysAm в синглетном состоянии также хорошо согласуется с экспериментальными структурными данными. Типичные отклонения длин связей и углов не превышают 0.1 (B3LYP) и 0.03 (PBE) А  и 4 градусов, соответственно. На каждой группе Fe(NO)2 располагается по одному неспаренному электрону. Т.о., электронная конфигурация Fe(NO)2 узла c одним неспаренным электроном во всех типах комплексов, образуется при связывании спина 3/2  Fe с противоположно ориентированными спинами 1/2 двух NO групп, что соответствует степени окисления Fe+1 (d7). Теоретические расчеты дают не только хорошее описание экспериментальной структуры комплексов, но также вполне удовлетворительно описывать их ИК спектры.

                [M (n-1)+ - NO+] ↔ [M n+ - NO] ↔ [M (n+1)+ - NO]

                      I                 II          III

Как известно, тип  I электронной плотности  связи металл-NO характеризуется короткими длинами связей M-NO, высоким значением частот валентных колебаний NO-групп  (1650-1985 см-1) в ИК спектрах и электрофильной активностью. Для типа  III характерны удлинение связей M-NO, уменьшение значения частот валентных колебаний NO-групп  (1525-1590 см-1) и нуклеофильная активность. Cуществует также и разнообразие геометрии связи M-NO (рис.12).

линейная

sp

1650-1985

угловая

sp2

1525-1690

мостиковая

(μ2-NO)

sp2

~ 1500

(μ3-NO)

sp3

~ 1330

Рис.12.Диаграмма молекулярной орбитали  M – NO  и геометрия M –NO связи.

               По данным ИК-спектроскопии в исследованных нитрозильных комплексах частоты валентных колебаний NO-группы лежат в области 1657-1807 см-1. При этом, наиболее близкими к линейными являются связь и угол при апикальном атоме железа в тетраядерном анионе [Fe4(3-S)3(NO)7]-  (νNO, 1738,7-1725,3 cм-1). Положения характеристических частот колебаний NO в ИК спектрах комплексов с сульфидным анионом  [Fe2S2(NO)4]2-  составляют  1657,0-1719,0 cм-1, а для  солей с тиосульфатным  анионом [Fe2(S2O3)2(NO)4]2- наблюдается различие между NO группами: одна из групп оказывается менее, другая – более линейна (νNO 1741,0 и 1794,0 cм-1, соответственно). Такое различие, подтвержденное данными РСА, наблюдается также для нейтральных комплексов с ароматическими тиолилами µ-S типа (νNO 1723,0 - 1797,0 cм-1) и µ-N-C-S типа (νNO 1725,0 - 1807,0 cм-1)  и катионных комплексов с аминотиолилами (νNO 1723,0 - 1773,0 cм-1).

                По данным Мессбауэровской cпектроскопии величины изомерного сдвига Fea комплексов с анионом  [Fe4(NO)7S3]– близки к таковым в нейтральном комплексе “кубане” - [Fe4(NO)4S4] (рис.13). В солях с анионом [Fe2S2(NO)4]2–  роль катиона не сводится к простой компенсации отрицательного заряда кластера: с ростом размера катиона EQ существенно уменьшается,  т.е. суммарное распределение зарядов валентной оболочки железа и окружающих его атомов становится более симметричным. Заметно уменьшается и  δ, что свидетельствует о возрастании s-электронной плотности на ядрах Fe57 в ряду от А = Na+ до A = Bu4N+ и согласуется с уменьшением длин связей Fe – S и Fe – Fe. Значения  δ в [Fe2(S2O3)2(NO)4]2–  увеличиваются почти вдвое (рис.13) по сравнению c δ в изоэлектронных комплексах с дианионом [Fe2S2(NO)4]2-. Этот факт свидетельствует об уменьшении 4s электронной плотности на атоме железа, вероятно, обусловленном электроноакцепторными свойствами групп SO3. В тиосульфатных комплексах наблюдается тенденция к увеличению  длины связи Fe-S,  углов  FeNO, а также к укорочению связей N-O по сравнению с таковыми в сульфидных комплексах. Формально можно считать заряд на NO в тиосульфатном анионе более  положительным, чем в сульфидном анионе. Параметры δ нейтральных комплексов μ-S типа незначительно (на 0.02 cм-1) отличаются от таковых для тиосульфатных комплексов. По данным ЯГР значения δ комплексов μ-N-C-S типа  увеличиваются (почти вдвое) по сравнению с таковыми для комплексов μ-S типа, что свидетельствует об уменьшении 4s электронной плотности на атоме железа в комплексах этого типа. Анализ структурных фрагментов Fe-N-O  μ-N-C-S  комплексов по сравнению с таковыми в μ-S комплексах также показал их "неэквивалентность": Fe-N(2)-O(2) фрагмент имеет более короткие N-O и Fe-N  связи:  N(2)-O(2)  1.169(7)    и  Fe-N(2)  1.661(6)    и  оказывается более

Рис.13. Значения изомерного сдвига и длины связей Fe-S в нитрозильных комплексах железа с S-функциональными лигандами.

               

линейным 171.5(6). Другой Fe-N(1)-O(1) фрагмент имеет более длинные связи: N(1)-O(1) 1.187(7) и Fe-N(1) 1.681(5) , а также угол 158.1(5) - наименьший из всех ранее исследованных. При этом,  различие в углах Fe-N-

-O фрагментов в комплексе составляет заметную величину - 13.5, в отличие от μ-S комплексов, в которых эта разность в среднем составляет 2-4. Можно предположить, что такое различие в строении железо-нитрозильных фрагментов обусловлено перераспределением зарядов в μ-N-C-S  комплексах железа, в результате которого одна из NO групп становится более положительно заряженной. В μ-N-C-S  комплексах  связь Fe-N(2) 1.661(6) значительно короче другой (1.681(5) ), и угол Fe-N(2)-O(2) приближается к линейному 171.5(6). Значения валентных колебаний нитрозильных групп в ИК спектрах комплексов этого  типа высоки,  при этом разность двух полос поглощения составляет 73 см-1, в то время как для μ-S комплексов эта величина составляет 20-43 см-1. Наблюдаемое существенное расщепление полос, по всей видимости, также может быть связано с неэквивалентностью NO групп в Fe-N-O фрагментах. 

                       В нитрозильных катионных комплексах [Fe2(SR)2(NO)4]2+ значения изомерных сдвигов попадают в область, характерную  анионных и нейтральных комплексов μ-S типа. При переходе от солей [Fe2S2(NO)4]2- с различными зарядово-компенсирующими катионами к нейтральным комплексам δ претерпевает скачок приблизительно на 0.1 мм/с. Состояние окисления железа в нитрозильных комплексах определить сложно, ввиду малого различия энергий d-орбиталей металла и *-орбиталей NO. По этой причине можно принять в рассмотрение общее распределение заряда одного из двух эквивалентных фрагментов биядерного комплекса {Fe(NO)2}x, где х является суммой d-электронов на металле и *-электронов на NO. Следует отметить, что {Fe(NO)2}-фрагмент димера содержит 9 валентных электронов, независимо от типа мостиковых лигандов – (S)2-, (SR)- или (SR)0. Тогда, без учета различий в геометрии Fe-NO связей (углы Fe-N-O в пределах 167-1730), электронное состояние железа должно было бы оставаться неизменным. Фактически, изменение формального заряда мостиковой серы от -2 до -1 приводит к возрастанию значения Fe-S в среднем на 0.03 и, соответственно, к возрастанию изомерного сдвига. Поскольку положительно заряженные R-заместители в этом ряду также являются акцепторами, то значения изомерных сдвигов попадают в область эфиров солей Руссена с (S)- мостиком. Небольшое возрастание изомерного сдвига можно связать с увеличением акцепторной способности R с увеличением его длины (при переходе от цистеамин к пеницилламину и глютатиону). 

               Глава 4  посвящена исследованию физико-химических свойств нитрозильных комплексов железа с функциональными S-лигандами в твердой фазе и в растворах.

       Анализ масс-спектров газовой фазы при нагревании анионных и нейтральных комплексов при T=250С показывают, что они состоят из молекул воды, СО и СО2, захваченных образцами из воздуха. При нагреве до 70 -120С в спектрах появляются пики, отвечающие молекулярным ионам [NO]+ (наиболее интенсивный), [CO]+, [H2O]+, [N]+, [CS]+ и продуктов разложения лигандов. Катионные комплексы – более устойчивы:  нагревание до 700С не инициирует их разложение, а в  спектрах наблюдаются полосы, относящиеся к молекулярным ионам газов, входящих в состав воздуха.

                       Исследование магнитных свойств нитрозильных комплексов железа несет прямую информацию об их спиновом состоянии.  На рисунке 14 приведены зависимости эффективного магнитного момента μэфф(Т) для нейтральных комплексов μ-N-C-S типа. Зависимости магнитной восприимчивости χ(Т) для комплексов имеют характерный для димеров максимум при температурах 63 и 83 К (рис.15). Наличие максимума зависимости χ(Т) объясняется конкуренцией спиновой релаксации и обменного взаимодействия отрицательного знака. Для комплекса AmTriaz μэфф практически постоянен до температур ~ 50 К, что связано c меньшей величиной внутримолекулярных обменных взаимодействий по сравнению с комплексами Im и Mim. Кривые μэфф(Т) для всех комплексов при высоких температурах стремятся к значению ~2.5 В.М., что указывает на наличие одного неспаренного электрона на каждом атом Fe, то есть каждый металлоцентр находится в низкоспиновом состоянии S = 1/2, как и в моноядерном парамагнитном комплексе Triaz. Теоретическое значение для этого случая невзаимодействующих спинов равно g√2S(S+1)=2.45 В.М. при g=2. При низких температурах наблюдается небольшое повышение магнитной восприимчивости, вызванное, по-видимому, наличием в образцах мономерных примесей. В результате μэфф отлично от нуля при T→0. Теоретическое моделирование кривых χ(Т) с помощью уравнения Блини-Бауэрса для димера с учетом обменных взаимодействий между димерами и наличия парамагнитной примеси позволяет удовлетворительно описать экспериментальные данные для комплексов Im, Mim и Imid. Для комплекса  AmTriaz эта модель обладает меньшей степенью точности, по-видимому, из-за наличия спин-орбитального взаимодействия.  Полученные оптимальные параметры данной модели представлены в табл. 4.

Рис.14. Температурная зависимость эффективного магнитного момента комплексов AmTriaz (1), Im (2); Mim (3) в магнитном поле 5кОе.

Рис.15. Зависимости магнитной воспримчивости от температуры для комплексов Bim(a), Mim(b), Imid(c) и Im(d) a, b и d в постоянном магнитном поле 1 кОе.

               Таблица 4. Параметры обменных взаимодействий для комплексов  µ-N-C-S типа.


Комплекс

Характеристики

Im

Mim

Imid

g

2.09±0.05

2.19±0.12

2.03±0.01

J, K

-50.6±0.8

-67±2

-36.0±0.01

zJ, K

-14±8

-38±19

10±1

р

0.0047±0.0003

0.005±0.0004

0.017±0.0001

g g-фактор иона железа, р - доля парамагнитной примеси.

       В таблице 5 приведены рассчитанные константы сверхтонкого взаимодействия на атомах азота, входящих в координационную сферу атомов Fe и  константы для ядер  17O  нитрозильных лигандов.  Они  оказываются

Таблица 5. Константы сверхтонкого взаимодействия по данным B3LYP/6-311++G** расчета в эрстедах для комплексов AmTriaz,  Im,  Mim и Imid.

Комплекс

14N1

17O1

14N2

17O2

14N

AmTriaz

2.9

3.2

2.9

3.8

4.3

Im

2.9

3.7

2.9

3.7

4.6

Mim

2.8

3.7

2.9

3.4

4.7

Imid

3.0

3.7

3.0

3.8

4.8

такого же порядка, что и для  атомов  N, непосредственно связанных с атомами Fe. Экспериментальное наблюдение СТС для 17O представляется важным для понимания природы связывания NO лигандов, так как эти величины непосредственно связаны с характером связывающей молекулярной орбитали фрагмента O-N-Fe. Моделирование спектров ЭПР с вычисленными константами СТС дает такую же ширину линий, которая наблюдается  в экспериментальных спектрах порошков  AmTriaz, Im; Mim, Imid с неразрешенной СТС.  Вычисленные малликеновские заряды на NO группе составляют небольшую отрицательную величину, от -0.26 до -0.31. Знак заряда и понижение частоты NO колебаний указывают, что NO-группы являются умеренными акцепторами. Однако практически линейная координация NO лигандов указывает, что величина акцептируемой электронной плотности невелика, иначе реализовывалась бы нелинейная координация NO групп.

Кристаллический комплекс  Triaz при Tкомн. характеризовался сигналом ЭПР с центром при g = 2.04 и полушириной 1.7 мТ, имеющим лоренцову форму (рис.16). Растворение комплекса в метаноле приводило к появлению в центре этого сигнала ЭПР  более узкого сигнала с центром при g = 2.35 и полушириной 0.7 мТ, интенсивность которого возрастала по мере растворения кристаллов до полного исчезновения более широкого сигнала. На рис.17 приведены cпектры ЭПР монокристаллов и растворов нитрозильных комплексов µ-N-C-S типа с различными азагетероциклическими лигандами. Для растворов Tetraz наблюдалась сверхтонкая структура спектра (CТС) вследствие магнитных взаимодействий между спинами неспаренных электронов и протонов и ядер азота. Для поликристаллов СТС не наблюдается. Установлено, что спектр  соответствует исходному комплексу Tetraz. Одинаковые спектры ЭПР в разных растворителях свидетельствуют в пользу биядерной природы парамагнитной частицы, так как при диссоциации  Tetraz на два мономера у атома железа появляется координационная вакансия. Она заполняется молекулой растворителя, что должно влиять на характеристики спектра ЭПР. Кроме того, более медленное затухание сигнала ЭПР в ДМСО-растворах по сравнению со спиртовыми растворами Tetraz, которое коррелирует со значительным различием в стабильности Tetraz в этих средах, также подтверждает данное отнесение. Уменьшение интенсивности спектра ЭПР растворов Tetraz во времени указывает на то, что стабильные продукты его разложения диамагнитны, то есть в системе происходит быстрая трансформация первичных продуктов разложения комплекса с высвобождением NO.

Рис.16. ЭПР сигналы модельного Triaz: (a)- кристаллического, (b)- частично растворенного в метаноле и (c)- полностью растворенный в метаноле.

Рис.17. Спектры ЭПР монокристаллов и растворов нитрозильных комплексов µ-N-C-S типа.

       Анализ изотопных распределений полученных ионных пиков и измерение значений точных масс ионов позволили идентифицировать все основные зарегистрированные ионы в растворах исследованных комплексов.

В масс-спектрах растворов Tetraz и других нейтральных комплексов обнаружены ионы моноядерных нитрозильных интермедиатов (таблица 6). Установлено, что в ДМСО стабильность комплексов существенно выше, чем в метаноле. Малое число спинов на комплекс во всех растворах указывает на то, что и моноядерные комплексы далее разлагаются c высвобождением NO и других продуктов. Наиболее устойчивы в растворах катионные комплексы, но устойчивость в ряду  Cys>Pen>Glu убывает.

Таблица 6. Данные масс-спектрометрии растворов нитрозильных комплексов железа.

Комплекс

Лиганд

ион

интесивность

Na2[Fe2S2(NO)4] 8H2O

(RSR-Na)

-

[Fe4S4(NO)8]2-

[Fe2S2(NO)4+H]-

[Fe2S2(NO)4+Na]-

[Fe4S3(NO)7]-

[Fe4S4(NO)8+H]-

[Fe4S4(NO)8+Na]-

[Fe5S4(NO)8]-

0.16

0.25

0.04

1.00

0.07

0.01

0.22

Na2[Fe2(S2O3)2(NO)4] 4H2O

(ТНКЖ-Na)

S2O3-

[Fe(S2O3)(NO)2]-,

[Fe(S2O3)(NO)]-

[Fe(S2O3)]-

1.00

0.47

0.16

Fe2(SC5H4N)2(NO)4

(Py)

SC5H4N-

[FeO3]-

[SC5H4N]-

[FeO3+2(NO)+NO2]-

[FeO3+N2O5]-

[FeO3+3(NO2)]-

[Fe(SC5H4N)2(NO)2]-

[Fe4S3(NO)7]-

0.37

0.02

0.38

0.53

1.00

0.25

0.55

Fe2(SC6H5)2(NO)4

(Ph)

SC6H5-

[FeO3]-

[SC6H5]-

[FeO3+3(NO)]-

[FeO2+4(NO)]-

[Fe(SC6H5)(NO)2+ NO2]-

[Fe(SC6H5)2NO]-

[Fe(SC6H5)2(NO)2]-

0.33

0.01

0.91

0.69

0.13

0.25

1.00

Fe2(SC4H5N2)2(NO)4

(Pym)

SC4H5N2-

[NO3]-

[SC4H5N2]-

[Fe(SC4H5N2)(NO)2]-

[Fe(SC4H5N2)2(NO)2]-

1.00

0.34

0.10

0.65

[Fe2(SC2H3N4)2(NO)4]·2H2O

(AmTriaz)

SC2H3N4-

[(SC2H3N4)-H]-

[SC2H3N4]-

[(SC2H3N4)2-H]-

[(SC2H3N4)2+NO3]-

[(SC2H3N4)4-H]-

0.02

0.07

0.81

0.65

1.00

Fe2(SC2H3N4)2(NO)4]

(Tetraz)

SC2H3N4-

[SC2H3N4]-

[Fe(SC2H3N4)2(NO)]-

[Fe(SC2H3N4)2(NO)2]-

[Fe(SC2H3N4)3]-

[Fe4S3(NO)7]-

1.00

0.05

0.44

0.35

0.92

Fe2(SC3H3N2)2(NO)4

(Im)

SC3H3N2-

[SC3H3N2]-

[Fe(SC3H3N2)(NO)]-

[FeO3+3(NO)]-

[(SC3H3N2)2-H]-

[Fe2(SC3H3N2)2(NO)4-H]-

[Fe2(SC3H3N2)2(NO)4+ NO2]-

[Fe2(SC3H3N2)3(NO)4]-

313.928 (2Fe) ?

0.09

0.29

0.25

0.15

0.30

0.05

0.30

1.00

Fe2(SC3H5N2)2(NO)4

(Mim)

SC3H5N2-

[(SC3H5N2)-H+2(NO)]-

445.973 (FeO3+X) (3S) ?

[Fe4S3(NO)7]-

0.17

0.33

1.00

Fe(SC2H2N3)2 (NO)21/2H2O

(Triaz)

SC2H2N3-

[(SC2H2N3) -H]-

[SC2H2N3]-

[(SC2H2N3)+O3]-

[FeO2+( SC2H2N3)]-

[(SC2H2N3)2-H]-

[(SC2H2N3)+S2O3]-

[(SC2H2N3)2+NO3]-

[Fe(SC2H2N3)2(NO)2]-

0.06

0.09

0.23

0.40

1.00

0.35

0.99

0.34

[Fe2(S(CH2)2NH3)2(NO)4]SO42,5H2O

S(CH2)2NH3-

[Fe(S(CH2)2NH3)(NO)2]+

[Fe2(S(CH2)2NH3)2(NO)4-2H-2NO]+

[Fe2(S(CH2)2NH3)2(NO)4-H-NO]+

[Fe2(S(CH2)2NH3)2(NO)4-H]+

0.003

0.014

0.022

1.000

В главе 5  представлены данные по изучению NO-донорной активности нитрозильных комплексов с помощью сенсорного электрода amiNO700. Через несколько секунд после растворения нейтральных комплексов в аэробных водных растворах количество выделившегося NO  на значительно превышает таковое для донора сравнения - NO-ата (рис. 18 (а)) и анионных сульфидных комплексов. Катионные комплексы выделяют NO более пролонгировано (рис.18(б)).

  а  б

Рис.18. Зависимости количества NO, генерируемого нейтральными нитрозильными комплексами железа (0.4·10-5 М) в 1% водном растворе ДМСО при pH 7,00 и Т= 250С от времени в  аэробных условиях.

Для всех исследуемых комплексов на кинетических зависимостях обнаруживаются максимумы, появление которых можно связать с дальнейшим превращением генерированного NO:

Комплекс FeL + NO, где L = [Fe(SR)2(NO)3]n   (1)

  NO Продукты  (2)

Этой схеме превращений соответствует следующая функциональная зависимость концентрации NO от времени вида:

[NO] = ck1[exp(k2t) exp(k1t)]/(k k2) (3)

где константа с имеет физический смысл предельной концентрации NO, которая реализовалась бы в отсутствие дальнейшей трансформации NO. Известно, что в растворах динитрозильных комплексов железа конечным продуктом трансформации NO является N2O . В качестве восстановителя для перевода NO в анион NO– выступает, по-видимому, образующийся при диссоциации связи Fe—NO нитрозильный железосодержащий интермедиат и координации молекулы воды по свободному координационному месту. Усиление восстановительных свойств интермедиата по сравнению с исходным комплексом обусловлено увеличением электронной плотности на атоме Fe вследствие координации молекулы воды. При разложении нитрозильных комплексов в аэробных условиях наблюдается возрастание в несколько раз (по сравнению с процессами в анаэробных условиях) количества выделяющегося NO, что можно объяснить более быстрым переносом электрона на молекулу кислорода от восстановленного комплекса. В результате этого конкурирующего редокс-процесса уменьшается доля восстановленных молекул NO, которые претерпевают превращения в последующих реакциях, и таким образом возрастает регистрируемая концентрация NO. С другой стороны, как и для NO-ата, возможно прямое взаимодействие NO из раствора с отрицательно заряженным лигандом NO– нитрозильного комплекса железа, в результате чего образуется гипонитритный лиганд в координационной сфере. В этом процессе фактически также происходит перенос электрона на NO, но без выхода его из координационной сферы. Очевидно, что реализация этого механизма в случае достаточно быстрых реакций образования гипонитритного лиганда приведет к уменьшению константы с - предельного количество молекул NO.

Рис.19. Зависимости концентрации NO, генерируемого комплексом Pym (0.4·10-5М) от времени при различных значениях рН среды для водных растворов в анаэробных условиях при температуре 25С: кривая I – рН 6.00; кривая II – рН 7.43; кривая III – рН 7.00.

С помощью квантово-химического моделирования с использованием методов функционала плотности была изучена энергетика реакций диссоциации Fe-NO связи и замещения NO на аква-лиганд в комплексах Pym  и Ph.  Проведенное теоретическое рассмотрение показывает, что наблюдаемый эффект рН (рис.19) можно связать с диссоциацией комплекса на два моноядерных в кислой среде под действием электрофильной атаки протона на атом S  и ассоциативным механизмом замещения NO на OH- ион в щелочной среде. Более подробное рассмотрение вопроса с анализом других альтернатив требует дальнейших исследований.

                       В работе также исследованы реакции нитрозильных комплексов железа  с гемоглобином (Hb). Hb при взаимодействии с NO образует HbNO. При этом, спектр поглощения Hb, имеющий характерную полосу в видимой области λmax = 556 нм (ε =12,5 мМ-1⋅см-1 ) переходит в спектр λmax = 545 нм, с (ε =12,6 мМ-1⋅см-1) и λmax = 575 нм с (ε=13,0 мМ-1⋅см-1).На рис. 20 приведено изменение разностных спектров поглощения во времени при взаимодействии комплекса Tetraz с Hb. На рис. 21  приведены данные по кинетике взаимодействия комплекса Tetraz с Hb. Экспериментальные точки были получены по данным рис.20 методом наименьших квадратов. В аналогичных условиях было исследовано взаимодействие всех комплексов с Hb. 

Рис.20. Изменение разностных спектров поглощения во времени при взаимодействии комплекса Tetraz (2·10-4 М) с Hb (7,5·10-6 M). Растворитель – 0,05 М фосфатный буфер pH 7.0, содержащий 3,3%ДМСО,T= 25C.

Рис.21. Кинетика образования HbNO при взаимодействии комплекса Tetraz (2·10-4 М) c Hb (7,5·10-6 М). 

Сплошная линия – теоретическая одноэкспоненциальная кривая, соответствующая указанным экспериментальным точкам.

Все кинетические зависимости, полученные для взаимодействия комплексов с Hb, хорошо описываются в рамках формализма реакций псевдопервого порядка. С помощью компьютерной программы "Origin" были построены теоретические одноэкспоненциальные кривые с использованием функции y = a(1-e-kt), где k – эффективная константа скорости первого порядка, a - конечная концентрация HbNO.  Процесс образования HbNO можно описать двумя последовательными реакциями. Первая реакция – это распад комплекса с выделением NO по схеме:                                 комплексNO   (4)

с константой скорости реакции ka является необратимой реакцией первого порядка, и увеличениконцентрации NO протекает по экспоненциальному закону:

Вторая реакция – это образование HbNO по схеме: 

Hb + NO HbNO (5)

с эффективной константой скорости реакции псевдопервого порядка kb.. Для используемой концентрации Hb  величина kb в 107 раз превышает полученные в эксперименте константы скорости реакции образования HbNO. Для последовательных реакций накопление конечного продукта (в данном случае - HbNO) описывается уравнением:

(6)

       При значениях kb >>ka, , второй частью уравнения (6) из-за малой величины можно пренебречь, и накопление конечного продукта происходит с константой скорости первого процесса, ka по уравнению:

  (7)

Таким образом, HbNO образуется с такой же скоростью, с какой выделяется NO в раствор. Конечная концентрация HbNO в экспериментах определяется исходной концентрацией Hb, поскольку константа связывания Hb с NO составляет 31010 моль-1л. Поскольку скорость взаимодействия Hb c NO близка к диффузионной (константа скорости реакции второго порядка k2 = 1.02 108 моль-1лс-1), полученные экспериментальные величины констант k (Табл.7) свидетельствуют о том, что скорость образования HbNO в  экспериментах определяется стадией выделения NO в раствор из комплексов.

Таблица 7. Эффективные константы скорости первого порядка (k) взаимодействия нитрозильных комплексов железа с Hb.

Комплекс

k x 103 , с-1

Комплекс

k x 103 , с-1

1

ТНКЖ

4,5  ±  0,45

9

Bim

0.16 ± 0,16

2

RSR-Na

0,061  ±  0,006

10

Btz

0.33 ± 0,3

3

AmTriaz

1,72  ±  0,17

11

Py

0.62 ± 0.06

4

Tetraz

7,4 ±  0,74

12

Pym

0.37 ± 0.03

5

Im

8,85  ±  0,9

13

Pen

3.30 ± 0.3

6

Mim

3,46  ±  0,35

14

Cys

28.6 ± 0.3

7

Triaz

1,84  ±  0,18

15

NONO-aт -

0.08 ± 0.08

8

MBim

0.12 ± 0,12

       

Разложение комплексов Bim, Btz, Py и Pym в растворах, содержащих Hb, происходит с меньшей (на порядок)  скоростью, чем остальных,  т.е. комплексы генерируют NO в раствор более пролонгировано, что связано с эффектом стабилизации их гемоглобином, который объясняется различной основностью S-лигандов в исследуемых комплексах. Скорость реакции NO, генерируемого  анионным комплексом RSR-Na почти на два порядка меньше, чем всех других комплексов, и определяется, вероятно, c  переходом “красной соли” Русена в “черную соль” Русена в растворе; которая является устойчивой в протонных средах и для генерации NO требует дополнительной  активации (фото-, термо- и др.).

               В работе также изучено взаимодействие Hb, оксигенированного гемоглобина (HbO2) и  метгемоглобина (metHb) с Pym с образованием нитрозотиолов по свободной SH-группе 93-цистеина. Установлено, что HbO2 реагирует с NO, выделяющимся из Pym, с образованием metHb. Pym восстанавливает metHb с большой скоростью в Hb (k = 6.710-3 c-1) с последующим образованием HbNO (k = 6.510-3 c-1). Окисленный комплекс Pym выделяет NO с большей скоростью, чем исходный комплекс. HbO2 и metHb (0.02ммольл-1) образуют при взаимодействии с Pym нитрозотиолы в микромолярных концентрациях за 5 мин взаимодействия. Установлено, что Hb не образует нитрозотиола при взаимодействии с Pym

                       В главе 6 представлены данные проведенных исследований биологической активности нитрозильных комплексов железа c S-лигандами.  Исследование кардиотропной активности анионных и катионных нитрозилов выполнено на моделях  ишемического и реперфузионного повреждения миокарда in vitro и in vivo. На изолированном сердце крыс Wistar, перфузируемом  раствором Кребса при постоянном коронарном потоке изучено действие болюсного введения в аорту ТНКЖ-Na, Pen и  NO -доноров сравнения - нитропруссида натрия и нитроглицерина. 

Рис. 22. Сопоставление влияния эквимолярных концентраций нитрозильных комплексов железа на артериальное давление.

Рис. 23. Время окончательного восстановления исходного артериального давления после введения Pen и нитроглицерина.

Для ТНКЖ-Na и Pen выявлено дозо-зависимое влияние на снижение аортального давления. Сопоставление близких действующих концентраций (~ 3мкМ)  доноров NO показало, что их вазодилататорная способность увеличивается в ряду нитропруссид натрия<Pen<ТНКЖ-Na (рис.22).  5-минутная  инфузия 3.7·10-5 М нитропруссидом и ТНКЖ-Na показала, что  показатели восстановления коронарного потока, сократительной функции и насосной функции минутного объема  после окклюзии аорты были более эффективны после инфузии ТНКЖ-Na. Pen у наркотизированных крыс in vivo вызывает дозо-зависимое снижение АД (рис.23).

В работе выполнены комплексные исcледования противоопухолевой активности  всех синтезированных нитрозильных комплексов  in vitro и in vivo. Из 15 комплексов, тестированных на 4-х линиях  опухолевых клеток человека  (раке яичника линии SKOV-3, раке молочной железы линии MCF-7, немелкоклеточном раке легкого линии А549 и  клетках миелобластного лейкоза линии К562) выявлено 4 активных соединения - Im; Btz; RSR-Na и CysAm (% ингибирования роста опухолевых клеток 75-92). Для СysAm выявлены наиболее высокие уровни цитотоксической  активности на 4-х клеточных линиях (GI50: К562=17 мкМ, SKOV-3 =43 мкМ, MCF-7=20 мкМ, А549=90 мкМ). CysAm как соединение устойчивое при хранении, хорошо растворимое  в воде, пролонгировано генерирующее NO  в растворах и не имеющее цитотоксичности у компонентов, его образующих было исследовано детально - на 9 линиях клеток различного гистогенеза (на клетках миелолекоза К562, рака молочной железы SKBR-3, рака молочной железы MCF-7, иммортализованных клеток рака почки A293, рака яичников SKOV-3; рака толстой кишки LS174T, рака предстательной железы DU145, рака предстательной  железы PC-3 и немелкоклеточного рака легкого A549). Максимальную чувствительность к CysAm проявили линии клеток рака молочной железы. Действие CysAm на распределение клеток К562 по фазам клеточного цикла, проведенное методом проточной цитометрии на основании плоидности ДНК показало, что СysAm  вызывал  увеличение содержания клеток в S-фазе на 16%, уменьшение в G1-фазе на 8% и на 8% - в G2/M-фазе. Обнаружено также, что комплекс CysAm является индуктором апоптоза в клетках миелолейкоза К562 и в клетках рака толстой кишки LS174T. Комплексы  Btz и Ph также инициировали активность каспаз 3 и 7 К562. Для комплекса Btz показана зависимость количества клеток в апоптозе от концентрации. Cпособность комплекса Ph в той же концентрации индуцировать апоптоз была ниже (23%) по сравнению с комплексами Btz и CysAm.

               Испытания противоопухолевой активности нитрозильных комплексов железа in vivo  изучали на 4-х моделях опухолей мышей, входящих в число обязательных опухолей животных используемых при отборе новых противоопухолевых веществ: меланоме В-16, эпидермоидной карциноме легкого Льюис (LLC), аденокарциноме молочной железы Са-755 и  лимфоцитарной лейкемии Р-388.  Критериями оценки противоопухолевого эффекта служили торможение роста опухоли ТРО (%)  и  увеличение продолжительности жизни УПЖ (%). Исследования проведены на активных соединениях Im, Btz, RSR-Na и CysAm, выявленных по данным исследований in vitro.  Установлено, что соединения Im и Btz обладают кратковременным противоопухолевым действием после ежедневного внутрибрюшинного введения в течение 5-ти дней. Комплекс RSR Na оказывал противоопухолевое действие, соответствующее критериям эффективности оригинальных веществ нового класса: на меланоме В-16 в течение 10-ти дней: ТРО= 70-66-74, УПЖ=28%, на  LLC в течение 15-ти дней: ТРО= 83-63-69-65, УПЖ=27%. Комплекс CysAm также оказывал противоопухолевое действие, соответствующее критериям эффективности оригинальных веществ нового класса:  на Са-755 в течение 9 дней: ТРО=71-76-63-64% и УПЖ = 66% ; на  LLC  в течение 10 дней : ТРО = 86-67-61%, УПЖ=7%. Предклинические исследования продолжены  с СysAm.

ВЫВОДЫ

  1. Создан новый класс соединений – доноров  NO – cинтетических моделей активных центров нитрозильных [2Fe-2S] и [1Fe-2S] белков. Впервые выделены в кристаллическом состоянии и исследованы нитрозильные комплексы железа с функциональными S-лигандами: алифатическими и азагетероциклические тиолилами - аналогами природных тиоаминов, гистидинов, пиридиновых и пуриновых оснований ДНК.
  2. Методами РСА, ИК- и Мессбауэровской спектроскопии впервые определено молекулярное и кристаллическое строение синтезированных соединений различных структурных типов. Установлено, что атомы железа в  комплексах находятся в тетраэдрической координации и связаны друг с другом посредством мостика  S или N-C-S функционального лиганда. Показано, что S-лиганды в реакциях комплексования железа в присутствии NO  координируют атом металла в форме тиола. Прецизионные РС исследования показали идентичность Fe-S связей и могут быть описаны как межатомные взаимодействия “peak-peak” типа, а связи Fe-NO - как взаимодействия  “peak-hole” типа.
  3. Впервые методами функционала плотности B3LYP и PBE рассчитаны геометрические  и электронные структуры  нейтральных нитрозильных комплексов железа в различных изомерных состояниях. Установлено, что координация лиганда по µ-N-C-S типу является энергетически предпочтительной по сравнению с координацией по μ-S типу. Вследствие этого реализуется большие расстояния Fe…Fe, при которых величина внутримолекулярного обменного взаимодействия оказывается незначительной, и при комнатной температуре комплексы оказываются парамагнитными с эффективным магнитным моментом  ~2.5B.M. Обменное взаимодействие спинов атомов Fe  носит антиферромагнитный характер. Для комплексов µ-S типа основное состояние системы является диамагнитным. Установлено также, что группа NO в синтезированных  комплексах несет небольшой отрицательный заряд, сосредоточенный, на атоме О, а связь Fe-NO следует рассматривать как гомеополярную. Электронная конфигурация Fe(NO)2 узла c одним неспаренным электроном в комплексах образуется при связывании спина 3/2 центра Fe+d7  с противоположно ориентированными спинами 1/2 двух NO групп.
  4. Методом электрохимического анализа водных растворов нитрозильных комплексов железа установлено, что синтезированные соединения генерируют NO в протонных средах без дополнительной активации. Количество NO и скорость его генерации значительно (на порядок) превышает таковые для NO-атов. Предложен механизм отрыва NO-групп в нитрозильных комплексах железа в условиях гидролитической деструкции. Методами ЭПР и масс-спектрального анализа установлено строение моноядерных динитрозильных комплексов железа и других реакционно-способных интермедиатов, образующихся при разложении комплексов в протонных растворителях.
  5. Исследованы реакции гемовых белков  с синтезированными комплексами в водных растворах. Установлено, что эффективные константы скоростей реакций первого порядка на 2-3 порядка выше, чем таковые у NO-доноров сравнения. Обнаружена  взаимосвязь строения комплексов с эффектом стабилизации их гемоглобином, который объясняется различной основностью S-лигандов в исследуемых соединениях.
  6. Впервые обнаружена кардиотропная активность  нитрозильных комплексов железа анионного и  катионного структурных типов на моделях ишемического и реперфузионного повреждения миокарда in vitro и in vivo. Установлено более эффективное влияние исследуемых соединений на вазорелаксацию, чем у NO-доноров сравнения нитроглицерина и нитропруссида натрия.
  7. Впервые установлена дифференциальная чувствительность 9 линий опухолевых клеток человека различного генеза к нитрозильным комплексам железа различных структурных типов. Показано, что комплексы  проявили способность индуцировать апоптоз в опухолевых клетках человека линий К562 и LS174T. Установлены зависимости количества опухолевых клеток в апоптозе от концентрации комплекса-индуктора.
  8. Впервые изучена противоопухолевая активность 4-х нитрозильных комплексов железа различных структурных типов на перевиваемых опухолях мышей: меланоме В-16, эпидермоидной карциноме легкого Льюис (LLC), аденокарциноме молочной железы Са-755 и лимфоцитарной лейкемии Р-388. Установлено, что cоединение CysAm оказывает высокий противоопухолевый эффект на экспериментальных моделях  Са-755 и LLC и предложено для проведения детальнейших предклинических исследований.

Основное содержание диссертации опубликовано в 47 статьях и 5 заявках на изобретение. 

Cтатьи:

  1. N.A. Sanina, I.I. Chuev, S.M. Aldoshin, N.S. Ovanesyan, V.V. Strelets, Yu.V. Geletii, Synthesis, crystal structure, Mossbauer spectra, and redox properties of binuclear and tetranuclear iron-sulfur nitrosyl clusters// Russ. Chem. Bull., 2000, v.49, N 3, p.444-451.
  2. N.A. Sanina, O.S. Filipenko, S.M. Aldoshin, N.S. Ovanesyan, Influence of the cation on the properties of binuclear iron nitrosyl complexes.Synthesis and crystal structure of [Prn4N][Fe2S2(NO)4]// Russ. Chem. Bull., 2000, v.49, N 6, p.1109-1112.
  3. N.A. Sanina, O.A. Rakova, S.M. Aldoshin, I.I. Chuev, E. G. Atovmyan, N.S. Ovanesyan, Synthesis and X-Ray and spectral study of the compounds [Q4N][Fe2(S2O3)2(NO)4] (Q=Me,Et, n-Pr, n-Bu) // Russ. J. of Coord. Chem., 2001, v.27,N 3, p.198-202.
  4. O. A. Ракова, Н. А. Санина, Г. В. Шилов, В. В. Стрелец, А. В. Куликов, С. М. Алдошин, Синтез, структура, редокс-свойства и ЭПР исследование комплекса [Bu4N]2Fe2(μ-S2O3)2(NO)4 //  Коорд. Химия, 2001, т.27, N9, c. 698-704.
  5. Rakova O. A., Sanina N. A., Shulga Yu. M., Kulikov A. V., Aldoshin S. M., Novel "Roussin esters" [Fe2(μ2-SR)2(NO)4] as NO donors: synthesis, structural and spectroscopic characterization//J. Inorg. Biochem.,2001, v.85, p.390.
  6. Ракова О. А., Санина Н. А., Шульга Ю. М., Мартыненко В. М., Ованесян Н. С., член-кор. РАН Алдошин С. М., Выделение закиси азота при УФ-облучении биядерных серусодержащих нитрозильных комплексов железа//ДАН, 2002, т. 383, №3, с. 350-353.
  7. O. A. Ракова, Н. A. Санина, Г. В. Шилов, Ю. M. Шульга, В. M. Maртыненко, Н. С. Oванесян, С. M. Aлдошин. Новый NO донор: синтез, структура и некоторые свойства комплекса [Fe2(μ-SC5H4N)2(NO)4]”// Коорд. Химия., 2002, Т. 28, №5, С. 364-369.
  8. O.A. Rakova, N.A. Sanina, S.M. Aldoshin, N.A. Goncharova, G.V.Shilov, Yu.M.Shulga,  N.S. Ovanesyan// Inorg. Chem. Comm., 2003, N 6, p.145-148.
  9. С. M. Aлдошин, Н. A. Санина, O. A. Ракова, Г. В. Шилов, А. В Куликов, Ю. М. Шульга, Н. С. Ованесян, Новый класс нейтральных парамагнитных биядерных нитрозильных серусодержащих комплексов железа// Изв. Акад. наук. Сер. хим., 2003, N 8, c.1614-1620.
  10. N.А. Sanina, О.А. Rakova, S.М. Аldoshin, G.V.Shilov, Yu.М. Shulga, А.V. Kulikov and N.S. Ovanesyan, Structure of the neutral mononuclear dinitrosyl iron complex with 1,2,4-triazole-3-thione [Fe(SC2H3N3)(SC2H2N3)(NO)2]·0.5 H2O// Mend.Comm., 2004, N1, p.9-10.
  11. A.F. Shestakov,  S.M. Aldoshin, N.A. Sanina, Yu. M. Shul’ga “Theoretical Analysis of the Mechanism of nitrous oxide release upon the UV-irradiation of binuclear sulfur-containing nitrosyl iron complexes//Mend.Comm.,2004, N1,c.7-8.
  12. С.В. Васильева, Е.Ю. Мошковская, Н.А. Санина, С.М. Алдошин, Ванин А.Ф., Трансдукция генетического сигнала нитрозильными комплексами железа// Биохимия, 2004,т. 69, N8, c.1088-1095.
  13. Н.А. Санина, С.М. Алдошин, Cинтез, строение и свойства моделей  нитрозильных [2Fe-2S], [1Fe-2S] протеинов и перспективы применения их в биологии и медицине //Росс. хим. журнал, 2004, т.48, N 4, c.12-19.
  14. Н.А. Санина, С.М. Алдошин, Функциональные модели нитрозильных [Fe-S] протеинов// Изв.АН.Сер.хим., 2004, N 11, c. 2326-2345.
  15. Н.А. Санина, С.М. Алдошин, Т.Н. Руднева, Н.И. Головина, Г.В. Шилов, Ю.М. Шульга, В.М. Мартыненко, Н.С. Ованесян, Синтез, структура и твердофазные превращения нитрозильного комплекса железа Na2[Fe2(S2O3)2(NO)4]4H2O, Коорд. Химия, 2005, т.31, N5, c.301-306.
  16. N.A. Sanina, S.M. Aldoshin , T.N. Rudneva , N.I. Golovina , G.V. Shilov, Y.M. Shul’ga, N.S. Ovanesyan, V.N. Ikorskii , V.I. Ovcharenko, “Bi-Nuclear nitrosyl iron complex with 2-mercaptoimidasolyl: synthesis, structure and magnetic properties// J.Mol.Structure, 2005, v.752 , N 1-3, p.110-114.
  17. С.В. Васильева, Е.Ю. Мошковская, Н.А. Санина, Т.Н. Руднева, А.В. Куликов, С.М. Алдошин, Формирование динитрозильного комплекса железа – необходимый этап в реализации генетической активности Na2[Fe2(S2O3)2(NO)4]//ДАН, 2005, т.402, N5, c.705-708.
  18. N.A. Sanina, S.M. Aldoshin, T.N. Rudneva, N.I. Golovina, G.V. Shilov, Yu.M. Shul’ga, V.M. Martynenko, N.S. Ovanesyan,Synthesis,  structure and solid-phase transformations of Fe nitrosyl complex Na2[Fe2(S2O3)2(NO)4]⋅4H2O //Russ.J.of Coord.Chem., 2005, v. 31, N5, p.301-306.
  19. N.A. Sanina, T.N. Rudneva, S.M. Aldoshin, G.V. Shilov, D.V. Korchagin, Yu.M. Shul’ga, V.M. Martinenko, N.S. Ovanesyan, Influence of CH3 group in 1-methil-imidazole-2-yl on the properties of binuclear sulfure-nitrosyl iron complex with the ligand of μ-N-C-S type//Inorg. Chim. Acta, 2006, v.359, N 2, p.570-576.
  20. О.С. Жукова, Н.А. Санина, Л.В. Фетисова, Г.К. Герасимова Цитотоксический эффект нитрозильных комплексов железа на опухолевые клетки человека in vitro//Росс. биотерапевт. журнал, 2006, т.5,N 1,p.14.
  21. S.V.Vasilieva, E.Ju. Moschkovskaya, A.S. Terekhov, N.A. Sanina, S.M. Aldoshin, Intracellular iron ions regulate the genetic activity of NO-donating agents // Russ. J. of Genetics, 2006,  N.7, p.737-743.
  22. А.Ф. Шестаков, Ю.Н. Шульга, Н.С. Емельянова, Н.А. Санина, С.М. Алдошин, Экспериментальное и теоретическое исследование строения и ИК-спектров нейтральных диамагнитных биядерных нитрозильных комплексов железа [Fe2(μ-SC6-nH5-nNn)2(NO)4], n=0, 1, 2// Изв. АН. Cер. Хим., 2006, N12,  c. 2053-2062.
  23. А.F.Vanin, N.A. Sanina,  V.A. Serezhenkov, D.Sh.Burbaev, V.I. Lozinsky and S. M. Aldoshin, Dinitrosyl-iron complexes with thiol-containing ligands:Spatial and electronic structures //Nitric oxide: biology & chemistry , 2007, N16, p.82-93.
  24. N.A. Sanina, L.A. Syrtsova, N.I. Shkondina, T.N. Rudneva, E.S. Malkova, T.A. Bazanov, A.I. Kotel’nikov, S.M. Aldoshin, Reactions of sulfur-nitrosyl iron complexes of “g=2.03” family with hemoglobin (Hb): kinetics of Hb-NO formation in aqueous solutions//Nitric oxide: biology & chemistry, 2007, N 16, p.181-188.
  25. A.A. Timoshin, A.F. Vanin, Ts.R. Orlova, N.A. Sanina, E.K. Ruuge, S.M. Aldoshin, E.I. Chazov,  Protein-bound dinitrosyl-iron complexes in blood of rabbit added with a low-molecular dinitrosyl-iron complex: EPR studies//Nitric oxide: biology & chemistry, N16, 2007, p.286-293.
  26. А.А. Тимошин, Ц.Р. Орлова, А.Ф. Ванин, Н.А. Санина, Э.К. Рууге, С.М. Алдошин, Е.И. Чазов, Динитрозильные комплексы железа – новый тип гипотензивных препаратов//Росс. хим. журнал, 2007, том LI, N1, c.88-92.
  27. Васильева С.В., Осипов А.Н., Санина Н.А., Алдошин С.М., Формирование двунитевых разрывов ДНК в лейкоцитах крови мышей при обработке клеток нитрозильными комплексами железа //ДАН, 2007, т. 414. №2. с. 259-262.
  28. Н.А. Санина, Т.Н. Руднева, С. М. Алдошин, А. Н. Чехлов, Р. Б. Моргунов, Е. В. Курганова, Н. С. Ованесян, Синтез, строение и NO-донорная активность парамагнитного комплекса [Fe2(SC3H5N2)2(NO)4] как модели нитрозильных [2Fe-2S] белков// Изв.АН.Сер. хим.,  2007, N 1, с. 28-34.
  29. N.А. Sanina, L.А. Syrtsova, N.I. Shkondina, Е.S. Malkova, А.I.Kotel’nikov, S.М. Aldoshin, Hemoglobin-stabilized tetranitrosyl binuclear iron complex with pyridine-2-yl in aqueus solutions// Russ.Chem.Bull.Int.Ed., 2007, v.56, No 4, p.761-766.
  30. A.F. Shestakov, Yu. M. Shul’ga, N. S. Emel’yanova, N. A. Sanina, S. M. Aldoshin, Molecular and electronic structure and IR spectra of mononuclear dinitrosyl iron complex [Fe(SC2H3N3)(SC2H2N3)(NO)2]: a theoretical study// Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim.,2007, v. 56, N 7, p.1244-1252.
  31. S. M. Aldoshin, K. A. Lysenko,  M. Yu. Antipin,  N. A. Sanina,  V. V. Gritsenko,  Precision X-ray study of mononuclear dinitrosyl iron complex [Fe(SC2H3N3)(SC2H2N3)(NO)2]·0.5H2O at low temperatures//J. Mol. Structure,  2008, v.875, p.309-315.
  32. Н.А. Санина, О.С. Жукова, З.С. Смирнова, Л.М. Борисова, М.П. Киселева, С.М. Алдошин, “Противоопухолевая активность нитрозильных комплексов железа- нового класса доноров монооксида азота//Росс.биотерапевт. журнал, 2008, N1, c.52.
  33. N.Sanina, Nitrosyl iron complexes with azageterocyclic thiolyl ligands:synthesis, structure and properties new NO-donors//Nitric oxide: biology & chemistry, 2008, N19, S43.
  34. T. Roudneva, N. Sanina, D.Mischenko, E.Frog, R.Kotel’nikova, S.Aldoshin, Stabilization of tetranitrosyl thiosulfate iron complex by albumin//Nitric oxide: biology & chemistry, 2008, N19, S43.
  35. N. Sanina, T. Roudneva, G. Shilov,  R. Morgunov, N. Ovanesyan, S. Aldoshin, Structure and Properties of Binuclear Nitrosyl Iron Complex with Benzimidazole-2-Thiolyl –отправлена  в журнал// Dalton Transactions ,2009, p.1703-1706.
  36. Н.А. Санина, И.В. Сулименков, Т.Н.Руднева, С.М. Алдошин, Формирование моноядерных нитрозильных интермедиатов при гидролизе – донора монооксида азота Na2[Fe2(μ-S2O3)2(NO)4]4H2O// ДАН, 2009, т.425, N2, с.187-191.
  37. Л.А. Сырцова, Н.А. Санина, Н.И. Шкондина, Е.С. Чудинова, Н.С. Емельянова, А.И. Котельников, С.М. Алдошин, Образование S-нитрозотиолов при взаимодействии различных форм гемоглобина с (тетранитрозил)бис(пиримидин-2-илтио)дижелезом// Изв. АН. Сер.хим., 2009, N1, 64-70;
  38. A.F. Shestakov, Yu.M. Shul'ga, N. S. Emel'yanova, N.A. Sanina, T.N. Roudneva,  S.M. Aldoshin,V.N. Ikorskii,V.I. Ovcharenko, Experimental and theoretical study of the arrangement, electronic structure and properties of neutral paramagnetic binuclear nitrosyl iron complexes with azaheterocyclic thyolyls having  “S-C-N type” coordination of bridging ligands// Inorg. Chim.Acta.. 2009, v.362, p.2499-2504.
  39. Н.А. Санина, Т.Н.Руднева, И.В. Сулименков,  Н.П. Коновалова, Т.Е.Сашенкова, С.М. Алдошин, Противоопухолевая активность нитрозильных комплексов железа – новых  доноров оксида азота//Росс. хим. журнал, 2009, том LIII, 1 , 164-171.
  40. С.В.Васильева, Е.Ю. Мошковская, Д.А. Стрельцова, Н.В. Андреева, Н.А. Cанина, Т.Н. Руднева, С.М. Алдошин, Сенсибилизация оксидом азота клеток E.Coli к УФ-излучению в условиях гипоксии// ДАН, 2009, т.425, N5, c.701-704.
  41. Н.А. Санина, Л.А. Сырцова, Е.С. Чудинова, Н.И. Шкондина, Т.Н. Руднева, А.И. Котельников, С.М. Алдошин, Закономерности в стабилизации гемоглобином биядерных комплексов железа [Fe2(μ-N-C-SR)2(NO)4], с R=бензпроизводными имидазола и тиазола в водных растворах // Изв.АН.Сер. хим., 2009, N3,  c.554-559.
  42. Н.А. Санина, Г.В. Шилов, С.М. Алдошин, А.Ф. Шестаков, Л.А. Сырцова, Н.С. Ованесян, Е.С.Чудинова, Н.И. Шкондина, Н.С. Емельянова, А.И. Котельников, Строение биядерного тетранитрозильного комплекса железа с пиримидин-2-илом “µ2-S типа” и влияние pH на его NO-донирующую способность в  водных растворах // Изв.АН.Сер. хим.,  2009, N3, c. 560-571.
  43. Л.В. Татьяненко, А.И.Котельников, О.В. Доброхотова, Е.А. Саратовских, Руднева Т.Н., Н.А. Санина, С.М. Алдошин, Влияние нитрозильных железо-серных комплексов на активность гидролитических ферментов// Химико-фармацевтический журнал, 2009, т.43, N9, c.45-49.
  44. Т.N. Rudneva, N.А. Sanina, К.А. Lysenko, S.М. Aldoshin, М.Y. Antipin, N.S. Оvanesyan,  Synthesis and structure of water-soluble nitrosyl iron complex with cysteinamine ligand [Fe2(S(CH)2NH3)2(NO)4]SO4 2.5H2O // Mend.Comm., 2009,v.19, p. 253-255.
  45. Н.А. Санина, Н.С. Емельянова, А.Н. Чехлов, А.Ф. Шестаков, И.В. Сулименков, С.М. Алдошин, Строение и свойства 2-S-[Бис(фенилтиолато)тетранитрозил дижелеза] // Изв.АН.Сер. хим, 2010, N6, c.1104-1114.
  46. Н.А. Санина, Л.А. Сырцова, Н.И. Шкондина, Т.Н. Руднева, А.И. Котельников, С.М. Алдошин, Взаимодействие феррицитохрома С с нитрозильным комплексом железа {Fe2[S(CH2)2NH3]2(NO)4}SO4 2,5H2O// Изв.АН.Сер. хим .,2010, N8, c.1528-1534.
  47. Н.А. Санина, Д.В. Корчагин, Г.В. Шилов, А.В. Куликов, А.Ф. Шестаков, И.В. Сулименков, С.М. Алдошин, Строение бис(1-метил-тетразол-5-тиолат)тетранитрозил дижелеза и его  интермедиатов в растворах// Коoрд. химия, 2010, т.36, N 12, c.888-898.

Заявки на изобретения:

  1. Н.А. Санина, О.С. Жукова, З.С. Смирнова, Т.Н. Руднева, Г.В. Шилов, С.М. Алдошин  “Биядерные нитрозильные комплексы железа с  бензазагетероциклическими производными, способ их получения, донор монооксида азота, фармацевтическая композиция, содержащая их и их применение в качестве противоопухолевых лекарственных средств” – заявка  №  PCT/RU2007/000286 от 30.05.2007 г.
  2. Н.А. Санина, О.С. Жукова, С.М. Алдошин, Н.С. Емельянова, Г.К. Герасимова, “ Применение тетранитрозильного комплекса железа с тиофенолом в качестве  противоопухолевого лекарственного средства и фармацевтические композиции и наборы, содержащий этот комплекс - заявка № РСТ/RU2007000285  от 30.05.2007 г.
  3. Н.А. Санина, Т.Н. Руднева, К.А. Лысенко, О.С. Жукова, Н.С. Емельянова, С.М. Алдошин,  Водорастворимые биядерные катионные нитрозильные комплексы железа с природными алифатическими тиолилами, обладающие цитотоксической, апоптотической и  NO-донорной активностью” - заявка №  PCT/RU2008/000338 от 02.06.2008;
  4. Санина Н.А.,  Серебрякова Л.И.,  Шульженко В.С., Писаренко О.И., Руднева Т.Н., Алдошин С.М. “Применение биядерного сера-нитрозильного комплекса железа катионного типа в качестве  вазодилататорного лекарственного средства” –  2010112814  от 05.04.2010;
  5. Санина Н.А.,  Серебрякова Л.И.,  Шульженко В.С., Писаренко О.И., Руднева Т.Н., Алдошин С.М. Применение биядерного сера-нитрозильного комплекса железа анионного типа в качестве  вазодилататорного лекарственного средства - № 2010112813  от 05.04.2010.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.