Kvantno-kemijski dizajn, priprava i biološka svojstva organometalnih derivata nukleobaza – OrDeN

Voditelj projekta: Valerije Vrček, Farmaceutsko-biokemijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Trajanje: 1. 3. 2017. – 28. 2. 2021.

Vrijednost financiranja: 937.000,00 HRK

Sažetak

Organometalni derivati nukleobaza (OrDeN-i) nova su generacija konjugata u kojima su povezani metaloceni s temeljnim supstrukturnim elementima nasljeđivanja. Zbog elektrofornih i bioaktivnih svojstava OrDeN-i nalaze primjenu u (bio)analitičkoj i medicinskoj kemiji. Priprava OrDeN-a se temelji na sintetskoj kopulaciji organometalnog dijela i heterocikličke baze koristeći razne vrste mostova. Izbor fragmenata uglavnom je vođen pristupom što veće raznolikosti strukturnih motiva. U okviru ovog projekta strukturne modifikacije OrDeN-a bit će usmjerene prema pripravi derivata s izraženim elektrokemijskim i biološkim svojstvima. Eksperimentalnom dijelu istraživanja prethodit će opsežni kvantno-kemijski izračuni. Metodama teorije funkcionala gustoće (DFT metode) moguće je predvidjeti kemijska svojstva OrDeN-a, poput reaktivnosti/stabilnosti, redukcijskog potencijala, supstitucijskih i solvatacijskih efekata. Ti parametri mogu poslužiti za dizajn OrDeN-a s poboljšanim biološkim svojstvima. Koristit će se one DFT metode koje se tijekom sustavne procjene teorijskih modela (benchmarking) pokažu optimalnim u opisu bioorganometalnih modela za koje postoje eksperimentalni podaci. Novi strukturni elementi OrDeN-a uključuju funkcionalni most, niz homoanularnih supstituenata, odabrane parove metalocena i nukleobaza, te bis-adukte. Novi most (linker) koji povezuje dva osnovna dijela OrDeN-a je karbonilna skupina i njezini reducirani oblici, hidroksilna i metilenska skupina. Elektronska komunikacija metalocena i nukleobaze ovisit će, dakle, o oksidacijskom stanju i hibridizaciji funkcionalnog mosta, a podešavat će se uvođenjem odabranih supstituenata na ciklopentadienilni prsten. Usporedba kvantno-kemijskih procjena s elektrokemijskim/ biološkim profilima pripravljenih modela upotrijebit će se u (re)dizajnu parova metalocena i nukleobaza, te ciljanih bis-adukata OrDeN-a.