Minimalni umjetni enzimi: Proširenje primjene "posredne indukcije" na nove supstrate i nove asimetrične reakcije

Datum početka projekta
01.06.2015.
Datum kraja projekta
31.05.2019.
Status
Aktivan
Kategorija projekta
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Ugovoreni iznos financiranja
785000 HRK
Šifra projekta
IP-2014-09-1461

Svrha ovog projekta je razvoj kiralnih katalizatora prijelaznih metala s posebnim naglaskom na inspiraciju iz prirode. Predložena je struktura beta-okreta kao ključno obilježje kiralnih katalizatora koji oponašaju umjetne enzime s minimalnom, ali fukcionalnom kiralnom vanjskom koordinacijskom sferom. Ovi minimalni umjetni enzimi mogli bi naći primjenu u asimetričnoj sintezi lijekova ili međuprodukata lijekova proizvedenih u farmaceutskoj industriji.

U asimetričnoj katalizi opće je prihvaćeno da kiralna informacija mora biti prisutna što bliže koordinacijskoj sferi katalitičkog metala. Mi propitujemo ovo važno načelo i koristimo katalitički metalni centar koji je samo prokiralan. Kiralna informacija se prenosi "posrednom indukcijom" putem vodikovih veza udaljenih aminokiselina koje predstavljaju vanjsku koordinacijsku sferu. Preliminarni rezultati snažno podržavaju izvodljivost projekta, jer pokazuju da jednostavni biokonjugati monodentatnih trifenilfosfanskih liganada mogu tvoriti supramolekulske L2M komplekse s Rh(I) koji selektivno kataliziraju modelnu reakciju asimetričnog hidrogeniranja sa značajnim utjecajem redosljeda udaljenih aminokiselina na selektivnost [Kirin i Kokan, RSC Adv. 2012, Eur. J. Org. Chem. 2013 i Organometallics 2014; e.v. do 84 %].

U okviru ovog projekta, predloženo je značajno proširenje uključujući (i) upotrebu novih biokonjugata liganada s fosfornim ili dušikovim donorskim atomom, (i) upotrebu novih supstrata te (iii) upotrebu drugih prijelaznih metala za različite asimetrične reakcije, kao što su Ru(II)-katalizirano hidrogeniranje, Pd(II)-katalizirana alkilacija i Ln(III)-katalizirana sililcijanacija.

Glavni istraživač / voditelj

Srećko Kirin, dr. sc.

viši znanstveni suradnik +385 1 457 1367

Ostali suradnici
  • Saša Opačak, doktorand
  • Natalija Pantalon Juraj, doktorandica
  • Dr. sc. Zoran Kokan, postdoktorand
  • Dr. sc. Berislav Perić, istraživač
  • Dr. sc. Goran Miletić, istraživač
  • Dr. sc. Zoran Glasovac, istraživač
  • Dr. sc. Dražen Vikić-Topić, istraživač
  • Dr. sc. Ivo Piantanida, istraživač
  • Ernest Sanders, tehničar
Napomena

REZULTATI

Znanstveni radovi:

03. Zoran Kokan, Berislav Perić, Goran Kovačević, Anamaria Brozovic, Nils Metzler-Nolte, Srećko I. Kirin*: "Cis- vs. trans- square-planar palladium(II) and platinum(II) complexes with triphenylphosphine amino acid bioconjugates", Eur. J. Inorg. Chem. 2017, 3929-3937; doi: 10.1002/ejic.201700679, [IF2016 = 2.4].

02. Zoran Kokan,* Berislav Perić, Mario Vazdar, Željko Marinić, Dražen Vikić-Topić, Ernest Meštrović, Srećko I. Kirin*: "Metal-induced supramolecular chirality inversion of small self-assembled molecules in solution", Chem. Commun. 2017, 53, 1945-1948; doi: 10.1039/c6cc09203a, [IF2016 = 6.3]. Stražnja naslovnica časopisa: Chem. Commun. 2017, 53, 2069. Doi: 10.1039/c7cc90054f; sažeti prikaz: IRB web.

01. Đani Škalamera, Ernest Sanders, Robert Vianello, Aleksandra Maršavelski, Andrej Pevec, Iztok Turel, Srećko I. Kirin*: "Synthesis and characterization of ML and ML2 metal complexes with amino acid substituted bis(2-picolyl)amine ligands", Dalton Trans. 2016, 45, 2845-2858. Doi: 10.1039/c5dt03387j, [IF2016 = 4.0]. Stražnja naslovnica časopisa: Dalton Trans. 2016, 45, 3184. doi: 10.1039/c6dt90035f; sažeti prikaz: IRB web.

Javna predavanja:

14. Pavleta Tzvetkova, Karlsruhe Institute of Technology, Njemačka: "NMR spectroscopic approaches for solving structural problems", Kolokvij Zavoda za Organsku kemiju i biokemiju Instituta Ruđer Bošković i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 07.09.2017.; pozvano predavanje gosta (su-organizator: Leo Frkanec).

13. Jose M. Lassaletta, Institute for Chemical Research, Sevilla, Španjolska: "Atroposelective Synthesis of Axially Chiral Heterobidantate N/X (X = P, N, olefin) Ligands", Kolokvij Zavoda za Organsku kemiju i biokemiju Instituta Ruđer Bošković i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 02.05.2017.; pozvano predavanje gosta (su-organizatori: Davor Margetić i Matija Gredičak).

12. Rosario Fernandez, University of Seville, Španjolska: "Hydrazone-based reagents and ligands: A structural game in asymmetric catalysis", Kolokvij Zavoda za Organsku kemiju i biokemiju Instituta Ruđer Bošković i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 02.05.2017.; pozvano predavanje gosta (su-organizatori: Davor Margetić i Matija Gredičak).

11. Srećko Kirin: "Minimalni umjetni enzimi", Kolokvij Hrvatskog kemijskog društva, podružnica za Istru, Kvarner, Primorje, Gorski kotar i Liku, Rijeka i Sveučilište u Rijeci, Odjel za biotehnologiju, 21.03.2017.; pozvano predavanje.

10. Zoran Kokan: "Supramolekulska kiralnost nekovalentnih molekulskih asocijata", Kolokvij Zavoda za Organsku kemiju i biokemiju Instituta Ruđer Bošković i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 06.03.2017.

09. Srećko Kirin: "Minimalni umjetni enzimi", Seminar Zavoda za kemiju materijala, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 17.02.2017.

08. Helena Kaper, Saint-Gobain, Courthezon, Francuska: "Oxygen ion conductors in catalysis", predavanje Centra izvrsnosti za napredne materijale i senzore, Institut Ruđer Bošković, 03.11.2016., pozvano predavanje gosta (su-organizator: Goran Štefanić).

07. Thomas Gloge, Karlsruhe Institute of Technology, Njemačka: "Partial Alignment, Molecular Dynamics & more: Towards Structural Elucidation via Anisotropic NMR", Kolokvij Sekcije za teorijsku i računalnu kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, 20.09.2016.; pozvano predavanje gosta (su-organizator: Leo Frkanec).

06. Ulrich Sternberg, Karlsruhe Institute of Technology, Njemačka: "The Calculation of Molecular Properties using the Bond Polarization Theory (BPT) - Basics and Applications", Kolokvij Sekcije za teorijsku i računalnu kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, 13.09.2016.; pozvano predavanje gosta (su-organizator: Leo Frkanec).

05. Tomislav Rovis, Department of Chemistry, Colorado State University, SAD: "Rh(III) Catalysis for C-H Activation", 123. Kolokvij Zavoda za Organsku kemiju i biokemiju Instituta Ruđer Bošković i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 25.05.2016.; pozvano predavanje gosta. 

04. Iztok Turel, Faculty of Chemistry and Chemical Technology, University of Ljubljana, Slovenija: "Interactions of metal ions with biologically active ligands. Selected examples", 119. Kolokvij Zavoda za Organsku kemiju i biokemiju Instituta Ruđer Bošković i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 16.11.2015.; pozvano predavanje gosta.

03. Srećko Kirin: "Minimalni umjetni enzimi: Primjena "posredne indukcije" kiralnosti u asimetričnoj katalizi", Kolokvij Hrvatskog kemijskog društva, Podružnica za Slavoniju-Osijek, Odjel za kemiju, Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera, Osijek, 19.06.2015., pozvano predavanje.

02. Srećko Kirin: "Kiralnost molekula: Život s druge strane ogledala", Otvoreni dan Instituta Ruđer Bošković: "Misija IRB-a 2015: Potraga za jezgrom", Zagreb, 13.06.2015., popularizacijsko predavanje.

01. You-Nian Liu, College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha, Kina: "In situ observation of pores on lipid bilayer membrane formed via interaction of β-amyloid and the membrane", Seminar Zavoda za kemiju materijala, Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 10.06.2015.; pozvano predavanje gosta.

Sudjelovanje na skupovima:

21. Leo Frkanec, Janja Makarević, Tihomir Pospišil, Zoran Kokan, Berislav Perić, Srećko I. Kirin: "Self-Assembled bis(amino acid)-2,6- and 1,4-naphthalene amide gelators as a scaffolds for fluorescence resonance energy transfer (FRET)", SysChem 2017, COST Action CM1307, Sopron, Mađarska, 11.-15.09.2017., Program and Book of Abstracts, str. 19, usmeno priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=894247]

20. Zoran Glasovac, Zoran Kokan, Srećko I. Kirin: "Rationalization of Enantioselectivity Change in Rhodium-catalyzed Hydrogenation Reaction Assessed by DFT Calculations", 20th European Symposium on Organic Chemistry (ESOC 2017), Köln, Njemačka, 02.-06.07.2017.; Programme, CA030, postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=886044]

19. Zoran Kokan, Borislav Kovačević, Pavleta Tzvetkova, Srećko I. Kirin: "Chiral Induction and Hydrogen-Bonded Self-Assembly of Palladium Complexes with Amino Acid Derived Monodentate Phosphine Ligands", International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry, Cambridge, Velika Britanija, 02.-06.07.2017., Book of Abstracts, P59, postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=886060]

18. Berislav Perić, Zoran Kokan, Srećko I. Kirin: "2D Solid state aggregation of chiral zinc acylaminopyridine complexes by aromatic π···π stacking interactions", Solid-State Science & Research Meeting, Zagreb, 28.-30.06.2017.; Book of Abstracts, str. 73, postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=886059]

17. Natalija P. Juraj, Goran Miletić, Robert Vianello, Berislav Perić, Srećko I. Kirin: "Hexacoordinated transition metal bpa and imda complexes: X-ray single crystal and computational studies", Solid-State Science & Research Meeting, Zagreb, 28.-30.06.2017.; Book of Abstracts, str. 85, postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=886056]

16. Srećko I. Kirin: "Self-assembly of palladium complexes with amino acid derived monodentate phosphine ligands", CM1402 Crystallize COST Annual meeting, Lincoln, Velika Britanija, 26.-27.06.2017.; usmeno priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=886062]

15. Natalija P. Juraj, Neven Smrečki, Zora Popovic, Berislav Perić, Srećko I. Kirin: "Stereochemistry of hexacoordinated transition metal complexes with iminodiacetamide ligands", 25. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Poreč, 19.-22.04.2017., Knjiga sažetaka, str. 144; postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=873122]

14. Saša Opačak, Zoran Kokan, Zoran Štefanić, Berislav Perić, Srećko I. Kirin: "Application of new chiral phospine Rh(I) complexes in enantioselective catalytic hydrogenation reactions ", 25. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Poreč, 19.-22.04.2017., Knjiga sažetaka, str. 143; postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=873108]

13. Srećko I. Kirin: "Minimalni umjetni enzimi: Primjena "posredne indukcije" u asimetricnoj katalizi", 25. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Poreč, 19.-22.04.2017., Knjiga sažetaka, str. 35; pozvano predavanje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=873090]

12. Srećko I. Kirin: "Supramolecular Chirality Inversion of Small Molecule Assemblies", CM1402 Crystallize COST meeting, St Julians, Malta, 02.-04.11.2016.; usmeno priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=843218]

11. Margareta Pernar, Zoran Kokan, Marija Matković, Ivo Piantanida, Denis Polančec, Iztok Turel, Srećko I. Kirin, Anamaria Brozovic: "Organometallic ruthenium complexes with triphenylphosphane amino acid bioconjugates as possible anticancer compounds", HDIR-4: "From Bench to Clinic" - The 4th Meeting with International Participation, 03.-04.11.2016., Zagreb; Libri oncologici, p. 47; postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=843066]

10. Berislav Perić, Zoran Kokan, Srećko I. Kirin: "Palladium and Platinum Phosphine Bio-conjugates", International Conference on Coordination Chemistry, Brest, Francuska, 03.-08.07.2016., Poster Presentations Abstract Book, p. 372; postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=825746]

09. Srećko I. Kirin: "Minimal artificial enzymes: development of a new class of chiral catalysts for asymmetric reactions", 7th Annual Global Congress of Catalysis 2016 (GCC-2016), Goyang City (Seoul), Južna Koreja, 30.06.-02.07.2016.; Conference Abstract Book, p. 79; usmeno priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=825739]

08. Zoran Kokan, Saša Opačak, Srećko I. Kirin: "Chiral Induction of Novel Ferrocene-Phosphine Ligands in Enantioselective Hydrogenation", 7th Annual Global Congress of Catalysis 2016 (GCC-2016), Goyang City (Seoul), Južna Koreja, 30.06.-02.07.2016.; Conference Abstract Book, p. 152; postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=825854]

07. Zoran Kokan, Anamaria Brozovic, Ivo Piantanida, Iztok Turel, Srećko I. Kirin: "Organometallic ruthenium complexes with triphenylphosphane amino acid bioconjugates: Catalytic and biological properties", 4th Whole Action Meeting of the COST Action CM1105 and 3rd International Symposium on Functional Metal Complexes that Bind to Biomolecules, Palma de Mallorca (Balearic Islands), Španjolska, 28.04.-29.04.2016., Book of Abstracts, str. 84 (P-26); postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=819092]

06Srecko I. Kirin: Secondary structures of artificial pseudo-peptides in the design of new catalysts and new materials, Annual CM1402 Crystallize COST meeting, Coimbra, Portugal, 06.-08.04.2016.; usmeno priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=819099]

05Zoran Kokan, Berislav Perić, Mario Vazdar, Edislav Leksić, Ernest Meštrović, Srećko I. Kirin: Aminopyridine bioconjugates in solution and solid-state, XI. Susret mladih kemijskih inženjera, Zagreb, 18.-19.02.2016., Knjiga sažetaka, str. 143 (P-26); postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=801980]

04. Zoran Kokan, Sunčica Roca, Dražen Vikić-Topić, Berislav Perić, Srećko I. Kirin: "Supramolecular dimers of pyridine amino acid ligands and their ZnL2 complexes", COST CM1105 W3 Meeting, Varšava, Poljska, 01.09.-02.09.2015.; usmeno priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=819101]

03. Zoran Kokan, Srećko I. Kirin: "Chiral supramolecular induction in palladium complexes of triphenylphosphane amino acid bioconjugates", COST CM1105 W3 Meeting, Varšava, Poljska, 01.09.-02.09.2015., postersko priopćenje. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=818962]

02Zoran Kokan, Berislav Perić, Janja Makarević, Goran Štefanić, Leo Frkanec, Srećko I. Kirin: "Crystal and gelation properties of naphthalene bioconjugates", 29th European Crystallographic Meeting, Rovinj, 23.08.-28.08.2015.; Book of Abstracts, MS31-P2, postersko priopćenje. Proceedings of 29th ECS;ActaCrystallogr. 2015, A71, s450-s451. [http://bib.irb.hr/prikazi-rad?&rad=775321]

01Srećko I. Kirin: 18th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis OMCOS 18, Barcelona, Španjolska, 28.06.-02.07.2015.

Sudjelovanje u obrazovnom TV programu:

02. Zoran Kokan, Saša Opačak, Natalija P. Juraj, Srećko Kirin: Supramolekulska kiralnost, "Znanstveni krugovi", HRT1, 17.03.2017. [http://www.presscut.hr/VIDEOCLIP/VIDEOClip_2789771.WMV]

01. Zoran Kokan: Kiralne molekule, "Treći element" S3E22, HRT3, 24.03.2016. [http://www.presscut.hr/VIDEOCLIP/VIDEOClip_2402111.WMV], [https://www.youtube.com/watch?v=Me63o-aZIqg]