Corso di Laurea Specialistica in Biologia Molecolare Chimica Bioorganica Prova scritta – 11/7/2006 A B E’ a fianco riportata la sintesi di Strecker dell’alanina C 1) Indicate quali sono i reagenti A, B e C, tutte molecole che si suppone fossero abbondanti nell’ambiente prebiotico della Terra primitiva 1’) (opzionale) Scegliete uno dei tre passaggi della sintesi di Strecker e disegnate il meccanismo della reazione 2) Nella sintesi di Strecker, in quale passaggio quello che sarà poi il carbonio α dell’alanina diventa un centro chirale? Indicate se vi aspettate di ottenere un eccesso enantiomerico di qualche tipo in questo passaggio oppure una miscela racema, giustificando la risposta in base al meccanismo della reazione 3) La struttura ionica dell’alanina, così come è disegnata nella figura soprastante, è impossibile. Perché? Disegnate tutte le possibili specie ioniche dell’alanina, indicando genericamente a quale pH (acido, basico, neutro) sono prevalenti. 4) In un articolo sul Journal of Molecular Biology del 2006 (vol.358, pag. 1221 e seguenti), Finger ed altri studiano le interazioni tra due eliche di due proteine diverse all’interno di una membrana biologica. Nel corso di questi studi osservano come la sostituzione di una glicina (R = -H) con una serina (R = -CH2OH) destabilizzi queste interazioni di 0.3 Kcal/mol, mentre la sostituzione della stessa glicina con un’alanina destabilizzi le interazioni tra le eliche di ben 1.2 Kcal/mol. Sulla base di questo esperimento gli autori concludono che l’alanina dà solo una forte interazione intermolecolare destabilizzante, mentre con la serina questa interazione destabilizzante esiste, ma è quasi controbilanciata da una interazione stabilizzante. Ipotizzate quali potrebbero essere queste due interazioni in base alle catene laterali degli amminoacidi coinvolti. I fruttani sono polimeri del fruttosio presenti in tutti i vegetali, in cui le unità di D-fruttosio, in forma furanosidica, sono generalmente legate tra loro mediante legame glicosidico β(2>1) 5) Disegnate la generica struttura di un fruttano, sapendo che il D-fruttosio è il chetoesoso con i centri chirali aventi la stessa configurazione del D-glucosio 6) Quali sono le tutte le possibili strutture che assume il D-fruttosio libero in soluzione? Qual è quella prevalente? 7 ) Il D-fruttosio libero, nonostante che sia un chetoso, è reattivo ai saggi per gli zuccheri riducenti, che richiedono la presenza del gruppo aldeidico. Spiegate in quali condizioni avviene la reazione di riarrangiamento che trasforma il D-fruttosio in un aldoso, in quali aldosi si trasforma e (7’-opzionale) scrivete il meccanismo della reazione. La thiotepa è un potente agente anticancro che esplica la sua azione tramite l’alchilazione del DNA Il meccanismo con cui reagisce questa molecola è rappresentato nella figura a fianco, con un nucleofilo generico Nu che rappresenta una base del DNA: S S N P N N P N N N u N + N u 8) Qual è la base del DNA più sensibile a processi di alchilazione? Su quale/i atomi? 9) Quali sono gli effetti di un’alchilazione sul DNA e perché secondo voi agenti alchilanti, ed in generale molecole in grado di danneggiare il DNA, possono essere usati come agenti anticancro? 10) La Ciclofosfammide è un farmaco anticancro che agisce con un meccanismo praticamente identico alla Thiotepa, ma è più efficace perché più reattiva con il DNA. La specie reattiva con il DNA non è direttamente la Ciclofosfammide, ma un suo derivato. Cl H N + O P R N O Derivato reattivo In base al meccanismo della reazione come è rappresentato sopra, e considerando la struttura del derivato reattivo, perché secondo voi la Ciclofosfammide è un farmaco più efficace della Thiotepa? 10’) (opzionale) Scrivete il meccanismo che porta dalla ciclofosfammide alla specie reattiva con il DNA.