ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την σύνθεση μέσω βιοκατάλυσης χειρόμορφων μορίων τα οποία χρησιμοποιούνται ως φάρμακά ή ενδιάμεσα φαρμάκων. Οι βιολογικοί στόχοι που πρέπει να αλληλοεπιδράσουν με τα φάρμακα είναι συνήθως χειρόμορφοι. Τα εναντιομερή μιας ένωσης έχουν ίδιες φυσικοχημικές ιδιότητες και αντιδρούν πανομοιότυπα με μη χειρόμορφα μόρια. Διαφέρουν όμως στον τρόπο που αλληλοεπιδρούν με άλλα χειρόμορφα μόρια, επίσης διαφέρουν στην κατεύθυνση που στρέφουν το πολωμένο φως.
Η παρασκευή ενός εναντιομερούς επιτυγχάνεται μέσω της ασύμμετρής σύνθεσης όπου μια αλληλουχία αντιδράσεων δημιουργεί επιλεκτικά ένα νέο χειρομορφικό στοιχείο με συγκεκριμένη διάταξη των υποκαταστατών στο χώρο.
Τα ένζυμα είναι χειρόμορφα μόρια και έχουν την ιδιότητα να διακρίνουν τα δύο εναντιομερή ενός υποστρώματος, αυτό τα καθιστά πολύτιμους καταλύτες και σημαντικά εργαλεία στην ασύμμετρη σύνθεση. Η ασύμμετρη σύνθεση μέσω βιοκατάλυσης έχει πολλά πλεονεκτήματα διότι σε ήπιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας μπορεί να προσφέρει, πολύ σύντομα μεγάλες ποσότητες χειρόμορφων μορίων, με αρκετά χαμηλό κόστος.
Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας αυτής αναπτύσσεται, η δομή, οι ιδιότητες και διαμόρφωση των πρωτεϊνών στο χώρο, μιας και τα ένζυμα ανήκουν στην οικογένεια των πρωτεϊνών. Αναφέρονται οι παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα των ενζυμικών αντιδράσεων. Τέλος, γίνεται αναφορά στα χαρακτηριστικά και τα είδη των διαφόρων ενζύμων.
Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στην στερεοχημεία και τους μηχανισμούς των οργανικών αντιδράσεων. Δίνεται βαρύτητα στης στερεοχημεία του άνθρακα καθώς και στις διάφορες μορφές ισομέρειας των οργανικών μορίων. Αναφορά γίνεται στους διάφορους τρόπους απεικόνισης των χειρόμορφων μορίων.
Στο τρίτο κεφάλαιο αυτής της εργασίας καταγράφεται η ασύμμετρη σύνθεση χειρόμορφων φαρμάκων και ενδιάμεσων με την μέθοδο της βιοκατάλυσης. Τα φάρμακα αυτά και τα ενδιάμεσα φαρμάκων είναι νέας γενιάς. Τα περισσότερα από αυτά είναι πολύ αποτελεσματικά φάρμακα και έχουν λιγότερες παρενέργειες. Έχουν έρθει για να καλύψουν κενά στα θεραπευτικά πρωτόκολλα σοβαρών ασθενειών. Είναι αντιϊκα (συμπεριλαμβάνονται και φάρμακα κατά του HIV), αντικαρκινικά, αντιδιαβητικά, αντικαταθλιπτικά, αντιφλεγμονώδη, αντιυπερτασικά, φάρμακα κατά της χοληστερόλης και του Αλτσχαϊμερ.
ABSTRACT
The present graduation dissertation deals with the synthesis by biocatalyzing chiral molecules which are used as drugs or drug intermediates. Biological targets that should interact with drugs are usually chiral. The enantiomers of a compound have the same physicochemical properties and react identically with non-chiral molecules. However, they differ in how they interact with other chiral molecules and also differ in the direction they turn the polarized light.
The preparation of an enantiomer is accomplished by the asymmetric synthesis wherein a sequence of reactions selectively generates a new chiral element with a particular arrangement of substituents in space.
Enzymes are chiral molecules and have the characteristic of distinguishing the two enantiomers of a substrate, making them valuable catalysts and important tools in asymmetric synthesis. The asymmetric synthesis by biocatalyzing has many advantages since it can very quickly provide large quantities of chiral molecules under mild pressure and temperature conditions, at a fairly low cost.
In the first chapter of this dissertation, the structure, the properties and the shaping of proteins in space are developed, since enzymes belong to the family of proteins. The factors that influence the rate of enzyme reactions are reported. Finally, reference is made to the characteristics and types of various enzymes.
The second chapter refers to stereochemistry and mechanisms of organic reactions. Emphasis is given to carbon stereochemistry as well as to two-dimensional forms of isomerism of organic molecules. Reference is made to the various ways of imaging the chiral molecules.
In the third chapter of this dissertation the asymmetric synthesis of chiral drugs and intermediates by the biocatalytic method is described. These drugs and drug intermediates are new generation medicines. Most of these are very effective and have fewer side effects. They have come to fill gaps in healing protocols of serious illnesses. They are antivirals (including anti-HIV drugs), Anticancer, Antidiabetic, Antianxiety, Antiinfective, Antihypertensive, Anticholesterol and Anti-Alzheimer’s drugs.
ABSTRACT
The present graduation dissertation deals with the synthesis by biocatalyzing chiral molecules which are used as drugs or drug intermediates. Biological targets that should interact with drugs are usually chiral. The enantiomers of a compound have the same physicochemical properties and react identically with non-chiral molecules. However, they differ in how they interact with other chiral molecules and also differ in the direction they turn the polarized light.
The preparation of an enantiomer is accomplished by the asymmetric synthesis wherein a sequence of reactions selectively generates a new chiral element with a particular arrangement of substituents in space.
Enzymes are chiral molecules and have the characteristic of distinguishing the two enantiomers of a substrate, making them valuable catalysts and important tools in asymmetric synthesis. The asymmetric synthesis by biocatalyzing has many advantages since it can very quickly provide large quantities of chiral molecules under mild pressure and temperature conditions, at a fairly low cost.
In the first chapter of this dissertation, the structure, the properties and the shaping of proteins in space are developed, since enzymes belong to the family of proteins. The factors that influence the rate of enzyme reactions are reported. Finally, reference is made to the characteristics and types of various enzymes.
The second chapter refers to stereochemistry and mechanisms of organic reactions. Emphasis is given to carbon stereochemistry as well as to two-dimensional forms of isomerism of organic molecules. Reference is made to the various ways of imaging the chiral molecules.
In the third chapter of this dissertation the asymmetric synthesis of chiral drugs and intermediates by the biocatalytic method is described. These drugs and drug intermediates are new generation medicines. Most of these are very effective and have fewer side effects. They have come to fill gaps in healing protocols of serious illnesses. They are antivirals (including anti-HIV drugs), Anticancer, Antidiabetic, Antianxiety, Antiinfective, Antihypertensive, Anticholesterol and Anti-Alzheimer’s drugs.
Στοχευμένη ενζυμική σύνθεση, χειρόμορφων μορίων, που δρουν ως φάρμακα ή ενδιάμεσα φαρμάκων.