ビタミンB12のコバルト中心のニッケルによる置換-金属を含まないB12-リガンドHydrogenobalaminとHydrogenobyric Acidから調製されたニバラミンとニ酪酸

Replacement of the Cobalt-Center of Vitamin B12 by Nickel - Nibalamin and Nibyric Acid Prepared from Metal-Free B12-Ligands Hydrogenobalamin and Hydrogenobyric Acid.

• Christoph Kieninger
• Klaus Wurst
• Maren Podewitz
• Maria Stanley
• Evelyne Deery
• Anrew Lawrence
• Klaus R Liedl
• Martin J Warren
• Bernhard Kräutler

抄録

コバラミン(Cbl)のコバルト中心をNi(II)で(形式的に)置換すると、ニバラミン(Nibl)という新しいタイプのビタミンB12の遷移金属アナログが生成される。ここでは、Ni(II)イオンを水素酸(Hby)から調製した完全な金属を含まないB12リガンドである水素バラミン(Hbl)に組み込むことによって合成されたNiblについて述べる。関連するNi(II)-コリンニビル酸(Niby)は、金属を含まないコビン酸配位子Hbyから同様に合成された。Hblの溶液構造、及びNi-コリンNibyとNiblの溶液構造を、ヘテロ核NMRを含む詳細な分光学的研究によって特徴づけた。金属を含まないコリンHblは、Hbyで発見されたように、コリン配位子のN2とN4に結合した2つの内部プロトンを特徴としていた。Nibyの単結晶のX線分析から、天然のコリン配位子のNi(II)イオンへの構造適応とコリン結合時のNi(II)の配位挙動の両方についての詳細な知見が得られた。磁性d8金属コリンNibyとNibl、及びそれに対応するCo(I)コリンは、DFT計算されたモデルから密接に等方構造であることが推論された。Niblは4配位ベースオフCblsの特異的な新しい構造模倣体であり、そのような中間体を介してその反応を媒介する細菌のアデノシルトランスフェラーゼ(BtuR)の強力な阻害剤として作用する能力によって検証された結論である。

The (formal) replacement of the cobalt-centre in cobalamin (Cbl) by a Ni(II) generates nibalamin (Nibl), a new type of transition metal analogue of vitamin B12. Here, we describe Nibl, synthesized by incorporation of a Ni(II)-ion into the complete metal-free B12-ligand hydrogenobalamin (Hbl), which was prepared from hydrogenobyric acid (Hby). The related Ni(II)-corrin nibyric acid (Niby) was similarly synthesized from Hby, the metal-free cobyric acid ligand. The solution structures of Hbl, as well as of the Ni-corrins Niby and Nibl, were characterized by detailed spectroscopic studies that included heteronuclear NMR. The metal-free corrin Hbl featured two inner protons bound at N2 and at N4 of the corrin ligand, as discovered in Hby. An X-ray analysis of single crystals of Niby provided detailed insights into both the structural adaptation of the natural corrin ligand to Ni(II)-ions and the coordination behavior of Ni(II) when corrin-bound. The diamagnetic d8-metal corrins Niby and Nibl, and corresponding iso-electronic Co(I)-corrins, were deduced to be closely iso-structural from DFT-calculated models. Nibl represents a specific new structural mimic of 4-coordinate base-off Cbls, a conclusion verified by its ability to act as a strong inhibitor of the bacterial adenosyltransferase (BtuR), which mediates its reaction through such an intermediate.

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