Studies on the redoxi properties of copper(II)-oligopeptides and peptide-derivatives systems  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
72956
Type K
Principal investigator Várnagy, Katalin
Title in Hungarian Réz(II)-peptid komplexek és származékaik redoxi sajátságainak vizsgálata
Title in English Studies on the redoxi properties of copper(II)-oligopeptides and peptide-derivatives systems
Keywords in Hungarian réz(II)ion, peptid, ciklikus voltametria, átmenetifém-komplex, bisz(imidazolil)csoport
Keywords in English copper(II)ion, peptide, cyclic voltammetry,transition metal complexes, bis(imidazolyl) group
Discipline
Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Electrochemistry
Panel Natural Sciences Committee Chairs
Department or equivalent Department of Inorganic and Analytical Chemistry (University of Debrecen)
Participants Kállay, Csilla
Sóvágó, Imre
Timári, Sarolta
Starting date 2008-09-01
Closing date 2013-09-30
Funding (in million HUF) 14.640
FTE (full time equivalent) 7.45
state closed project
Summary in Hungarian
A biológiai rendszerek legfontosabb nyomelemei elsősorban a metalloenzimek aktív centrumának kialakításában, illetve sav-bázis és redoxi folyamatok katalizálásában vesznek részt. A réz-proteinekben a Cu(II)/Cu(I) átalakulás biztosítja a redoxi folyamatokban való részvételt. Ezeknek a rendszereknek a redoxipotenciálját a koordinálódó fémion geometriája, a kötődő donorcsoportok minősége jelentősen befolyásolja. Így a biológiai rendszerekben a réz-proteinek részvételével lezajló redoxi folyamatok még jobb megértését szolgálná a különböző réz(II)-peptid rendszerek redoxi sajátságainak feltérképezése. Így kutatási pályázatunk az imidazolgyűrű biológiai szerepének modellezésére szolgáló bisz(imidazol-2-il) vegyületek további átmenetifém-komplexeinek vizsgálata mellett kiemelt hangsúlyt fektetne egy szisztematikus ciklikus voltametriás vizsgálat sorozattal annak felderítésére, hogy a réz(II)ion-peptid rendszerekben a koordinálódó donorcsoportok helyzete és minősége milyen hatással van az képződő komplexek redoxi sajátságaira. Ez egyúttal arra is lehetőséget adhatna, hogy a különböző bisz(imidazol-2-il)csoportot tartalmazó származékok, valamint a SOD réz(II) kötőhelyét modellező több hisztidint tartalmazó tri- és pentapeptidek réz(II)komplexeinek redoxi sajátságairól is képet kapjunk, amely alátámaszthatja a feltételezett komplexek szerkezetét is, és esetlegesen információkat szolgáltathat a komplexekről, mint lehetséges enzim modellekről.
Summary
Trace elements of biological systems take part in the formation of the active centre of metalloenzymes, and catalyze different acid-base and redox reactions. For example, Cu(II)/Cu(I) systems serve as electron transfer in the redox reactions catalysed by copper-metalloproteins. The redoxpotential values of these systems depend on the coordination geometry of the metal ion and the type of donor atoms. Investigation of redox properties of copper(II)-peptide systems may provide valuable information on the redox processes connecting to copper-metalloproteins. The main goal of our research project is the systematic study of copper(II) and dipeptide systems containing different side chain donor atom by cyclic voltammetry. These results may give possibility to understand the influence of the type of donor atoms and coordination geometry of complexes for their redox properties. The cyclic voltammetric studies of copper(II) complexes of bis(imidazol-2-yl) derivatives and multihistidine containing tri- and pentapeptides may result in new evidences for the structure of complexes supposed on the base of potentiometric and spectroscopic parameters, and may give more information about complexes as possible enzyme models.




 

Final report

  
Results in Hungarian
1. A Cu(II)-aminosav- és -peptid rendszerek elektrokémiai vizsgálatból az a következtetés vonható le, hogy a hisztidin imidazol-oldalláncának van a legnagyobb hatása a komplexek redoxipotenciál értékére. Az (NH2,Im(N)) koordinációval keletkező komplexek réz(II)-centrumának redukálhatósága jelentős mértékben növekszik. A réz(II)-multihisztidin-peptid rendszerekben a 2, 3, 4 imidazol-koordinációjú mono-, illetve bisz-komplexekre általánosan a pozitív redoxipotenciál érték volt a jellemző, melynek értéke csökken az imidazol-N számának növekedésével, a komplex stabilitásának növekedésével. A jóval merevebb bisz(imidazol-2-il) koordinációjú komplexek redoxipotenciál értékei 0 V körüli értékek. 2. A legígéretesebb komplexek SOD-aktivitásának meghatározásából az következett, hogy a fémionhoz kötődő hisztidin imidazol nitrogének számának növekedésével az aktivitás növekedik, így a legnagyobb aktivitást a négy hisztidint tartalmazó peptid esetén kaptunk. Ugyancsak jelentős mértékű SOD aktivitás figyelhető meg az imidazolátohidas bisz(imidazol-2-il)-komplexek esetén. 3. Számos aromás és heteroaromás ligandum vanádium(IV), vas(III), vas(II) komplexeinek oldategyensúlyi és elektrokémiai vizsgálata azt mutatta, hogy ezek a fémionok kisebb stabilitással kötődnek az aromás-N donoratomokhoz, viszont kiugró stabilitású (O–,N,O–) koordinációjú komplexek képződését mutattuk ki aromás hidroxi és N-donoratomot tartalmazó ligandumok esetén. Ezek potenciális vas-kelátorok lehetnek.
Results in English
1. The electrochemical measurements of the Cu(II)-amino acid and peptide systems showed that the imidazole chain of histidine has the greatest effect on the redox potential value of the complexes. The reducibility of the Cu(II) center of complexes with (NH2, Im(N)) coordination increases significantly. In the Cu(II) multihistidine peptide systems the redox potential values for the mono and bis complexes with 2, 3, 4 Im(N) coordination were positive generally. This value decreased by the increase of the number of Im(N) thus with the increase of the stability of the complexes. The redox potential values of the complexes with more rigid bis(imidazolyl) type coordination are around 0 V. 2. The measurement of the SOD activity of the most promising model complexes reflected that the activity increases with the increase of coordinated Im(N). The greatest activity was measured for the complex of the four histidine containing peptide. An equally significant SOD activity can be observed for the imidazolato bridged bis(imidazolyl) complexes. 3. The solution equilibrium and electrochemical studies of the VO(IV), Fe(III) and Fe(II) complexes of several aromatic and heteroaromatic ligands showed that these metal ions bind to the aromatic-N donor atoms with smaller stability. However, the formation of (O–,N,O–) coordinated complexes with outstanding stability was proved in the case of ligands containing aromatic hydroxy group and N-donoratoms. These can be potential iron chelators.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=72956
Decision
Yes





 

List of publications

  
L. Pisano, D. Kiss, K. Várnagy, D. Sanna, G. Micera, E. Garribba: Potentiometric, spectroscopic and DFT study of teh VO(IV) complexes formed by di(pyridin-2-yl) ligands, Eur. J. Inorg. Chem., 2362-2374, 2009
S. Timári, R. Cerea, K. Várnagy: Characterization of CuZnSOD model complexes from a redox point of view: Redox properties of copper(II) complexes of imidazole containing ligands, J. Inorg. Biochem., 105, 1009-1017, 2011
D. Sanna, K. Várnagy, S. Timári, G. Micera, E. Garribba: VO2+ complexation by bioligands showing keto-enol tautomerism: A potentiometric, spectroscopic and computational study, Inorg. Chem., 50, 10328-10341, 2011
L. Pisano, K. Várnagy, S. Timári, K. Hegetschweiler, G. Micera, E. Garribba: V(IV)O versus V(IV) complex formation by tridentate (O, N(arom),O) ligands: prediction of geometry, EPR 51V hyperfine coupling constants, and UV-Vis spectra, Inorg. Chem., 52, 5260-5272, 2013
D. Sanna, K. Várnagy, N. Lihi, G. Micera, E. Garribba: Formation of new non-oxido vanadium(IV) species in aqueous solution and in the solid state by tridentate (O,N,O) ligands and rationalization of their EPR behavior, Inorg. Chem., 52, 8202-8213, 2013
G. Csire, J. Demjén, S. Timári, K. Várnagy: Electrochemical and SOD activity studies of copper(II) complexes of bis(imidazol-2-yl) derivatives, Polyhedron, 61, 202-212, 2013
I. Turi, D. Sanna, E. Garribba, G. Pappalardo, I. Sóvágó: The effect of non-coordinating side chains on the metal binding affinities of peptides of histidine, Polyhedron, 62, 7-17, 2013
Á. Grenács, A. Kaluha, C. Kállay, V. Jószai, D. Sanna, I. Sóvágó: Binary and ternary mixed metal complexes of terminally free peptides containing two different histidyl binding sites, J. Inorg. Biochem., 128, 17-25, 2013
I. Sóvágó, K. Várnagy: Cadmium(II) Complexes of Amino Acids and Peptides, Met. Ions Life Sci. (2013) 11, 2013
Timári Sarolta: Peptidek és származékaik átmenetifém komplexeinek koordinációs és redoxi sajátságai, Debreceni Egyetem, 2012
Várnagy Katalin: Az imidazolgyűrű szerepe a fémionmegkötésben: oldalláncban több donorcsoportot tartalmazó peptidek és származékaik átmenetifém komplexeinek egyensúlyi és redoxi sajátságai, MTA, 2013
I. Sóvágó, C. Kállay, K. Várnagy: Peptides as complexing agents: Factors influencing the structure and thermodynamic stability of peptide complexes, Coord. Chem. Rev., 2012, 256, 2225– 2233, 2012
Timári S, Várnagy K.: Oldalláncban imidazol gyűrűket tartalmazó ligandumok réz(II) komplexeinek szerkezeti és redoxi sajátságai, 45. Komplexkémiai Kollokvium, Mátraháza, 2010. május 26-28., 2010
Kiss Dóra, Várnagy Katalin, Eugenio Garribba: Imidazol- és piridingyűrűt tartalmazó ligandumok VO(IV) komplexei, XLIV. Komplexkémiai Kollokvium, Siófok, 2009. május 27-29, Abstact book, p. 3., 2009
S. Timári, Cs. Kállay, I. Sóvágó, K. Várnagy: Transition metal complexes of small multihistidine peptides. Models of the active centres of some metalloenzymes., 4th Central European Conference Chemistry towards Biology, Dobogókő, Hungary, September 8-11, 2008, Abstract book p. 55, 2008
D. Kiss, K. Várnagy, E. Garribba, G. Micera, D. Sanna: VO(IV) complexes of ligands containing imidazole and pyridine rings, 10th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry, Debrecen, Hungary, 25-28 September, 2009, Abstract book, p. 107, 2009
S. Timári, G. Balogh, K. Várnagy: Structural and redoxi properties of copper(II) complexes of short multihistidine peptides, 10th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry, Debrecen, Hungary, 25-28 September, 2009, Abstract book, p. 117, 2009
K. Várnagy, I. Takács, T. Tarcsa, Cs. Kállay: Copper(II) complexes of peptides containing histidine analogue amino acids, Copper 08, 6th International Copper Meeting, Copper and Related Metals in Biology, Alghero, Sardinia - Italy, October 11-15, 2008, abstract book, p. 59 (PS-27), 2008
S. Timári, K. Várnagy: Structural and redoxi properties of copper(II) complexes of ligands containing side chain imidazole rings, 10th European Biological Inorganic Chemistry Conference, Thessaloniki, Greece, June 22-26, 2010, abstract book, PO-255, 2010
K. Várnagy, D. Kiss, Zs. Kovács, K. Ősz, D. Sanna, E. Garribba, G. Micera: Transition metal complexes of non-proteinogenic histidine analogue amino acids and their derivatives, 10th European Biological Inorganic Chemistry Conference, Thessaloniki, Greece, June 22-26, 2010, abstract book, PO-284, 2010
K. Várnagy, D. Kiss, Zs. Kovács, K. Ősz, D. Sanna, E. Garribba, G. Micera: Transition metal complexes of non-proteinogenic histidine analogue amino acids and their derivatives, The 5th Central European Conference - Chemistry towards Biology, Primosten, Croatia, 8-11 Sept, 2010, abstract book, p. 139, 2010
S. Timári, K. Várnagy: Structural and redoxi properties of copper(II) complexes of ligands containing side chain imidazole rings, XI International Symposium on Inorganic Biochemistry, Kudowa Zdrój, Poland, 4-8 Sept, 2010, abstract book, p. 39 (L-37), 2010
Timári Sarolta, Várnagy Katalin: Oldalláncban imidazolgyűrűt tartalmazó ligandumok Cu(II)-komplexeinek szerkezeti és redoxi sajátságai, MKE. I. Nemzeti Konferencia, Sopron, Hungary, Május 22-25, abstract book, Kx-O-3, p. 161, 2011
Várnagy Katalin: Több donorcsoportot tartalmazó aminosav- és peptidszármazékok koordinációs viszonyai, MKE. I. Nemzeti Konferencia, Sopron, Hungary, Május 22-25, abstract book, E-0-16, p. 62, 2011
K. Várnagy: Coordination ability of amino acid and peptide derivatives containing various donor atoms, 4th European Conference on Chemistry for Life Sciences, Budapest, Hungary, Aug. 31-Sept. 3, abstract book, p. 113, 2011
S. Timári, K. Várnagy: Copper(II) complexes as models of the active centre of the Cu,Zn-SOD enzyme, 11th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry Barcelona, Spain, 2-5. Dec, 2011 Book of abstract, p. 135., 2011
K. Várnagy, S. Timári, G. Csire, N. Lihi: Coordination and redox properties of copper(II) and iron(II/III) complexes of bis(imidazol-2-yl) ligands, 11th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry Barcelona, Spain, 2-5. Dec, 2011 Book of abstract, p. 147., 2011
Katalin Várnagy, Sarolta Timári, Dóra Serfőző, József Asztalos, Mariann Kiss: Coordination ability of small multihistidine peptides, Internation Symposium on Metal Complexes Lisbon, Portugal, 18-22. June, 2012 Book of abstract, p. 167-168., 2012
Sarolta Timári, Katalin Várnagy: Copper(II) complexes of histidine containing peptides as models of the Cu,Zn-SOD enzyme, Internation Symposium on Metal Complexes Lisbon, Portugal, 18-22. June, 2012 Book of abstract, p. 364-365., 2012
Sarolta Timári, Katalin Várnagy: Copper(II) complexes of imidazole containing ligands as models of the Cu,Zn-SOD enzyme, 11th European Biological Inorganic Chemistry Conference Granada, Spain, 12-16. September, 2012 Book of abstract, p. 349., 2012
Várnagy Katalin: Több donorcsoportot tartalmazó aminosav- és peptidszármazékok koordinációs viszonyai, 46. Komplexkémiai Kollokvium, Mátrafüred, 2012. május 21-23. abstract book, 2012
Lihi Norbert, Várnagy Katalin: Különböző [O,N] donorcsoportokat tartalmazó ligandumok, mint potenciális vasmegkötők, 46. Komplexkémiai Kollokvium, Mátrafüred, 2012. május 21-23, abstract book, 2012
K. Várnagy, G. Csire, S. Timári: Copper(II) complexes of peptide derivatives containing imidazole side chains, as models of Cu,Zn-SOD enzyme, ISMEC 2013, June 16th – 20th 2013 – Burgos (Spain), 2013
S. Timári: Structural variety and electrochemical properties of the copper(II) complexes of multihistidine peptides, XII International Symposium on Inorganic Biochemistry Collaboration and Beyond 28 August - 1 September 2013 Wrocław, Poland, 2013
Á. Dávid , K. Várnagy , C. Kállay , D. Sanna, I. Sóvágó: Binding sites of rat amylin fragments, XII International Symposium on Inorganic Biochemistry Collaboration and Beyond 28 August - 1 September 2013 Wrocław, Poland, 2013
N. Lihi, K. Várnagy: Ligands containing [O,N]-donor groups as potencial iron chelators, XII International Symposium on Inorganic Biochemistry Collaboration and Beyond 28 August - 1 September 2013 Wrocław, Poland, 2013
S. Timári, I. Turi, K. Várnagy, I. Sóvágó: Metal bindig properties of prion protein mutant peptides, XII International Symposium on Inorganic Biochemistry Collaboration and Beyond 28 August - 1 September 2013 Wrocław, Poland, 2013




 

Events of the project

  
2012-08-02 11:45:23
Résztvevők változása



Back »