Totální syntéza [15N4] cytokininů a jejich využití

Mgr. Jan BUČEK

Advanced ('rigorózní') thesis

Anotácia:

Rostlinné hormony cytokininy (CK), jejich metabolity a deriváty jsou jedny z esenciálních molekul ovlivňující celou řadu fyzilogických procesů rostlin jako je buněčné dělení, rostlinný růst a vývoj. Jejich stanovení a kvantifikace je náročné díky velmi malým konecntracím a komplikované rostlinné matrici. Z toho důvody je použití stabilně značených analogů nezbytné pro kvantifikaci, metabolické profilovaní a sledování biosyntetických drah. Tato práce představuje totální syntézu jedenácti [15N]-zančených C6-purinových derivátů, z toho pěti aromatických (4, 5, 6, 7, 8) a šesti isopreniodních (9, 10, 11) CK. Největší optimalizace, vzheldem k momentáně dostupným metodám, byla provedena v případě 6-amino-9H-[15N5]-purinu (adenin, 1) and 6-chloro-9H-[15N4]-purinu (6-chloropurin, 3). Poprvé je tak prezentován komplexní postup syntézy isotopově značených CKs z anorganického prekurzoru s vysokými výtěžky a chemickou čistotou. Identita připravených molekul byla v každém kroku ověřena pomocí řady fyzikálně chemických metod (TLC; HRMS; HPLC-MS; 1H, 13C, 15N NMR). Zde popsaný postup je v nepsolední řadě možno aplikovat na přípravu jakýchkoliv [15N4]-značených C6-substituovaných purinových derivátů.

Abstract:

Cytokinins (CKs) and their metabolites and derivatives are essential for cell division, plant growth regulation and development. They are typically found at minute concentrations in plant tissues containing very complicated biological matrices. Therefore, defined standards labelled with stable isotopes are required for precise metabolic profiling and quantification of CKs, as well as in vivo elucidation of CK biosynthesis in various plant species. In this work, eleven [15N]-labelled C6-purine derivatives were prepared, among them five aromatic (4, 5, 6, 7, 8) and three isoprenoid (9, 10, 11) CKs. Compared to current methods, optimized syntheses of 6-amino-9H-[15N5]-purine (adenine, 1) and 6-chloro-9H-[15N4]-purine (6-chloropurine, 3) were performed to achieve more effective, selective and generally easier approaches. The chemical identity and purity of prepared compounds were confirmed by physico-chemical analyses (TLC; HRMS; HPLC-MS; 1H, 13C, 15N NMR). The presented approach is applicable for the synthesis of any other desired [15N4]-labelled C6-substituted purine derivatives.

Kľúčové slová

cytokininy, [15N4]cytokininy, syntéza, isotopové značení, rostlinné hormony, puriny

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 9. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 10. 2020

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / odbor:
Biology / Experimentální biologie