Взаимодействие кобаламинов и кобинамида с серосодержащими восстановителями, тиоцианатом и моно-сахаридами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Деревеньков, Илья Александрович

• Деревеньков, Илья Александрович
• кандидат химических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат химических наук Деревеньков, Илья Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Свойства кобаламинов и кобинамида

1.1.1 Общая характеристика кобаламинов, кобинамида и кобаламинсодержащих ферментов

1.1.2 Свойства и строение кобаламина(Ш), кобинамида(Ш) и их комплексов

1.1.3 Свойства и строение кобаламина(П), кобинамида(П) и их комплексов

1.1.4 Строение и реакционная способность кобаламина(Г)

1.2 Постановка целей работы. Выбор субстратов

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1.1 Характеристика объектов и методов исследования

2.1.2 Расчет констант равновесия

2.1.3 Расчеты с использованием метода ББТ

2.2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.2.1 Взаимодействие Со(Ш) и Со(П)-форм кобаламина и кобинамида с восстановителями

2.2.1.1 Взаимодействие цианокобаламина с дитионитом и гидроксиметансульфинатом

2.2.1.2 Взаимодействие гидроксокобаламина с ГМС

2.2.1.3 Взаимодействие кобинамида с ГМС

2.2.1.5 Взаимодействие гидроксокобаламина с глюкозой

2.2.1.6 Взаимодействие аквагидроксокобинамида(Ш) и кобинамида(П) с глюкозой и фруктозой

2.2.1.7 Сравнение механизмов восстановления форм кобаламина и кобинамида

2.2.2 Взаимодействие кобаламина и кобинамида с тиоцианатом

2.2.2.1 Взаимодействие Со(Ш) кобаламина и кобинамида с тиоцианатом

2.2.2.2 Взаимодействие Со(П) кобаламина и кобинамида с тиоцианатом

2.2.3.3 ББТ расчеты

2.2.3 Взаимодействие кобаламина и кобинамида с тиосульфатом

2.2.3.1 Взаимодействие Со(Ш) и Со(П)-форм кобинамида с тиосульфатом

2.2.3.2 Взаимодействие Со(1) кобаламина и кобинамида с тиосульфатом и продуктами его восстановления

2.2.3.2.1 Восстановление тиосульфата Со(1) кобаламином и кобинамидом

2.2.3.2.2 Взаимодействие Со(1) кобаламина и кобинамида с сульфитом

2.2.3.2.3 Взаимодействие Со(1) кобаламина и кобинамида с дитионитом

2.2.3.2.4 Сравнение реакционной способности кобаламина(Г) и других

высоковосстановленных тетрапиррольных комплексов кобальта

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Взаимодействие кобаламинов и кобинамида с серосодержащими восстановителями, тиоцианатом и моно-сахаридами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Кобаламины (СЫ, витамин В12) являются одной из наиболее распространенных в природе групп металлсодержащих кофакторов. Перенос метальной группы, изомеризация углеродного скелета, удаление амино-и гидроксогрупп, дегалогенирование органических субстратов и некоторые другие химические превращения осуществляются в природе при участии кобаламинсодержащих ферментов [1]. Широкий спектр перечисленных реакций обусловлен уникальным набором свойств каждой из трех форм (Со(Ш), Со(П) или Со(1)) данного комплекса кобальта с коррином: способностью кобаламина(Ш) вступать в реакции замещения лигандов и образовывать ковалентную Со-С связь, высоким сродством Со(П)-формы к свободным радикалам и сверхвысокой нуклеофильностью Со(1)-комплекса ("супернуклеофильностью"). Показано, что СЫ(П) эффективно взаимодействует с супероксидом [2], оксидами азота (II) [3] и (IV), пероксинитритом [4], а СЫ(1) - с пероксинитритом [5], нитритом, нитратом [6]. Таким образом, кобаламин можно рассматривать как эффективное средство борьбы с оксидативным и нитрозативным стрессом [7].

Большое число недавних публикаций посвящено производному кобаламина, не содержащему диметилбензимидазольный нуклеотид, — кобинамиду (СЫ). Отмечено, что эффективность кобинамида как антидота цианида выше, чем у всех других антидотов - гидроксокобаламина, тиосульфата и нитрита [8]. Сравнительное исследование кинетики реакций с участием кобаламина и кобинамида дает возможность определить влияние диметилбензимидазола на реакционную способность корриновых комплексов кобальта. В связи с вышеизложенным определена цель исследования.

Цель работы: установление механизмов реакций циано-, гидроксокобаламинов и дигидроксокобинамида с серосодержащими восстановителями и моносахаридами; Со(Ш) и Со(П)-форм кобаламина и кобинамида с тиоцианатом; тиосульфата, сульфита и дитионита с Со(1)-формами

кобаламина и кобинамида; установление влияния аксиальных лигандов на кинетические характеристики указанных реакций.

Научная новизна. Впервые определены кинетические параметры реакций циано- и гидроксокобаламинов, а также дигидроксокобинамида с гидроксиметансульфинатом натрия (ГМС), дитионитом, сульфоксилатом и моносахаридами. Установлено, что при использовании гидроксиметансульфината в щелочной среде происходит образование супервосстановленных форм кобаламина и кобинамида, а при использовании глюкозы и фруктозы -образование супервосстановленного кобинамида. Показано, что скоростьопределяющей стадией реакции цианокобаламина с восстановителями является стадия отщепления диметилбензимидазола. Изучено взаимодействие Со(Ш) и Со(П)-форм кобаламина и кобинамида с тиоцианатом. Впервые показана возможность образования шестикоординационного тиоцианатного комплекса Со(П)-кобаламина. Впервые установлено, что супервосстановленные кобаламин и кобинамид способны эффективно восстанавливать дитионит, тиосульфат и сульфит. Изучена кинетика реакций с Со(1) комплексов с тиосульфатом, сульфитом и дитионитом, определена стехиометрия реакций, предложены схемы процессов.

Защищаемые научные положения:

- Результаты исследования кинетики реакций циано- и гидроксокобаламинов, дигидроксокобинамида с серосодержащими восстановителями и моносахаридами.

- Механизмы образования Со(П) и Со(1)-форм кобаламинов и кобинамида.

- Механизмы реакций образования тиоцианатных комплексов Со(Ш) и Со(П)-форм кобаламина и кобинамида.

- Результаты исследования кинетики реакций супервосстановленных форм кобаламина и кобинамида с тиосульфатом, сульфитом и дитионитом.

Практическая ценность. Предложены способы получения кобаламина(1) и кобинамида(1) в сильнощелочной среде с использованием гидроксиметансульфината натрия и кобинамида(1) - с использованием глюкозы и фруктозы при тех же условиях. Показано, что тиоцианат замедляет связывание

цианида кобаламином(Ш). В отличие от кобаламина, эффективность связывающего действия кобинамида практически не зависит от присутствия тиоцианата.

Работа выполнена в соответствии с "Основными направлениями научных исследований Ивановского государственного химико-технологического университета по теме "Термодинамика, строение растворов и кинетика жидкофазных реакций", а также в соответствии с научной программой гранта РФФИ 11-03-00132-а "Реакционная способность восстановленных форм тетрапиррольных комплексов кобальта" и гранта Президента РФ МК-1145.2012 "Взаимодействие кобаламина и кобинамида с токсичными ионами".

Вклад автора. Экспериментальные исследования, разработка и подбор оптимальных условий проведения эксперимента проведены лично автором. Общее планирование работы, обработка и обсуждение результатов выполнены под руководством д.х.н., профессора Макарова С.В.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях:

XXV Международная Чугаевская конференция по координационной химии (Суздаль, 2011); XI Международная конференция по физической и координационной химии порфиринов и их аналогов ICPC-11 (Одесса, Украина, 2011); Международная молодежная научная школа "Химия порфиринов и родственных соединений" в рамках фестиваля науки (Иваново, 2012); Debrecen Colloquium on Inorganic Reaction Mechanisms (Debrecen, Hungary, 2013).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 статьях в журналах перечня ВАК и 5 тезисах докладов, опубликованных в трудах научных конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 140 страницах, содержит 4 таблицы, 77 рисунков и состоит из введения, двух глав, выводов, библиографического списка, включающего 168 ссылок на цитируемые литературные источники.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Свойства кобаламинов и кобинамида 1.1.1 Общая характеристика кобаламинов, кобинамида и кобаламинсодержащих ферментов

Химия витамина В12 (цианокобаламина) берет начало с момента его выделения в кристаллическом виде Смитом, Паркером, Фолкерсом и др. в 1948 г. Впоследствии его структура позднее была установлена методом рентгеноструктурного анализа группой Д. Ходжкин в 1956 г [9].

Кобаламины являются распространенными в природе кофакторами различных ферментных систем (Рис. 1) [1,13]. Они являются комплексами иона кобальта, способного принимать степени окисления +3, +2 и +1, с корриновым тетрапирролом (экваториальный лиганд), 5,6-диметилбензимидазольным нуклеотидом (нижний (а) аксиальный лиганд) и различными группами Я (верхний (Р) аксиальный лиганд).

N112

ЫН2

N112

но о \

Рис. 1. Структурная формула кобаламина

К наиболее важным биологическим формам кобаламинов относятся аквакобаламин (R = Н20), метилкобаламин (R = СН3"), аденозилкобаламин (R = Ado), сульфитокобаламин (R = SO3 "), нитритокобаламин (R = N02~), глутатионилкобаламин (R = GS"), нитроксилкобаламин (R = N0") [10,11]. Помимо вышеперечисленных форм, выделенных из тканей млекопитающих, витаминной активностью обладает цианокобаламин (R = CN"), не встречающийся в природе, однако нашедший широкое применение в медицине.

Необходимо подчеркнуть, что в археях и прокариотах кобаламины являются лишь одной из групп кофакторов-корриноидов. Последние, как правило, различаются природой группы, находящейся в нижней позиции комплекса (ДМБИ, 5'-метоксибензимидазол, аденин или п-крезол) [1].

Ферментативные реакции, катализируемые корриноид-зависимыми ферментами, можно разделить на несколько групп [12]:

- перенос метальной группы;

- процессы с участием аденозильного радикала;

- восстановительное дегалогенирование органических субстратов.

Единственным представителем первого класса ферментов, выделенным из клеток млекопитающих, является метионинсинтаза, осуществляющая перенос метальной группы с метилтетрагидрофолата на гомоцистеин [1,13]. Однако в археях и прокариотах список возможных доноров и акцепторов метальной группы более обширен (Рис. 2) [14-19].

сн3

ЯгН

Я2-Н

|+ Н4" -КГ

Я^СНз: метанол;

метиламины; метилтиолы; метилтетрагидрофолат; ароматические О-метильные эфиры.

ЯгСНз

к2-сп3

К2-СН3: гомоцистеин;

кофермент М;

№1+ в ацил-КоА-синтазе;

тетрагидрофолат.

Рис. 2. Каталитический цикл метилтрансфераз

Каталитический цикл переноса метальной группы включает в себя периодическое образование кобаламина(1) и метилкобаламина(Ш) [13]. Ферменты данного класса сильно подвержены окислительной инактивации (инактивация метионинсинтазы происходит приблизительно один раз в 2000 циклов [1]), что обусловлено, прежде всего, высокой реакционной способностью кобаламина(1). Инактивированный фермент, имеющий степень окисления иона кобальта в кобаламине +2, не способен принимать метальную группу от многих субстратов. Реактивация системы в данном случае возможна путем взаимодействия кобаламина(П) с аденозилметионином и редуктазой метионинсинтазы [13,20].

Класс аденозилкобаламинсодержащих ферментов катализирует многочисленные типы химических превращений [1,12]: перегруппировку углеродного скелета (метилмалонил-КоА-мутаза, глутаматмутаза, метиленглутаратмутаза, изобутирил-КоА-мутаза и т.д.), удаление амино- и гидроксогрупп (этаноламинаминолиаза, диолдегидратаза и т.д.), внутримолекулярное перемещение аминогруппы (лизин-5,6-аминомутаза, орнитин-4,5-аминомутаза), восстановление рибонуклеотидтрифосфата. В клетках млекопитающих из данного класса фермента обнаружена только метилмалонил-КоА-мутаза, осуществляющая изомеризацию токсичного метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА [1].

Каталитический цикл данного класса ферментов включает в себя разрыв связи Со(Ш)-А£1о, приводящий к образованию Со(П) и высокореакционноспособного аденозильного радикала, и последующие превращения с участием последнего (Рис. 3). Роль кобаламина(П) в превращениях субстрата точно не установлена. Известно, что расстояние между субстратом и кобаламином(П) в диолдегидратазе и этаноламинаминолиазе достаточно велико для взаимодействия с субстратом, а в метилмалонил-КоА данное расстояние сопоставимо с необходимой для участия металлокомплекса в превращении субстрата [1].

II II II

-с-с- ~—- -с-с- —- -с-с- . нх нх ! х

Аёо-СЫ Ado + СЫ(П) АёоН+СЫ(П)

II II II

-с-с- ^—- -с-с- ^—- -с-с-хн хн х 1

Ado-Cbl Ado* + Cbl(II) AdoH+Cbl(II) Рис. 3. Обобщенный механизм реакций с участием аденозилкобаламина

Связь Co-Ado в аденозилкобаламине, находящемся вне фермента, достаточно стабильна (константа скорости гомолиза составляет 4-10"10 с"1 при 25°С). Однако если аденозилкобаламин находится в составе фермента,

17

происходит увеличение скорости этой связи гомолиза приблизительно в 10 раз [21]. Механизм активации связи Co-Ado является предметом исследования многочисленных работ, но пока это явление не объяснено. Возможные объяснения энзиматической активации гомолиза данной связи включают дестабилизацию Со(Ш)-состояния при вхождении кофактора в белковую оболочку и последующее связывание субстрата, стабилизацию Со(Н)-состояния и радикальных частиц, а также комбинацию процессов стабилизации Со(И) и дестабилизации Co(III) [21,22].

Синтез аденозилкобаламина из кобаламина и АТФ в организме человека катализируется ферментом-аденозилтрансферазой. Данный процесс включает в себя две основные стадии: образование кобаламина (I) и взаимодействие последнего с АТФ. Класс аденозилтрансфераз привлекает исключительный интерес исследователей в последние годы. Это обусловлено тем, что в их структуре экспериментально зафиксирован тетракоординационный кобаламин(П), что позволяет сделать обоснованные выводы о механизме энзиматического образования Со(1) (данный факт подробно рассмотрен далее в работе) [23-25].

Дегалогенирование органических субстратов имеет сходство с реакциями переноса метальной группы. Субстратами в данных реакциях могут выступать тетра- и трихлорэтилены, различные арилгалиды. Продуктами являются ион галогена и соответствующий углеводород. Как правило, кофакторами в данных ферментах являются корриноиды, в которых фрагмент ДМБИ замещен на некоординирующее основание (например, аденин в норпсевдовитамине В12). Лабильный аксиальный лиганд, по всей видимости, позволяет данным ферментным системам легче достигать глубоковосстановленных состояний [12].

Значительное количество публикаций, появившихся в последнее время, посвящено производному кобаламина - кобинамиду (Рис. 4), который является предшественником кобаламина в биосинтезе [26]. В данном соединении, в отличие от кобаламина, отсутствует нуклеотидная часть.

лн2

ын2

ын2

он

Рис. 4. Структурная формула дигидроксокобинамида

Известно, что аквакобаламин является эффективным антидотом цианида [27]. Исследования, проведенные с кобинамидом(Ш), также показали его высокую эффективность как ловушки цианида [28]. Однако лучшие результаты были получены при использовании в качестве антидота комплекса кобинамида(Ш) с сульфитом [29]. В отличие от аквагидроксокобинамида, его внутримышечные инъекции не вызывали пареза, связанного, по-видимому, с взаимодействием с оксидом азота(П) [30], и сорбция вещества тканями в данном случае была значительно выше [8,29]. На сегодняшний день эффективность сульфитокобинамида [8] и смеси сульфитокобинамида с димером 3-меркаптопирувата [31] как антидотов цианида значительно превосходит ту, которая наблюдается при использовании нитрита, тиосульфата, аквакобаламина. Преимущества сульфитокобинамида в данном случае обусловлены его низкой токсичностью, высокой растворимостью в воде (что позволяет вводить меньший объем препарата для детоксикации), наличием в молекуле дополнительного аксиального места для связывания цианида, высокой константой равновесия (константа равновесия для присоединения двух молекул цианида составляет 1022 л2/моль2 [32]) и возможностью внутримышечного введения [8].

Продемонстрирована высокая эффективность кобинамида как вспомогательного средства в случае терапии нитропруссидом (№2[Ре(СК)5Ж)]) гипертензии и сердечнососудистой недостаточности. Главным недостатком данного препарата является присутствие в молекуле пяти ионов цианида, которые могут высвобождаться в ходе выделения N0. Применение кобинамида позволяет снять токсический эффект выделяющегося цианида без влияния на процесс выделения N0 [33].

Высокое сродство кобинамида(Ш) к цианиду позволило разработать хемосенсоры для данного токсиканта на основе производных этого металлокомплекса [34-37]. Наиболее оптимальным в этом случае является использование моноцианокобинамида [38] (константа связывания цианида

о

составляет 10 л/моль [32]) либо аквагидроксокобинамида [35]. Диаквакобинамид как сенсор цианида имеет существенный недостаток: равновесие в системе, содержащей недостаток цианида по сравнению с металлокомплексом, устанавливается продолжительное время [38]. Высокую эффективность в обнаружении цианида проявили также производные кобинамида - метальные эфиры кобириновой кислоты (кобэстеры) [34,36,37].

Известен комплекс кобинамида с оксидом азота (И) (СЫ-Ж)) [39]. СЫ->Ю может быть синтезирован как по прямой реакции кобинамида(П) с N0, так и в ходе двухстадийной реакции кобинамида(Ш) с N0, включающей стадию восстановления СЫ(Ш) до СЫ(П) и последующую координацию N0 [39]. Данное соединение обладает высокой устойчивостью в аэробных условиях в водных растворах, а в физиологических условиях выделяет N0 с периодом полуреакции от 30 минут до одного часа. На примере нескольких биологических систем доказано, что СЫ-Ж) является эффективным ЫО-выделяющим препаратом [40].

Далее более подробно рассмотрим свойства Со3+, Со2+ й Со1+ кобаламина и кобинамида.

1.1.2 Свойства и строение кобаламина(Ш), кобинамида(Ш) и их

комплексов

Кобаламин(Ш) и кобинамид(Ш) образуют преимущественно шестикоординационные низкоспиновые комплексы. Исключением является винилкобинамид, который из-за сильных электронодонорных свойств винильного фрагмента существует в растворе в виде смеси пента- и гексакоординационных комплексов [41].

Известны реакции кобаламина(Ш) с большим числом анионных и

-л

нейтральных лигандов: С>Г, БОГ, N3", 8203 пиридином и его производными, тиолами и т.д. [11,42,43]. В ходе данного типа реакций происходит замещение аксиальной воды [42,43], а в некоторых случаях возможно замещение ДМБИ (например, при избытке цианида) [44].

Замещение верхней аксиальной молекулы воды протекает по механизму диссоциативного обмена (1(1), то есть через образование переходного состояния, содержащего как входящую в комплекс молекулу лиганда, так и уходящую молекулу воды (Схема 1) [42,43]. По аналогичному механизму происходит замещение других лигандов, находящихся в (3-позиции кобаламина (например, йодида в йодидокобаламине [45]), и замещение воды в кобинамиде, что было показано на примере аквагидроксокобинамида [46].

Замещение нижнего аксиального основания в молекуле кобаламина протекает по диссоциативному механизму [44], то есть в данном случае вхождение лиганда в координационную сферу комплекса требует предварительного отщепления ДМБИ (Схема 2).

n

n

n

Схема 1. Замещение молекулы воды в аквакобаламине

Схема 2. Замещение ДМБИ в цианокобаламине цианидом

Необходимо отметить, что Со -комплексы являются примерами наиболее инертных к замещению лигандов соединений. Однако Со3+-кобаламины по своему

I

поведению в данном типе реакций более близки к лабильным Со -комплексам. Приблизительное соотношение констант скорости к реакциях замещения лигандов в ряду корриновых, порфириновых, кобалоксимовых и тетраамино-Со -комплексов составляет

109 : 106 : 104 : 1 [47]. Таким образом, видно, что скорость замещения аксиальной воды зависит от природы лигандного окружения. Одним из факторов, определяющих лабильность аксиальной группы, является ненасыщенность экваториального лиганда. В последовательности, приведенной выше, происходит увеличение ненасыщенности лигандного окружения при переходе от тетраамино- к порфириновым комплексам. Однако коррин - система менее ненасыщенная, чем порфириновая. Увеличение лабильности аксиального лиганда при переходе от порфириновых к корриновым комплексам может быть связано с увеличением поляризуемости макроцикла и с уменьшением размера полости тетрапиррола, ведущим к увеличению перекрывания между его орбиталями с обриталями иона кобальта [47].

Влияние экваториального лиганда на скорость замещения аксиальной группы носит название цис-эффекта [48]. В химии кобаламинов имеются немногочисленные примеры модификации коррина и оценки влияния

■э »

модификации на свойства Со -центра. Известны кобаламины, модифицированные по Сю атому коррина (Рис. 5), в которых атом водорода замещен на С1 [49,50] и ЫО-фрагменты [45]. Электроноакцепторая группа N0

1 I

дезактивирует ион Со в кобаламине, что приводит к значительному уменьшению скорости замещения аксиальной воды входящей в комплекс группой [45]. Введение С1-фрагмента также приводит к увеличению электрофильных

свойств коррина, что приводит к уменьшению скорости замещения групп в р-положении [50].

2 3

Рис. 5. Нумерация атомов углерода корринового макроцикла

Окисление двойной связи между С5 и Сб атомами корринового кольца, наблюдаемое в молекуле (5К,611)-Соа,СоР-дициано-5,6-дигидро-5-гидрокси-гептаметилкоб(Ш)иринат-с,6-лактона, значительно уменьшает лабильность аксиальных лигандов [47,51].

Следует различать понятия цис-эффекта и цис-влияния. Принято считать, что цис-эффект относится только к кинетике замещения лигандов, а цис-влияние - к воздействию цис-лиганда на структуру комплекса, на его термодинамические свойства [48]. Наиболее показательным при изучении цис-эффекта в кобаламиновых системах является зависимость величины рКа депротонирования координированной в Р-положении молекулы воды от строения экваториального лиганда. Величина рКа для перехода НгО-СЬЩП) в "НО-СЫ(Ш) составляет 7.75 при 25°С [52], для перехода НзО-СЫСШ) (С1-С10) в гидроксоформу - 8.09 [49], а для депротонирования Н20-СЬ1(Ш) (КГО-Сю) - 10.71 [45]. Изменение значений рКа согласуется с увеличением электроноакцепторных свойств цис-лиганда в данной последовательности, что, в свою очередь, приводит к появлению более выраженной ионной связи Со(Ш)-ОН" в Р-гидроксокомплексах.

Транс-эффект и транс-влияние относятся к воздействию лиганда, находящегося с одной аксиальной позиции, на свойства лиганда, занимающего противоположное аксиальное место. Часто для определения транс-влияния той

или иной группы используют значения длин связей Со(Ш)-ДМБИ, найденных на основе результатов рентгеноструктурного анализа. Величина длины связи Со(Ш)-ДМБИ линейно коррелирует со значением рКа ь^е-ой" (реакция 1) [47].

Во влиянии на транс-группу в кобаламинах выделяют электронную и пространственную составляющие. Под электронной составляющей подразумевается распределение электронной плотности вдоль оси перпендикулярной плоскости макроцикла, а под пространственной — искажение плоскости корринового кольца объемной аксиальной группой, приводящее к увеличению расстояния между ионом кобальта и транс-аксиальной группой.

Известны нормальный и обратный транс-эффекты. В первом случае уменьшение длины одной из аксиальных связей, связанное с ростом электронодонорных свойств заместителя, приводит к увеличению длины другой аксиального расстояния. Во втором случае увеличение электронодонорных свойств одной из аксиальных групп вызывает увеличение длин обеих связей между ионом кобальта и экстралигандами. Обратный транс-эффект, как правило, характерен для алкильных групп большого объема и обладающих высокими электронодонорными свойствами [47].

Для нейтральных, анионных и алкильных групп был предложен следующий ряд, составленный на основе увеличения их транс-влияния на длину связи Co3+-Nax(ДМБИ): Н20 < SCN" < СГ < N3" ~ N02~ < CN" ~ (NH2)2CS < SeCN' ~ 02" < S2032" < S032" < СН3" « CHF2" ~ (ьРг)2-фосфито- < аденил- < Ado" < (R)-2,3-дигидроксипропил- ~ изоамил- [53].

r

r

(1)

1.1.3 Свойства и строение кобаламина(П), кобинамида(П) и их

комплексов

Кобаламин(П) и кобинамид(П) образуются в результате одноэлектронного восстановления Со(Ш)-форм металлокомплексов. Данные формы могут быть получены при использовании в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты, формиата, боргидрида, тиолов (например, цистеина, глутатиона, дитиотреитола) и других соединений [54,55].

Восстановление акваформ Со(Ш)-металлокомплексов протекает легко, что обусловлено относительно высоким значением потенциала пары Н20-СЬ1(111)Ьа5е_ оп/СЫ(П)ьазе-оп равным -0.04 В (22°С, СКЭ). Значение потенциала данного перехода зависит от природы лигандного окружения СЫ(Ш) и СЫ(Н). Переход диаквакобинамида(Ш) в аквакобинамид(П) протекает легче, чем восстановление Н20-СЬ1(П1)Ьазе.оп в СЬ1(И)Ьа5е.оп: потенциал пары (Н20)2СЫ(Ш)/Н20-СЫ(П) составляет +0.27 В (22°С, СКЭ) [56]. Замещение молекулы воды к аквакобаламине на сильную электронодонорную группу (СН3", Ас1о") приводит к значительному понижению потенциала восстановления Со(Ш): до -1.47 и -1.31 В (измерения выполнены в смеси 1:1 ДМФА:метанол) для СНзСЫ(Ш) и Ас1оСЬ1(П1), соответственно [57]. На основе БРТ расчетов был сделан вывод о том, что потенциал восстановления Со(Ш)-корриноидов определяется значением энергии низшей вакантной молекулярной орбитали, которая, в свою очередь, зависит от природы аксиальных заместителей [58].

Со(И) кобаламин и кобинамид в водных растворах образуют преимущественно низкоспиновые пентакоординационные комплексы. В нейтральной среде в молекуле СЫ(П) единственное аксиальное место занято сильно лабилизованным ДМБИ по сравнению с Н20-СЫ(Ш): дистанция Со-Ы^ (ДМБИ) в первом случае составляет 2.13 А [59], а во втором - 1.93 А [60] (данные рентгеноструктурного анализа). В СЫ(П) аксиальное место занято молекулой воды, что подтверждается данными ЭПР и ЕХАРЭ спектрометрии [61,62]. Связь молекулы воды с ионом кобальта в СЫ(П) также сильно ослаблена по сравнению

с H20-Cbl(III): дистанция Со-ОН2 в молекуле Cbi(II) равна 2.22 Á [62] (данные EXAFS), а в молекуле НгО-СЬЩП) — 1.95 Á [60] (данные рентгеноструктурного анализа). Известно, что в кислой среде Cbl(II) переходит в base-off форму (рКа baseoff = 2.9 при 25°С) [3]. Однако этот переход осуществляется намного легче, чем переход аквакобаламина (рКа base-off = - 2.13 при 25°С [12]), что связано с ослаблением прочности аксиальных взаимодействий при уменьшении степени окисления иона кобальта.

Реакции образования комплексов Со(П)-корриноидов изучены относительно слабо. Имеются данные ЭПР комплексов кобинамида(П) с CN", SCN", N3", I", тиолами и другими лигандами [63,64]. Однако достаточного кинетического и термодинамического описания данных процессов на сегодняшний день получено не было.

Взаимодействие Cbl(II) с дитионитом приводит к образованию шестикоординационного комплекса Cbl(II) с анион-радикалом SO2" (был обозначен как комплекс Bi2r-s) [65]. Величина рКа base-off данного комплекса (4.8 при 25°С) незначительно ниже значения рКа депротонирования ДМБИ (5.56 при 25°С [66]), что подразумевает существование в нейтральной и щелочной среде данного комплекса в виде смеси base-on и base-off изомеров.

Со(П)-корриноиды обладают высоким сродством к свободным радикалам.

о о

Константы скорости реакций Cbl(II) с N0 и 0{ составляют 7.4-10 и 6.8-10 л/(моль-с) [2,3], соответственно. С высокой скоростью протекает взаимодействие Cbl(II) с пероксиазотистой кислотой (ONOOH; константа скорости 1.6-106 л/(моль-с) [4]). Вышеперечисленные процессы имеют исключительную важность в биологических системах, поскольку использование кобаламинов позволяет предотвратить негативные эффекты, связанные с оксидативным/нитрозативным стрессом, что подтверждено также в ходе in vivo экспериментов [7].

В ходе взаимодействия Cbl(II) с супероксидом и пероксиазотистой кислотой происходит одно- и двухэлектронное восстановление субстратов, соответственно. Продуктами реакций являются пероксид водорода [2] и нитрит [4] (реакции 2-4) в первом и во втором случае, соответственно.

Со2+ + 02' + 2НэО+ Со3+-Н20 + Н202 + Н20 (2)

ОШОН + Со2+ Со3+-ОН" + N02 (3)

Со2+ + N02 -> Со3+-Ж)2" (4)

Реакция СЫ(П) с N0 охарактеризована кинетически и термодинамически [3]. Связывание оксида азота(П) кобаламином(П) протекает обратимо, с

о

константой равновесия 1-10 л/моль. Активационные параметры прямой реакции (объем и энтропия активации) в данном случае не соответствуют взаимодействию свободного Р-аксиального места с входящей в комплекс группой, то есть ассоциативному процессу. Взаимодействие протекает по механизму диссоциативного обмена, то есть включает в себя взаимодействие N0 с короткоживущим аква-интермедиатом СЬ1(И)Ьаае-оп (Схема 3).

Установлено, что продуктом реакции СЫ(П) с N0 является нитроксилкобаламин(Ш) (СЫ(Ш)-Ж)") [3,67,68]. Данный комплекс может быть также получен по реакции Н20-СЫ(Ш) с донорами N0" [52]. Данный комплекс образуется в биологических системах, о чем можно судить как по ингибированию оксидом азота(П) кобаламинсодержащих ферментов [69,70], так и по ингибированию кобаламином физиологических эффектов, связанных с N0 [7173]. В свободном виде нитроксилкобаламин из тканей млекопитающих выделен не был из-за его высокой чувствительности к кислороду, но был выделен продукт его окисления - нитритокобаламин.

Известны реакции СЫ(И) с нитрозотиолами [74]. В этом случае происходит окисление СЫ(П) и образование смеси нитроксил- и тиолатокобаламинов.

1.1.4 Строение и реакционная способность кобаламина(1)

В результате одноэлектронного восстановления кобаламина(П) образуется низкоспиновый кобаламин(Г), координационное число которого, согласно EXAFS [62] и спектральным данным [75], равно четырем. Число восстановителей, позволяющих получить данное соединение, достаточно ограничено: Zn [75], Ti(III) [13], боргидрид [12], сульфоксилат [76]. Это обусловлено, прежде всего, достаточно низким потенциалом пары Co(II)/Co(I). Потенциал восстановления пентакоординационного Cbl(II)base-on в тетракоординационный СЫ(1) составляет -0.85 В (22°С, СКЭ). Отщепление ДМБИ от Cbl(II) повышает потенциал стадии восстановления на 0.11 В [56].

Важно отметить, что указанные выше потенциалы ниже значений потенциалов биологических восстановителей, в том числе и потенциала редуктазы метионинсинтазы. Последняя является флавиновым ферментом, а потенциал пары семихинон/гидрохинон составляет -0.52 В (СКЭ) [77]. Механизм стадии восстановления Co(II) —> Со(1) в биологических системах является предметом детальных исследований на протяжении более десяти лет. Считается, что приближение координационного числа иона Со к четырем облегчает процесс переноса электрона. Данные ЭПР и рентгеноструктурного анализа подтверждают, что аксиальные взаимодействия СЫ(И) значительно ослабляются в составе ферментов-аденозилтрансфераз, тем самым, способствуя генерации супервосстановленного состояния [23-25].

Поскольку на сегодняшний день отсутствует кристаллографическая информация о строении Со(1) кобаламина и кобинамида, расчеты в рамках DFT позволяют пролить свет на структуру и связанные с ней свойства данных комплексов. Показано, что Cbl(I) может образовывать водородные связи с молекулами Н2О и протонированной молекулой имидазола [78-80], по аналогии с некоторыми комплексами Со(1) [81], Pt(II) [82], Pd(II) [83] и Ni(II) [84]. Кроме того, в молекуле метионинсинтазы остается возможным аксиальное взаимодействие СЫ(1) с молекулой гистидина полипептидной цепи [85].

Рассчитанные потенциалы перехода пентакоординационного Cbl(II) в пентакоординационный Cbl(I) находятся в рамках потенциалов биологических восстановителей [80].

Результаты расчетов в рамках CASSCF [85] и CASPT2 [86] позволяют говорить о наличии в волновой функции основного состояния СЫ(1) двух составляющих, отвечающих d8 (Со(1)) и с17-бирадикальному (Co(II) коррин-радикал) состояниям. Для тетракоординационного Cbl(I) доля первой составляющей значительно преобладает над долей второй 70 : 30 %). Однако при искусственном фиксировании длины аксиальной связи Co-N (имидазол) доля бирадикальной составляющей волновой функции значительно возрастает 80 % при длине связи 2.1 Â) [85]. Поскольку на текущий момент экспериментально не было зарегистрировано аксиальных взаимодействий в Cbl(I), находящемся в водной среде, можно утверждать, что восстановление Cbl(II) протекает по иону кобальта, то есть кобаламин по свойствам близок к группе так называемых "innocent" комплексов, в которых лиганд не задействован в переносе электронов в ходе редокс-процессов. В отличие от коррина, порфириновые и фталоцианиновые металлокомплексы относятся к группе "non-innocent" соединений, то есть участие макроцикла данных комплексов в ходе стадий окисления и восстановления является ключевым фактором в каталитических циклах [87-89].

Супервосстановленный кобаламин является наиболее сильным природным нуклеофилом (так называемый "супернуклеофил" [90,91]). Его нуклеофильность по шкале Пирсона составляет 14.7 [92], а по шкале Свейна-Скотта — 10.5 [93], что значительно превосходит нуклеофильность других природных субстратов.

В водных растворах кобаламин(1) медленно окисляется протоном. В ходе процесса происходят колебания концентрации Со(1) с периодом 4-5 мин. Колебания прекращаются при действии на систему света, их период заметно уменьшается при увеличении температуры. Однако природа данного явления остается неизвестной [94]. Предполагается, что окисление кобаламина(1) протоном протекает через стадию образования гидридного комплекса Со(Ш) и

последовательность других стадий, приводящих в итоге к образованию Со(П) и Н2 (реакции 5-7). Сообщается, что величина рКа протонирования кобаламина(1) (реакция 5) приблизительно равна 1 при 25°С [56]. Кроме того, гидридокобаламин рассматривается как ключевой интермедиат в процессе образования арсина из арсенитов [95].

Со1+ + Н* Со3+-Н" (5)

Со3+-Н" + Н* Со3+ + Н2 (6)

Со3+ + Со1+ <-► 2Со2+ (7)

Известны реакции СЬ1(1) с галогенорганическими соединениями [91,96], сукралозой [97], эпоксидами [98,99], Ж>2"/НЖ)2 [6], №12ОН [100], МЕТНИСЬ [6,101], ОШО'/ОШОН [5], N20 [102,103], N0 [104], органическими дисульфидами [105] и другими субстратами. В результате взаимодействия СЫ(1) с галогенорганическими соединениями и подсластителем-сукралозой происходит замещение атома галогена и образование алкильного производного СЫ(Ш) [96,97]. На основе экспериментов, проведенных в биологических системах, был сделан вывод о возможности образования комплекса кобаламина(Ш) с остатком сукралозы, находящимся в верхнем аксиальном положении комплекса [97]. Данный комплекс является единственным известным примером витамина В12, модифицированного производным углеводов. Реакции дегалогенирования органических загрязнителей особенно актуальны. На базе производных кобаламинов были созданы фотокаталитические системы, позволяющие обезвреживать 1,1,1-трихлор-2,2-ди(п-хлорфенил)этан (ДДТ) и другие соединения [106,107].

Взаимодействие СЫ(1) с эпоксидами (например, с оксидом стирола) приводит к образованию соответствующих гидроксиалкильных производных СЫ(Ш), считающихся инертными метаболитами, не обладающими витаминной активностью. Предложено использовать данную реакцию кобаламинов для изучения механизмов эпоксидирования соединений, имеющих в своей структуре одну или несколько двойных связей, ферментными системами в биологических условиях [99].

Особенно эффективно протекают при физиологических условиях реакции кобаламина(1) с активными формами азота: нитритом, пероксинитритом, нитратом, оксидом азота(П). Азотсодержащими продуктами реакций являются гидроксиламин (в первом случае), ион аммония (во втором случае), азот (в третьем случае) и смесь оксида азота(1) и азота (в последнем случае), то есть частицы намного менее реакционноспособные, чем исходные реагенты. Было установлено, что восстановление пероксинитрита, нитрита, нитрата протекает через образование протонированных форм данных соединений (ОМЭОН, НМ02 и НЫОз, соответственно), обладающих, по-видимому, более сильной реакционной способностью по сравнению с исходными веществами. Реакции СЫ(1) с ТчГН2ОН и Ы20 протекают с более низкими скоростями и приводят к образования аммиака и азота, соответственно.

Природа высокой реакционной способности супервосстановленного кобаламина на текущий момент точно не установлена. Одной из причин данного явления может быть значительная дестабилизация Зс122 орбитали иона кобальта и ее удобная для взаимодействия с субстратом ориентация относительно плоскости корринового макроцикла [75]. Другой причиной названо наличие в электронной конфигурации основного состояния молекулы бирадикальной составляющей [85,86], однако в этом случае следовало бы ожидать рост реакционной способности соединений при увеличении степени делокализации 'электронной плотности на их макроциклах, чего на практике не наблюдается.

Сведения о дальнейшем восстановлении Со(1)-корриноидов малочисленны. Предполагается, что фотокаталитическое восстановление диоксида углерода до СО и НСООН в среде ацетонитрила и метанола протекает через образование коррин-восстановленного Со(1)-комплекса (формально Со(0)-состояние), поскольку Со(1)-кобаламин и кобинамид такой активностью не обладают [108].

1.2 Постановка целей работы. Выбор субстратов

Несмотря на то, что механизмы реакций кобаламинов в биологических системах привлекают значительный интерес, малоизученными остаются процессы их восстановления, особенно стадия образования кобаламина(1)) в водных растворах. Как было показано выше на примере образования СЫ(1) в ходе каталитического цикла аденозилтрансфераз, координационное состояние металлокомплексов считается ключевым фактором, определяющим как скорость процесса, так и возможность его протекания [23,26]. По этой причине процессы восстановления кобаламинов необходимо рассматривать в зависимости от наличия в их структуре тех или иных аксиальных лигандов. Влияние ДМБИ на механизм восстановления может быть учтено в ходе сравнения реакционной способности аквакобаламина и акваформ кобинамида. Кроме того, важно установить влияние прочносвязанных лигандов (например, цианида) на маршрут первой стадии переноса электрона на Co(III).

В данной работе в качестве объектов исследования были выбраны аквакобаламин, цианокобаламин и аквагидроксокобинамид. Для изучения процессов восстановления данных металлокомплексов были использованы сульфоксилат, дитионит, гидроксиметансульфинат натрия и моносахариды.

Сульфоксилат (SO2 ~) является солью сульфоксиловой кислоты HOSOH, которая образуется в ходе атмосферного окисления сероводорода [109]. Несмотря на то, что сульфоксиловая кислота достаточно стабильна в газовой фазе, попытки получения ее солей в кристаллическом виде пока успеха не имели [110]. Наиболее удобной реакцией для получения растворов сульфоксилата является реакция разложения диоксида тиомочевины (ДОТМ, (NH2)2CS02) в сильнощелочной среде (реакция 9) [111]. В водной среде сульфоксилат может присоединять два протона, образуя S02H" (рКа = 13.6 при 25°С [112]) и S02H2 (рКа = 8.0 при 25°С [113]). S022" является одним из наиболее сильных восстановителей. Он позволяет восстанавливать С02 до СО [114], метилвиологен до нейтральной формы [111],

тетрапиррольные комплексы железа до формально Ре(1) и Ре(0) состояний [115,116].

(Ж2)2С802 + 0Н-^802Н" + (1чК2)2С0 (9)

Гидроксиметансульфинат натрия (ГМС, Н0СН2802№) является продуктом реакции сульфоксилата с формальдегидом [117,118]. На основании данных полярографического анализа установлено, что в кислых растворах ГМС (рН = 2 — 6) находится в двух таутомерных формах: Н0СН2802" и Н0СН2080" [118]. В молекуле ГМС присутствует длинная, склонная к разрыву связь С-8 (1.838 А), что обуславливает его сильные восстановительные свойства [117]. ГМС в кислой среде неустойчив и разлагается согласно представленной последовательности стадий (реакции 10-14). Его устойчивость в щелочной среде значительно выше [119]. Продемонстрирована возможность использования ГМС как восстановителя тетрасульфофталоцианинов кобальта и железа, позволяющего получить формально Ре(1) и Со(1)-формы [120,121].

СН20 + 802Н" <-> Н0СН2802" (10)

2802Н" -> 82032' + Н20 (11)

820з2-~8а+80з2- (12)

ЗОз^ + ЕГ ^НБОз" (13)

802Н" + ШОз" 82042" + Н20 (14)

В работе [122] сообщается о взаимодействии гидроксокобаламина с ГМС. Говорится, что в ходе реакций кобаламина с дитионитом и ГМС образуются одинаковые продукты, которые ошибочно были отнесены к комплексу Со(Ш) с сульфоксилатом.

Дитионит натрия (№28204) является одним из наиболее важных восстановителей, применяемых в биохимии. В его молекуле присутствует аномально длинная связь 8-8 (2.39 А) [117], склонность которой к гомолизу обусловливает наличие в водных растворах равновесия с анион-радикалом 802" (реакция 15). Величина константы равновесия для данной реакции составляет 1.4-10"9 моль/л при 25°С [123]. Известно, что дитионит-ион и анион-радикал диоксида серы обладают выраженными восстановительными свойствами.

Дитионит устойчив в анаэробных условиях в щелочной и нейтральной среде, однако в кислой среде наблюдается его разложение (реакции 16, 17). Помимо представленных ниже стадий, процесс разложения включает ряд побочных этапов, рассмотренных в работе [117].

Моносахариды, в частности глюкоза, являются одними из наиболее важных природных восстановителей. Расщепление глюкозы в ходе гликолиза является одним из маршрутов энергетического обмена, в ходе которого происходит синтез АТФ. Имеются сведения о применении моносахаридов в качестве восстановителя нитрита при создании наносистем для контролируемого выделения оксида азота(П) [124]. Кроме того, моносахариды представляют собой экологически обоснованную альтернативу серосодержащим восстановителям в текстильной промышленности [125]. Возможность получения восстановленных форм кобальтовых тетрапирролов с использованием моносахаридов была показана ранее [126]. Восстановление тетрасульфофталоцианина кобальта данными реагентами протекает только в щелочной среде, и, следовательно, дает возможность изучать реакционную способность восстановленных форм без учета вклада в процесс влияния восстановителя в нейтральной и кислой среде.

Помимо изучения механизмов восстановления кобаламинов, одной из целей данной работы является исследование реакционной способности Со(Ш), Со(П) и Со(1) кобаламина и кобинамида. В качестве субстратов были выбраны тиоцианат (8С>Г) и тиосульфат (82Оз2").

(Био)химия кобаламина, кобинамида, тиосульфата и тиоцианата тесно связана с (био)химией цианида. Эффективность аквакобаламина и сульфитокобинамида как антидотов цианида была рассмотрена выше. Тиосульфат является не менее часто используемым антидотом при отравлении цианидом, чем аквакобаламин. Механизм его действия заключается в переносе атома серы на фермент-роданазу, осуществляющую преобразование токсичного цианида в

82042" +-> 28<Э2"

2Н28204 -> + 3802 + 2Н20

ЗН28204 Н28 + 5802 + 2Н20

(15)

(16) (17)

малотоксичный тиоцианат [127]. За счет данного механизма детоксикации наблюдается значительное увеличение концентрации тиоцианата в физиологических жидкостях в ходе отравления цианидом. Высокие концентрации тиоцианата потенциально могут уменьшать эффективность кобаламина и кобинамида как антидотов. Выяснить этот вопрос предполпгается в настоящей работе.

Важно отметить, что тиосульфат и тиоцианат являются важными биологическими субстратами. В организме человека концентрации тиоцианата достигают 6 ммоль/л в жидкостях, продуцируемых слизистыми оболочками, его содержание в крови - на порядок ниже [128]. По реакции с пероксидом водорода, катализируемой лактопероксидазой [128], пероксидазой слюны [129], миелопероксидазой, эозинофильной пероксидазой [128], а также с гипохлоритом [130] тиоцианат окисляется до гипотиоцианита (OSCN"). OSCN" является селективным окислителем, подавляющим рост микроорганизмов в дыхательных путях человека [128]. Тиосульфат является участников природного серного цикла, в котором участвует в реакциях восстановления, окисления и диспропорционирования. В организме млекопитающих он обнаружен в кишечнике, где образуется в ходе митохондриального окисления сульфида. Восстановление тиосульфата до сульфита и сульфида осуществляется ферментами-тиосульфатредуктазами [131,132]. В настоящей работе исследована кинетика и механизм восстановления тиосульфата супервосстановленными кобаламином и кобинамидом.

Полученные в работе данные будут сопоставлены с известными результатами для , комплексов кобальта с "non-innocent" лигандами (тетрасульфофталоцианином, а также с октасульфофенилтетрапиразино-порфиразином).

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 2.1.1 Характеристика объектов и методов исследования

В работе применялись следующие реагенты:

1. Гидроксокобаламин гидрохлорид (> 98 %), цианокобаламин (> 98,5 %) фирмы Sigma-Aldrich использованы без дополнительной очистки. Аквагидроксокобинамид был синтезирован из гидроксокобаламина методом кислотного гидролиза и очищен при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии согласно предложенной методике [30]. Синтез проведен проф. университета Сан-Диего Дж. Боссом.

Моноцианокобинамид синтезирован из цианокобаламина путем гидролиза в среде метанола в присутствии нитрата меди(П) и очищен колоночной хроматографией (сорбент — силикагель, элюент — дистиллированная вода) [133].

Концентрации металлокомплексов были определены непосредственно перед экспериментами спектрофотометрическим методом, для чего они были переведены в дицианоформы после добавления к растворам избытка цианида (^368 = 30400 л/(моль см)).

2. Диоксид тиомочевины (> 98 %), L-аскорбиновая кислота (> 99 %), формиат натрия (> 99 %), дитионит натрия (>86 %), 0-(+)-глюкоза (> 99.5 %), L-(-)-фруктоза (> 99 %), борогидрид натрия (> 96 %) (Sigma-Aldrich) использовались без дополнительной очистки. Гидроксиметансульфинат натрия H0CH2S02Na ' 2 Н20 получен двукратной перекристаллизацией технического продукта из водного раствора. Содержание основного вещества в продукте определялось методом иодометрического титрования [118]. •

Растворы сульфоксилата были получены разложением ДОТМ в 0.1 моль/л растворе NaOH в течение четырех часов в анаэробных условиях [111].

3. Тиоцианат калия (> 99 %), тиосульфат натрия пентагидрат (> 99.5 %), цианид натрия (> 97 %), сульфит натрия (> 98 %) (Sigma-Aldrich) использовались без дополнительной очистки.

Постоянное значение рН растворов поддерживалось фосфатными, ацетатными, боратными и карбонатными буферами, а также гидроксидом натрия и хлорной кислотой. Нитрат натрия был использован для контроля ионной силы растворов при изучении реакций с участием Со(Ш) и Со(П)-корриноидов. Предварительными экспериментами установлено, что нитрат не влияет на стабильность Со(П)-систем. Реакции с участием Со(1)-комплексов были исследованы в концентрированных буферных растворах. Для создания анаэробных условий через растворы пропускали аргон.

Кинетические кривые и электронные спектры поглощения фиксировались на криотермостатируемом спектрофотометре Сагу 50. Исследование кинетики быстрых реакций проводилось на спектрофотометре Applied Photophysics SX 18MV. Полученные данные были проанализированы с использованием программ Origin 7.5 и Sigma-Plot 11.0. Значения длин волн, использованных для контроля за скоростью реакций, указаны ниже в соответствующих разделах. Спектры ЭПР (X-полоса) в Н20 записывались на спектрометре JEOL JES-FA 200 при 85К. В качестве эталона использовался 5,5-диметил-1-пирролин-1Ч-оксид (g = 2.006). Моделирование спектров ЭПР выполнялось в приложении EasySpin 4.5.0 к MATLAB. Основные принципы моделирования изложены в работе [134].

Обработка кинетических кривых первого порядка проводилась уравнением экспоненты, включенным в пакеты вышеупомянутых программ, в координатах «поглощение» - «время». Определенные скорости химических реакций соответствуют тангенсам углов наклона начальных участков зависимостей концентрации металлокомплексов от времени. Значения констант представляют собой средние значения, а приведенные погрешности соответствуют стандартным отклонениям.

2.1.2 Расчет констант равновесия

Расчет констант равновесия был проведен по зависимости А = f([SCN~], выведенной из зависимости (18) (см. уравнения (19) - (21), вывод уравнения

представлен в приложении к статье [11]), и по уравнению (22) [50] для случаев, когда ^К > 4 и 1о§К < 4, соответственно.

= (18)

где [Ь] — общая концентрация лиганда в растворе (свободного + связанного в комплекс), моль/л;

[МК] - общая концентрация всех форм металлокомплекса в растворе, моль/л; А, Ао, Аю - значения оптической плотности при определенной длине волны для текущей, начальной и конечной форм, соответственно;

Кнабл. - наблюдаемая константа равновесия, определенная при конкретном значении рН, л/моль.

А = {Аоо(Х - У)/2Кнабл.[МК]} + {([МК] - (X - У)/2Кнабл.)А0/[МК]} (19) где X и У соответствуют выражениям (20) и (21), соответственно. X = Кнабл.[МК] + Кнабл.[Ь] + 1, (20)

У = {X2 - 4КнабЛ2[МК] [Ь]}1/2 (21)

1 + Кнабл.И

Уравнение (23) было использовано для пересчета значения КнабЛ. с поправкой на долю неактивного дигидроксокобинамида(Ш), присутствующего в растворе при данном значении рН.

к _ Кнабл.([Н+] + Ка2)

[Н+]

где Ка2 - константа кислотной диссоциации аквагидроксокобинамида(Ш), моль/л.

2.1.3 Расчеты с использованием метода DFT

-э »

Модели, использованные в расчетах, включали в себя ион кобальта (Со или Со2+), находящийся в комплексе с корриновым циклом, в котором все периферийные заместители заменены атомами водорода. Для base-on моделей кобаламина в качестве нижнего аксиального заместителя был выбран

незамещенный бензимидазол, в котором один из атомов азота связан с атомом водорода вместо фрагмента рибозы. Экстралиганды (НгО, НО", SCN", and NCS") были помещены в транс-положение относительно молекулы бензимидазола. Для моделей гексакоординационных комплексов кобинамида(Ш) аналогичные лиганды были использованы вместо молекулы бензимидазола. Использование подобных моделей является оправданным в случае определения длин аксиальных связей и транс-влияния тех или иных групп [135].

Известно, что использование функционала ВР86 позволяет получить наиболее близкие экспериментальным данным геометрические параметры комплексов кобаламинов [136]. По этой причине оптимизация геометрии вышеупомянутых моделей была выполнена на BP86/6-31G** и B3LYP/6-31G** уровнях теории в программе Spartan 06 [137]. Для расчетов по методу самосогласованного поля значение "fine" было установлено для пространственной сетки интегрирования, критерии сходимости были выбраны:

/- Q

10"° (для электронной плотности) и 10" (для энергии). При оптимизации геометрии были заданы следующие критерии сходимости: 0.001 условных единиц (максимальный градиентный критерий) и 0.0003 (максимальный критерий смещения). При оптимизации геометрии геометрических ограничений на используемые модели наложено не было. Удельные заряды атомов и спиновые плотности определены на основе анализа заселенностей натуральных орбиталей (NPA) в Spartan 06 [137]. Энергии для оптимизированных моделей были рассчитаны с использованием СРСМ модели сольватации в программе Gaussian 09 [138].

2.2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 2.2.1 Взаимодействие Со(Ш) и Со(1Г)-форм кобаламина и кобинамида с

восстановителями 2.2.1.1 Взаимодействие цианокобаламина с дитионитом и гидроксиметансульфинатом

Взаимодействие гидроксокобаламина с дитионитом изучено ранее [65]. Показано, что конечным продуктом данной реакции является комплекс кобаламина(П) с анионом-радикалом 802". Скорость данной реакции зависела от концентрации в системе активной формы комплекса - аквакобаламина (рКа = 7.75 при 25°С [50]): наблюдалось значительное снижение скорости при уменьшении рН среды.

Реакция цианокобаламина с дитионитом натрия сопровождается изменением цвета с красного на желтый. ЭСП продукта реакции показан на Рис. 6 (спектр 4) Как и в случае реакции с гидроксокобаламином, продуктом данного процесса является комплекс СЫ(Н) с 802".

X, нм

Рис. 6. ЭСП различных форм СЫ: 1 - "НО-СЫ(Ш); 2 - ТЧС-СЫ(Ш); 3 - СЫ(И), полученный с использованием аскорбата; 4 - СЫ(П), полученный с использованием дитионита, сульфоксилата и ГМС; 5 - СЫ(1). [СЫ] = 5-10"5 моль/л, рН 13, 25°С.

Типичная кинетическая кривая процесса восстановления "МС-СЫ(Ш) дитионитом представлена на Рис. 7. Обработкой кинетических данных в полулогарифмических координатах показано, что порядок по цианокобаламину равен единице.

время, с

Рис. 7. Кинетическая кривая восстановления цианокобаламина дитионитом натрия. РЯС-СЬ1(Ш)]0 = 5-Ю"5 моль/л, [82042~] = 1.7 -10"2моль/л, рН - 13,0, 25°С.

Зависимость наблюдаемой константы скорости реакции восстановления

цианокобаламина от концентрации дитионита при рН 13 нелинейна (Рис. 8), но

/2 — линеаризуется в координатах 1/коЬз - 1/[8204"~], плато достигается в области

■л

концентраций 8204" > 0.8 моль/л. Максимальная константа скорости реакции

л

составляет к] = 3-10" 1/с при 25°С.

Важно отметить, что константа скорости восстановления цианокобаламина дитионитом не зависит от рН в щелочной среде, что говорит о постоянстве кислотно-основных свойств реагирующих веществ при данных условиях.

[32042], моль/л

Рис. 8. Зависимость наблюдаемой константы скорости реакции восстановления цианокобаламина от концентрации дитионита.

[~Ж:-СЫ(1И)]о = 5-10"5 моль/л, рН 13, 25°С.

Восстановление "ЫС-СЬ1(Ш) гидроксиметансульфинатом натрия в слабощелочных средах приводит к появлению в ЭСП пиков при 308, 385 и 452 нм, характерных для комплекса СЫ(Н) с радикалом 802" (Рис. 6, спектр 4).

Типичная кинетическая кривая процесса восстановления цианокобаламина избытком гидроксиметансульфината натрия приведена на Рис. 9. Она линеаризуется в полулогарифмических координатах, что говорит о первом порядке реакции по металлокомплексу.

время, с

Рис. 9. Пример кинетической кривой восстановления ТЧС-СЫ(Ш) гидроксиметансульфинатом. [~~МС-СЬ1(1П)]0 - 5-10° моль/л, [ГМС] = 1 моль/л, рН

8.4, 25°С.

Зависимость наблюдаемой константы скорости реакции от концентрации восстановителя показана на Рис. 10. Она нелинейна, однако линеаризуется в обратных координатах. Плато достигается при [ГМС] > 0.8 моль/л. Установлено, что значение константы скорости на насыщении (3-10" 1/с, рН 11.4, 25°С) совпадает со значением соответствующей константы для процесса восстановления цианокобаламина дитионитом и близко значению константы скорости отщепления ДМБИ от "ЫС-СЫ(Ш) (4.2-10"2 1/с, 25°С [44]).

[ГМС], моль/л

Рис. 10. Зависимость наблюдаемой константы скорости реакции СМГЫ с ГМС от концентрации восстановителя. [~ЫС-СЫ(Ш)]о = 5-10° моль/л, рН 13, 25°С.

Значения активационных параметров восстановления СМГЫ гидроксиметансульфинатом (Рис. 11; константы скорости соответствуют тангенсам углов наклона начальных участков концентрационных зависимостей) близки величинам активационных параметров отщепления ДМБИ в ходе реакции СТЧСЫ с избытком цианида (Таблица 1). Следовательно, можно полагать, что отщепление ДМБИ является скоростьопределяющей стадией в области высоких концентраций восстановителя (> 0.8 моль/л).

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Деревеньков, Илья Александрович

120 ВЫВОДЫ

1. Определены константы скорости реакций циано- и гидроксокобаламинов и дигидроксокобинамида с сульфоксилатом, гидроксиметансульфинатом натрия, а также моносахаридами. Установлено, что продуктами реакций с ГМС и сульфоксилатом в щелочной среде являются СЫ(1) и Cbi(I); глюкоза и фруктоза способны восстанавливать только Cbi(II). Показано, что скоростьопределяющей стадией процесса восстановления цианокобаламина дитионитом и ГМС является стадия отщепления диметилбензимидазола.

2. Впервые определено значение рК ионизации гидроксиметансульфиновой кислоты (9.40 ±0.01; 25°С; I = 1 моль/л).

3. Изучено взаимодействие Со(Ш) и Со(П)-форм кобаламина и кобинамида с тиоцианатом, определены кинетические параметры реакций. Показано, что тиоцианат существенно замедляет связывание цианида кобаламином(Ш), однако не влияет на реакцию кобинамида (III) с цианидом. Методами электронной спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса доказано образование гексакоординационного комплекса кобаламина(П) с тиоцианатом. Методом DFT показано, что при взаимодействии тиоцианата с Со(Ш) и Со(И)-формами кобаламина и кобинамида возможно образование тиоцианатных и изотиоцианатных комплексов.

4. Впервые показано, что Со(1)-формы кобаламина и кобинамида способны восстанавливать тиосульфат, сульфит и дитионит, определены кинетические параметры процессов. Показано, что в первом случае конечными продуктами восстановления являются H2S и S02", во втором - S02", а в третьем - S02 Определены кинетические параметры процесса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Деревеньков, Илья Александрович, 2013 год

Список литературы

1 Matthews, R.G. Cobalamin- and Corrinoid-Dependent Enzymes/ R.G. Matthews // Met. Ions Life Sci. - 2009. - V. 6. - P. 53-114.

2 Vitamin Bi2 and Redox Homeostasis: Cob(II)alamin Reacts with Superoxide at Rates Approaching Superoxide Dismutase (SOD)/ E. Suarez-Moreira, J. Yun, C.S. Birch, J.H. Williams, A. McCaddon, N.E. Brasch // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - V. 131.-P. 15078-15079.

3 Kinetics and Mechanism of the Reversible Binding of Nitric Oxide to Reduced Cobalamin Bi2r (Cob(II)alamin)/ M. Wolak, A. Zahl, T. Schneppensieper, G. Stochel, R. van Eldik// J. Am. Chem. Soc.-2001.-V. 123.-P. 9780-9791.

4 Mukherjee, R. Mechanistic Studies on the Reaction between Cob(II)alamin and Peroxynitrite: Evidence for a Dual Role for Cob(II)alamin as a Scavenger of Peroxynitrous Acid and Nitrogen Dioxide/ R. Mukherjee, N.E. Brasch // Chem. Eur. J. -2011.-V. 17.-P. 11805-11812.

5 Mukherjee, R. Kinetic Studies on the Reaction between Cob(I)alamin and Peroxynitrite: Rapid Oxidation of Cob(I)alamin to Cob(II)alamin by Peroxynitrous Acid/ R. Mukherjee, N.E. Brasch // Chem. Eur. J. - 2011. - V. 17. - P. 1172311727.

6 Kinetic and Mechanistic Studies on the Reactions of the Reduced Vitamin Bi2 Complex Cob(I)alamin with Nitrite and Nitrate/ N.T. Plymale, R.S. Dassanayake, H.A. Hassanin, N.E. Brasch // Eur. J. Inorg. Chem. - 2012. - P. 913-921.

7 A novel role for vitamin B12: Cobalamins are intracellular antioxidants in vitro/ C.S. Birch, N.E. Brasch, A. McCaddon, J.H. Williams // Free Radic. Biol. Med. - 2009. -V. 47.-P. 184-188.

8 Cobinamide is superior to other treatments in a mouse model of cyanide poisoning/ A. Chan, M. Balasubramanian, W. Blackledge, O.M. Mohammad, L. Alvarez, G.R. Boss, T.D. Bigby // Clin. Toxicol. - 2010. - V. 48. - P. 709-717.

9 Structure of vitamin Bi2 / D.C. Hodgkin, J. Kamper, M. Mackay, J. Pickworth, K.N. Trueblood, J.G. White // Nature. - 1956. - V. 178. - P. 64-66.

10 Accurate assessment and identification of naturally occurring cellular cobalamins/ L. Hannibal, A. Axhemi, A.V. Glushchenko, E.S. Moreira, N.E. Brasch, D.W. Jacobsen // Clin. Chem. Lab. Med. - 2008. - V. 46. - P. 1739-1746.

11 Studies on the Formation of Glutathionylcobalamin: Any Free Intracellular Aquacobalamin Is Likely to Be Rapidly and Irreversibly Converted to Glutathionylcobalamin/ L. Xia, A.G. Cregan, L.A. Berben, N.E. Brasch // Inorg. Chem. - 2004. - V. 43. - P. 6848-6857.

12 Brown, K.L. Chemistry and Enzymology of Vitamin Bi2 / K.L. Brown // Chem. Rev. - 2005. -V. 105. - P. 2075-2149.

13 Sirovatka-Dorweiler, J. Cobalamin-Dependent Methionine Synthase: Probing the Role of the Axial Base in Catalysis of Methyl Transfer between Methyltetrahydrofolate and Exogenous Cob(I)alamin or Cob(I)inamide / J. Sirovatka-Dorweiler, R.G. Finke, R.G. Matthews // Biochemistry. - 2003. - V. 42. -P. 14653-14662.

14 Burke, S.A. Clustered Genes Encoding the Methyltransferases of Methanogenesis from Monomethylamine/ S.A. Burke, S.L. Lo, J.A. Krzycki // J. Bacteriol. - 1998. -V. 180.-P. 3432-3440.

15 Reconstitution of Dimethylamine:Coenzyme M Methyl Transfer with a Discrete Corrinoid Protein and Two Methyltransferases Purified from Methanosarcina barkeri / D.J. Ferguson, Jr., N. Gorlatova, D.A. Grahame, J.A. Krzycki // J. Biol. Chem. -2000. - V. 275. - P. 29053-29060.

16 Paul, L. The Trimethylamine Methyltransferase Gene and Multiple Dimethylamine Methyltransferase Genes of Methanosarcina barkeri Contain In-Frame and Read-Through Amber Codons/ L. Paul, D.J. Ferguson, J.A. Krzycki // J. Bacteriol. - 2000. -V. 182.-P. 2520-2529.

17 Tallant, T.C. The MtsA Subunit of the MethylthiokCoenzyme M Methyltransferase of Methanosarcina barkeri Catalyses Both Half-reactions of Corrinoid-dependent Dimethylsulfide: Coenzyme M Methyl Transfer / T.C. Tallant, L. Paul, J.A. Krzycki // J. Biol. Chem. - 2001. - V. 276. - P. 4485-4493.

18 Insight into mechanism of biological methanol activation based on the crystal structure of the methanol-cobalamin methyltransferase complex/ C.H. Hagemeier, M. Kriier, R.K. Thauer, E. Warkentin, U. Ermler // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. -2006.-V. 103.-P. 18917-18922. 19Naidu D. Characterization of a Three-Component Vanilate O-Demethylase from Moorella thermoacetica/ D. Naidu, S.W. Ragsdale // J. Bacteriol. - 2001. - V. 183. -P. 3276-3281.

20 Olteanu, H. Human Methionine Synthase Reductase, a Soluble P-450 Reductase-like Dual Flavoprotein, Is Sufficient for NADPH-dependent Methionine Synthase Activation/ H. Olteanu, R. Banerjee // J. Biol. Chem. - 2001. - V. 276. - P. 3555835563.

21 Brown, K.L. The enzymatic activation of coenzyme B]2/ K.L. Brown // Dalton Trans. - 2006. - P. 1123-1133.

22 Spectroscopic and Computational Studies on the Adenosylcobalamin-Dependent

Methylmalonyl-CoA Mutase: Evaluation of Enzymatic Contributions to Co-C Bond

■l i

Activation in the Co Ground State/ A.J. Brooks, M. Vlasie, R. Banerjee, T.C. Brunold// J. Am. Chem. Soc. -2004. - V. 126.-P. 8167-8180.

23 Structural Characterization of a Human-Type Corrinoid Adenosyltransferase Confirms That Coenzyme Bi2 Is Synthesized through a Four-Coordinate Intermediate/ M.St. Maurice, P. Mera, K. Park, T.C. Brunold, J.C. Escalante-Semerena, I. Rayment // Biochemistry. - 2008. - V. 47. - P. 5755-5766.

24 Spectroscopic Evidence for the Formation of a Four-Coordinate Co Cobalamin Species upon Binding to the Human ATP:Cobalamin Adenosyltransferase/ T.A. Stich, M. Yamanishi, R. Banerjee, T.C. Brunold // J. Am. Chem. Soc. - 2005. — V. 127.-P. 7660-7661.

25 Structural Insights into the Mechanism of Four-Coordinate Cob(II)alamin Formation in the Active Site of the Salmonella enterica ATP:Co(I)rrinoid Adenosyltransferase Enzyme: Critical Role of Residues Phe91 and Trp93/ T.C. Moore, S.A. Newmister, I. Rayment, J.C. Escalante-Semerena // Biochemistry. - 2012. - V. 51. — P. 96479657.

26 Escalante-Semerena, J.C. Conversion of Cobinamide into Coenzyme B12 // J.C. Escalante-Semerena, J.D. Woodson, N.R. Buan, C.L Zayas. Tetrapyrroles: Birth, Life and Death. - Austin, Tex.: Landes Bioscience; New York, N.Y.: Springer Science & Business Media, 2009. - P. 3 00-316.

27 Thompson, J.P. Hydroxocobalamin in cyanide poisoning/ J.P. Thompson, T.C. Marrs // Clin. Toxicol. - 2012. - V. 50. - P. 875-885.

28 Cyanide Detoxification by the Cobalamin Precursor Cobinamide/ K.E. Broderick, P. Potluri, S. Zhuang, I.E. Scheffler, V.S. Sharma, R.B. Pilz, G.R. Boss // Exp. Biol. Med. - 2006. - V. 231. - P. 641-649.

29 Intramuscular Cobinamide Sulfite in a Rabbit Model of Sublethal Cyanide Toxicity/ M. Brenner, J.G. Kim, S.B. Mahon, J. Lee, K.A. Kreuter, W. Blackledge, D. Mukai, S. Patterson, O. Mohammad, V.S. Sharma, G.R. Boss // Ann. Emerg. Med. - 2010. -V. 55.-P. 352-363.

30 Broderick, K.E. Nitric Oxide Scavenging by the Cobalamin Precursor Cobinamide/ K.E. Broderick, V. Singh, S. Zhuang, A. Kambo, J.C. Chen, V.S. Sharma, R.B. Pilz, G.R. Boss // J. Biol. Chem. - 2005. - V. 280. - P. 8678-8685.

31 The combination of cobinamide and sulfanegen is highly effective in mouse models in mouse models of cyanide poisoning/ A. Chan, D.L. Crankshaw, A. Monteil, S.E. Patterson, H.T. Nagasawa, J.E. Briggs, J.A. Kozocas, S.B. Mahon, M. Brenner, R.B. Pilz, T.D. Bigby, G.R. Boss // Clin. Toxicol. - 2011. - V. 49. - P. 366-373.

32 George, P. The Influence of Chelation in Determining thet Reactivity of the Iron in Hemoproteins, and the Cobalt in Vitamin Bi2 Derivatives/ P. George, D.H. Irvine, S.C. Glauser // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 1960. -V. 88. -P. 393-415.

33 The Cobalamin Precursor Cobinamide Detoxifies Nitroprusside-Generated Cyanide/ K.E. Broderick, M. Balasubramanian, A. Chan, P. Potluri, J. Feala, D.D. Belke, A. McCulloch, V.S. Sharma, R.B. Pilz, T.D. Bigby, G.R. Boss // Exp. Biol. Med. -2007. - V. 232. - P. 789-798.

34 Mannel-Croise, C. A Straightforward Method for the Colorimetric Detection of Endogenous Biological Cyanide/ C. Mannel-Croise, B. Probst, F. Zelder // Anal. Chem. - 2009. - V. 81. - P. 9493-9498.

35 A disposable blood cyanide sensor/ Y. Tian, P.K. Dasgupta, S.B. Mahon, J. Ma, M. Brenner, J.-H. Wang, G.R. Boss // Anal. Chim. Acta. - 2013. - V. 768. - P. 129-135.

36 Mannel-Croise, C. Rapid visual detection of blood cyanide/ C. Mannel-Croise, F. Zelder // Anal. Methods. - 2012. - V. 4. - P. 2632-2634.

37 Mannel-Croise, C. Complex Samples Cyanide Detection with Immobilized Corrinoids/ C. Mannel-Croise, F. Zelder // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2012. -V. 4. - P. 725-729.

38 Cobinamide chemistries for photometric cyanide determination. A merging zone liquid core waveguide cyanide analyzer using cyanoaquacobinamide/ J. Ma, P.K. Dasgupta, F.H. Zelder, G.R. Boss // Anal. Chim. Acta. - 2012. - V. 736. - P. 78-84.

39 Reaction of Nitric Oxide with Vitamin Bi2 and Its Precursor, Cobinamide/ V.S. Sharma, R.B. Pilz, G.R. Boss, D. Magde // Biochemistry. - 2003. - V. 42. - P. 89008908.

40 Nitrosyl-Cobinamide, a New and Direct Nitric Oxide-Releasing Drug Effective In Vivo/ K.E. Broderick, L. Alvarez, M. Balasubramanian, D.D. Belke, A. Makino, A. Chan, V.L. Woods, Jr., W.H. Dillmann, V.S. Sharma, R.B. Pilz, T.D. Bigby, G.R. Boss // Exp. Biol. Med. - 2007. - V. 232. - P. 1432-1440.

41 Five-Coordination and Adduct Formation in Com-Corrinoids Dissecting Ligand Substitution into Its Component Steps/ M.S.A. Hamza, R. van Eldik, P.L.S. Harper, J.M. Pratt, E.A. Betterton // Eur. J. Inorg. Chem. - 2002. - P. 580-583.

42 Meier, M. Ligand-Substitution Reactions of Aquacobalamin (Vitamin Bi2a) Revisited. Conclusive Evidence for the Operation of a Dissociative Interchange Mechanism/ M. Meier, R. van Eldik // Inorg. Chem. - 1993. - V. 32. - P. 26352639.

43 Marques, H.M. Factors affecting the rate of ligand substitution reactions of aquacobalamin (vitamin Bi2a)/ H.M. Marques, L. Knapton // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1997. - P. 3827-3833.

44 Detailed kinetic and thermodynamic studies on the cyanation of alkylcobalamins. A generalized mechanistic description/ M.S.A. Hamza, X. Zou, K.L. Brown, R. van Eldik // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 2002. - P. 3832-3839.

45 Marques, H.M. Probing the nature of the Co(III) ion in cobalamin: deactivation of the metal toward ligand substitution in 10-nitrosoaquacobalamin, and the kinetics of the ligand substitution reactions of iodocobalamin/ H.M. Marques, L. Knapton, X. Zou, K.L. Brown // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 2002. - P. 3195-3200.

46 The Ligand-substitution Reactions of Aquahydroxocobinamide Proceed Through a Dissociative Interchange Mechdnism/ H.M. Marques, J.C. Bradley, K.L. Brown, H. Brooks // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1993. - P. 3475-3478.

47 Probing the Nature of the Co111 Ion in Corrins: The Structural and Electronic Properties of Dicyano- and Aquacyanocobirinic Acid Heptamethyl Ester and a Stable Yellow Dicyano- and Aquacyanocobyrinic Acid Heptamethyl Ester/ S.M. Chemaly, K.L. Brown, M.A. Fernandes, O.Q. Munro, C. Grimmer, H.M. Marques // Inorg. Chem. - 2011. - V. 50. - P. 8700-8718.

48 Trans and cis influences and effects in cobalamins and in their simple models/ M. De March, N. Demitri, S. Geremia, N. Hickey, L. Randaccio // J. Inorg. Biochem. -2012.-V. 116.-P. 215-227.

49 Cis Effects in the Cobalt Corrins. 1. Crystal Structures of 10-Chloroaquacobalamin Perchlorate, 10-Chlorocyanocobalamin, 10-Chloromethylcobalamin/K.L. Brown, S. Cheng, X. Zou, J.D. Zubkowski, E J. Valente, L. Knapton, H.L. Marques // Inorg. Chem. - 1997. -V. 36. - P. 3666-3675.

50 Knapton, L. Probing the nature of the Co(III) ion in cobalamins: a comparison of the reaction of aquacobalamin (vitamin Bi2a) and aqua-10-chlorocobalamin with some anionic and N-donor-ligands/ L. Knapton, H.M. Marques // Dalton Trans. - 2005. -P. 889-895.

51 Probing the Nature of the Co(III) Ion in Corrins: Comparison of Reactions of Aquacyanocobyrinic Acid Heptamethyl Ester and Aquacyano-Stable Yellow Cobyrinic Acid Hexamethyl Ester with Neutral N-Donor Ligands/ S.M. Chemaly, L. Kendall, M. Nowakowska, D. Pon, C.B. Perry // Inorg. Chem. - 2013. - V. 52. - P. 1077-1083.

52 Mechanistic Studies on the Reaction between R2N-NONOates and Aquacobalamin: Evidence for Direct Transfer of a Nitroxyl Group from R2N-NONOates to

Cobalt(III) Centers/ H.A. Hassanin, L. Hannibal, D.W. Jacobsen, M.F. El-Shahat, M.S.A. Hamza, N.E. Brasch // Angew. Chem. Int. Ed. - 2009. - V. 48. - P. 89098913.

53 Perry, C.B. Probing the eis and trans Influence in Cobalamin Chemistry by Electronic Spectroscopy/ C.B. Perry, H.M. Marques // S. Afr. J. Chem. - 2005. - V.

58.-P. 9-15.

___

54 Stich, T.A. Spectroscopic and Computational Studies of Co Corrinoids: Spectral and Electronic Properties of the Biologically Relevant Base-On and Base-Off Forms of Co2+Cobalamin/ T.A. Stich, N.R. Buan, T.C. Brunold // J. Am. Chem. Soc. -2004. - V. 126. - P. 9735-9749.

55 Linn, D.E. Jr. Electron Transfer. 92. Reductions of Vitamin Bi2a (Hydroxocobalamin) with Formate and Related Formyl Species/ D.E. Linn, Jr.,E.S. Gould//Inorg. Chem. - 1988. -V. 27. - P. 1625-1628.

56 Lexa, D. The Elecrochemistry of Vitamin Bi2/ D. Lexa, J.-M. Saveant // Acc. Chem. Res. - 1983. - V. 16. - P. 235-243.

57 Electroreduction of a Series of Alkylcobalamins: Mechanism of Stepwise Reductive Cleavage of the Co-C Bond/ R.L. Birke, Q. Huang, T. Spataru, D.K. Gosser, Jr. // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - 128. - P. 1922-1936.

58 Kumar, M. Computational Modeling of Standard Reduction Potentials of BJ2 Cofactors // M. Kumar, W. Galezowski, P.M. Kozlowski // Int. J. Quantum Chem. -2013.-V. 113.-P. 479-488.

59 Kräutler, B. Coenzyme B12 Chemistry: The Crystal and Molecular Structure of Cob(II)alamin/ B. Kräutler, W. Keller, C. Kratky // J. Am. Chem. Soc. - 1989. - V. 111.-P. 8936-8938.

60 Accurate Structural Data Demystify B]2: High-Resolution Solid-State Structure of Aquocobalamin Perchlorate and Structure Analysis of the Aquocobalamin Ion in Solution/ C. Kratky, G. Färber, K. Gruber, Z. Deuter, H.F. Nolting, R. Konrat, B. Kräutler // J. Am. Chem. Soc. - 1995. - V. 117. - P. 4654-4670.

61 Axial Solvent Coordination in "Base-Off' Cob(II)alamin and Related Co(II)-Corrinates Revealed by 2D-EPR/ S. Van Doorslaer, G. Jeschke, B. Epel, D.

Goldfarb, R.-A. Eichel, B. Kräutler, A. Schweiger // J. Am. Chem. Soc. - 2003. - V. 125.-P. 5915-5927.

62 In situ X-ray absorption spectroelectrochemical study of hydroxocobalamin/ M. Giorgetti, I. Ascone, M. Berrettoni, P. Conti, S. Zamponi, R. Marassi // J. Biol. Inorg. Chem. - 2000. - V. 5 - P. 156-166.

63 Electron Paramagnetic Resonance Studies of Cob(II)alamin and Cob(II)inamides/ J.H. Bayston, F.D. Looney, J.R. Pilbrow, M.E. Winfield // Biochemistry. - 1970. -V. 9.-P. 2164-2172.

64 The Chemistry of Vitamin B12. Part XVI. Binding of Thiols to the Cobalt(II) Corrins/ S. Cockle, H.A.O. Hill, S. Ridsdale, RJ.P. Williams // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1972. - P. 297-302.

65 Cobalamin reduction by dithionite. Evidence for the formation of a six-coordinate cobalamin(II) complex/ D.S. Salnikov, R. Silaghi-Dumitrescu, S.V. Makarov, R. van Eldik, G.R. Boss // Dalton Trans. - 2011. - V. 40. - P. 9831 - 9834.

66 Acid-Base Properties of a-Ribazole and the Thermodynamics of Dimethylbenzimidazole Association in Alkylcobalamins/ K.L. Brown, J.M. Hakimi, D.M. Nuss, Y.D. Montejano, D.W. Jacobsen // Inorg. Chem. - 1984. - V. 23. -1463-1471.

67 Nitroxylcob(III)alamin: Synthesis and X-ray Structural Characterization/ L. Hannibal, C.A. Smith, D.W. Jacobsen, N.E. Brasch // Angew. Chem. Int. Ed. - 2007. -V. 46.-P. 5140-5143.

68 Redetermination of the X-ray structure of nitroxylcobalamin: base-on nitroxylcobalamin exhibits a remarkably long Co-N(dimethylbenzimidazole) bond distance/ H.A. Hassanin, "M.F. El-Shahat, S. DeBeer, C.A. Smith, N. Brasch // Dalton Trans. -2010. -V. 39. - P. 10626-10630.

69 Nitric Oxide Inhibits Mammalian Methylmalonyl-CoA Mutase/ A. Kambo, V.S. Sharma, D.E. Casteel, V. L. Woods, Jr., R.B. Pilz, G.R. Boss // J. Biol. Chem. -2005.-V. 280.-P. 10073-10082.

70 Nitric oxide interactions with cobalamins: biochemical and functional consequences/ M. Brouwer, W. Chamulitrat, G. Ferruzzi, D.L. Sauls, J.B. Weinberg/ Blood. - 1996. -V. 88.-P. 1857-1864.

71 Nitric Oxide Donor Sodium Nitroprusside Dilates Rat Small Arteries by Activation of Inward Rectifier Potassium Channels/ R. Schubert, U. Krien, I. Wulfsen, D. Schiemann , G. Lehmann, N. Ulfig , R.W. Veh, J.R. Schwarz, H. Gago // Hypertension. - 2004. - V. 43. - P. 891-896.

72 Jiang, F. Effect of hydroxocobalamin on vasodilatations to nitrergic transmitter, nitric oxide and endothelium-derived relaxing factor in guinea-pig basilar artery/ F. Jiang, C.G. Li, M. J. Rand // Eur. J. Pharmacol. - 1997. - V. 340. - P. 181-186.

73 Folic acid rescues nitric oxide-induced neural tube closure defects/ M. Weil, R. Abeles, A. Nachmany, V. Gold, E. Michael // Cell Death Differ. - 2004. -V. 11. - P. 361-363.

74 Wolak, M. Reactivity of Aquacobalamin and Reduced Cobalamin toward S-Nitrosoglutathione and S-Nitroso-N-acetylpenicillamine/ M. Wolak, G. Stochel, R. vanEldik// Inorg. Chem. - 2006.-V. 45.-P. 1367-1379.

75 Liptak, M.D. Spectroscopic and Computational Studies of Co1+Cobalamin: Spectral and Electronic Properties of the "Superreduced" B]2 Cofactor / M.D. Liptak, T.C. Brunold // J.Am.Chem.Soc. - 2006. - V. 128. - P. 9144-9156.

76 Агеева, E.C.. Взаимодействие нитрита с серосодержащими восстановителями в

присутствии металлофталоцианинов и гидроксокобаламина: дисс......канд.

хим. наук: 00.02.04: защищена 2010: утв. 2012. / Агеева Елена Сергеевна.. -Иваново, 2010.-109 с.

77 Kinetic and Thermodynamic Characterization of the Common Polymorphic Variants of Human Methionine Synthase Reductase/ H. Olteanu, K.R. Wolthers, A.W. Munro, N.S. Scrutton, R. Banerjee // Biochemistry. - 2004. - V. 43. - P. 1988-1997.

78 Co /Co Redox Tuning in Methyltransferases Induced by a Conformational Change at the Axial Ligand/ M. Kumar, N. Kumar, H. Hirao, P.M. Kozlowski // Inorg. Chem. - 2012. - V. 51. - P. 5533-5538.

79 Kumar, M. Co-H interaction inspired alternate coordination geometries of biologically important cob(I)alamin: possible structural and mechanistic consequences for methyltransferases/ M. Kumar, H. Hirao, P.M. Kozlowski // J. Biol. Inorg. Chem. - 2012. - V. 17.-P. 1107-1121.

80 Kumar, M. A Biologically Relevant Co1+—H Bond: Possible Implications in the Protein-Induced Redox Tuning of Co2+/Co,+ Reduction/ M. Kumar, P.M. Kozlowski // Angew. Chem. Int. Ed. - 2011. - V. 50. - P. 8702-8705.

81 Hydrogen bonds involving transition metal centres - a brief review/ L. Brammer, D. Zhao, F.T. Ladipo, J. Braddock-Wilking // Acta Cryst. B. - 1995. - V. 51. - P. 632640.

82 Dispersion-Driven Hydrogen Bonding: Predicted Hydrogen Bond between Water and Platinum(II) Identified by Neutron Diffraction/ S. Rizzato, J. Berges, S.A. Mason, A. Albinati, J. Kozelka // Angew. Chem. Int. Ed. - 2010. - V. 49. - P. 74407443.

83 Structural and solution study on binary peptide and ternary peptide-nucleobase complexes of palladium(II)/ M. Wienken, E. Zangrando, L. Randaccio, S. Menzer, B. Lippert // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1993. -P. 3349-3357.

84 Hydrogen Bonding in Organometallic Crystals. 6. X-H—M Hydrogen Bonds and M—(H-X) Pseudo-Agostic Bonds D. Braga, F. Grepioni, E. Tedesco, K. Biradha, G.R. Desiraju // Organometallics. - 1997. -V. 16. - P. 1846-1856.

85 Role of the Axial Base in the Modulation of the Cob(I)alamin Electronic Properties: Insight from QM/MM, DFT, and CASSCF Calculations/ N. Kumar, M. Alfonso-Prieto, C. Rovira, P. Lodowski, M. Jaworska, P.M. Kozlowski // J. Chem. Theory Comput. -2011. - V. 7.-P. 1541-1551.

86 Jensen, K.P. Electronic Structure of Cob(I)alamin: The Story of an Unusual Nucleophile/K.P. Jensen//J. Phys. Chem. B.-2005.-V. 109.-P. 10505-10512.

87 Porro, C.S. Electronic properties of pentacoordinated heme complexes in cytochrome P450 enzymes: search for an Fe(I) oxidation state/ C.S. Porro, D. Kumar, S.P. de Visser // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2009. - V. 11. - P. 1021910226.

88 Silaghi-Dumitrescu, R. A computational analysis of electromerism in hemoprotein Fe(I) models/ R. Silaghi-Dumitrescu, S.V. Makarov // J. Biol. Inorg. Chem. - 2010. -V. 15.-P. 977-986.

89 Kis, Z. The Electronic Structure of Biologically Relevant Fe(0) Systems/ Z. Kis, R. Silaghi-Dumitrescu // Int. J. Quantum Chem. - 2010. - V. 110. - P. 1848-1856.

90 Schrauzer, G.N. The Nucleophilicity of Vitamin B12s/ G.N. Schrauzer, E. Deutsch, R.J. Windgassen // J. Am. Chem. Soc. - 1968. - V. 90. - P. 2441-2442.

91 Schrauzer, G.N. Reactions of Cobalt(I) Supernucleophiles. The Alkylation of Vitamin Bi2s, Cobaloximes(I), and Related Compounds/ G.N. Schrauzer, E. Deutsch //J. Am. Chem. Soc. - 1969. -V. 91. - P. 3341-3350.

92 Pearson, R.G. Nucleophilic reactivity constants toward methyl iodide and trans-dichlorodi(pyridine)platinum(II)/ R.G. Pearson, H. Sobel, J. Songstad // J. Am. Chem. Soc. - 1968. -V. 90. - P. 319-326.

93 Swain, C.G. Quantitative Correlation of Relative Rates. Comparison of Hydroxide Ion with Other Nucleophilic Reagents toward Alkyl Halides, Esters, Epoxides and Acyl Halides/ C.G. Swain, C.B. Scott // J. Am. Chem. Soc. - 1953. -V. 75. - P. 141147.

94 Chemaly, S.M. The Chemistry of Vitamin B12. Part 23. Decomposition of the Cobalt(I) Cobalamin Bi2s in Aqueous Solution; a Novel Oscillating Reaction/ S.M. Chemaly, R.A. Hasty, J.M. Pratt // J. Chem. Soc. Dalton Trans. - 1983. - P. 22232227.

95 Mechanism of multi-metal(loid) methylation and hydride generation by methylcobalamin and cob(I)alamin: a side reaction of methanogenesis/ O. Wuerfel, F. Thomas, M.S. Schulte, R. Hensel, R.A. Diaz-Bone // Appl. Organometal. Chem. -2012.-V. 26.-P. 94-101.

96 Argüello, J.E. Role of Protonation and of Axial Ligands in the Reductive Dechlorination of Alkyl Chlorides by Vitamin Bi2 Complexes. Reductive Cleavage of Chloroacetonitrile by Co(I) Cobalamins and Cobinamides/ J.E. Argüello, C. Costentin, S. Griveau, J.-M. Saveant // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V. 127. - P. 5049-5055.

97 Cob(I)alamin reacts with sucralose to afford an alkylcobalamin: Relevance to in vivo cobalamin and sucralose interaction/ H.V. Motwani, S. Qui, B.T. Golding, H. Kylin, M. Tornqvist // Food Chem. Toxicol. - 2011. - V. 49. - P. 750-757.

98 Watson, W.P. A New Role for Glutathione: Protection of Vitamin B12 from Depletion by Xenobiotics/ W.P. Watson, T. Munter, B.T. Golding // Chem. Res. Toxicol.-2004.-V. 17.-P. 1562-1567.

99 Motwani, H.V. Cob(I)alamin for Trapping Butadiene Epoxides in Metabolism with Rat S9 and for Determining Associated Kinetic Parameters/ H.V. Motwani, C. Fred, J. Haglund, B.T. Golding, M. Tornqvist // Chem. Res. Toxicol. - 2009. - V. 22. - P. 1509-1516.

100 Balasubramanian, P.N. Electron Transfer. 67. Reductions of Hydroxylamine Derivatives by Vitamin Bi2s (Cob(I)alamin)/ P.N. Balasubramanian, E.S. Gould // Inorg. Chem. - 1984. - V. 23. - P. 824-828.

101 Balasubramanian, P.N. Electron Transfer. 64. Reduction of Nitrate by Vitamin Bi2S (Cob(I)alamin)/ P.N. Balasubramanian, E.S. Gould // Inorg. Chem. - 1983. - V. 22.-P. 2635-2637.

102 Banks, R.G.S. Reactions of Gases in Solution. Part III. Some Reactions of Nitrous Oxide with Transition-metal Complexes/ R.G.S. Banks, RJ. Henderson, J.M. Pratt // J. Chem. Soc. (A). - 1968. - P. 2886-2889.

103 Blackburn, R. Reaction of Cob(I)alamin with Nitrous Oxide and Cob(III)alamin/ R. Blackburn, M. Kyaw, A J. Swallow // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. - 1977. -V. 73.-P. 250-255.

104 Zheng, D. Electrochemical and Spectral Studies of the Reactions of Aquocobalamin with Nitric Oxide and Nitrite Ion / D. Zheng, L. Yan, R.L. Birke // Inorg.Chem. - 2002. - V. 41. - P. 2548-2555.

105 Chithambarathanu Pillai, G. Electron Transfer. 79. Reductions of Organic Disulfides by Vitamin Bi2s (Cob(I)alamin)/ G. Chithambarathanu Pillai, E.S. Gould // Inorg. Chem. - 1986. - V. 25. - P. 3353-3356.

106 Tahara, К. Eco-friendly molecular transformations catalyzed by a vitamin В12 derivative with a visible-light-driven system/ K. Tahara, Y. Hisaeda // Green Chem. -2011.-V. 13.-P. 558-561.

107 Dechlorination of DDT catalyzed by visible-light-driven system composed of vitamin В12 derivative and Rhodamin В/ K. Tahara, K. Mikuriya, T. Masuko, J. Kikuchi, Y. Hisaeda // J. Porphyrins Phthalocyanines. - 2013. - V. 17. - P. 135-141.

108 Grodkowski, J. Cobalt Corrin Catalyzed Photoreduction of C02/ J. Grodkowski, P. Neta // J. Phys. Chem. A. - 2000. - V. 104. - P. 1848-1853.

109 Microwave Detection of Sulfoxylic Acid (HOSOH)/ K.N. Crabtree, O. Martinez, L. Barreau, S. Thorwirth, M.C. McCarthy // J. Phys. Chem. А., статья в печати. -DOI: 10.102 l/jp400742q.

110 Vegas, Ä. Unique thermodynamic relationships for AfH° and AfG° for crystalline inorganic salts. I. Predicting the possible existence and synthesis of Na2SC>2 and Na2Se02/ Ä. Vegas, J.F. Liebman, H.D.B. Jenkins // Acta Cryst. B. - 2012. - V. 68. -P. 511-527.

111 Reactions of methyl viologen and nitrite with thiourea dioxide/ S.V. Makarov, E.V. Kudrik, R. van Eldik, E.V. Naidenko // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 2002. -P. 4074-4076.

112 Makarov, S.V. Acid-Base Properties of Sulfoxylate Ion/ S.V. Makarov, E.V. Kudrik, E.V. Naidenko // Russ. J. Phys. Chem. - 2006. - V. 51. - P. 1149-1152.

113 Makarov, S.V. Acid-Base Properties and Stability of Sulfoxylic Acid in Aqueous Solutions/ S.V. Makarov, D.S. Sal'nikov, A.S. Pogorelova // Russ. J. Inorg. Chem. -2010.-V. 55.-P. 301-304.

114 A new route to carbon monoxide adducts of heme proteins/ S.V. Makarov, D.S. Salnikov, A.S. Pogorelova, Z. Kis, R. Silaghi-Dumitrescu // J. Porphyrins Phthalocyanines. - 2008. - V. 12. - P. 1096-1099.

115 Kinetics and Mechanism of the Iron Phthalocyanine Catalyzed Reduction of Nitrite by Dithionite and Sulfoxylate in Aqueous Solution/ E.V. Kudrik, S.V. Makarov, A. Zahl, R. van Eldik // Inorg. Chem. - 2005. - V. 44. - P. 6470-6475.

116 Тетрасульфофталоцианин кобальта - катализатор восстановления нитрита диоксидом тиомочевины/ А.С. Погорелова, С.В. Макаров, Е.С. Агеева, Р. Силаги-Думитреску // Журн. физ. химии. - 2009. - Т. 83. - С. 2250-2254.

117 Макаров, С.В. Новые направления в химии серосодержащих восстановителей/ С.В. Макаров // Усп. химии. — 2001. - Т. 70. - С. 996-1007.

118 Буданов, В.В. Химия серосодержащих восстановителей (ронгалит, дитионит, диоксид тиомочевины)/ В.В.Буданов, С.В.Макаров // М.: Химия. — 1994.-С. 140.

119 Reactive Oxygen Species in the Aerobic Decomposition of Sodium Hydroxymethanesulfinate/ S.V. Makarov, C. Mundoma, S.A. Svarovsky, X. Shi, P.M. Gannet, R.H. Simoyi // Arch. Biochem. Biophys. - 1999. - V. 367. - P. 289296.

120 Восстановление нитрита гидроксиметансульфинатом натрия в присутствии тетрасульфофталоцианинов кобальта и железа/ Е.С. Агеева, Е.А. Власова, С.В. Макаров, А.С. Макарова // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2010. - Т. 53.-С. 74-78.

121 Comparative study of reactions between ji-nitrido- and ц-oxo-bridged iron tetrasufophthalocyaniines and sulfur-containing reductants/ I.A. Dereven'kov, S.S. Ivanova, E.V. Kudrik, S.V. Makarov, A.S. Makarova, P.A. Stuzhin // J. Serb. Chem. Soc., статья в печати. -DOI: 10.2298/JSC130119019D.

122 Pratt, J.M. Inorganic Chemistry of Vitamin B12/ J.M. Pratt. - London: Academic Press, 1972.-335 p.

123 Lambeth, D.O. The Kinetics and Mechanism of Reduction of Electron Transfer Proteins and Other Compounds of Biological Interest by Dithionite/ D.O. Lambeth, G. Palmer // J. Biol. Chem. - 1973. - V. 248. - P. 6095-6103.

124 Sustained release nitric oxide releasing nanoparticles: Characterization of a novel delivery platform based on nitrite containing hydrogel/glass composites/ A. Friedman, G. Han, M.S. Navati, M. Chacko, L. Gunther, A. Alfieri, J.M. Friedman // Nitric Oxide. - 2008. - V. 19. - P. 12-20.

125 Blackburn, R.S. Green Chemistry Methods in Sulfur Dyeing: Application of

Various Reducing d-Sugars and Analysis of the Importance of Optimum Redox Potential/ R.S. Blackburn, A. Harvey // Environ. Sci. Technol. - 2004. - V. 38. - P. 4034-4039.

126 Взаимодействие моносахаридов с тетрасульфофталоцианином кобальта/ М.Н. Малинкина, А.С. Макарова, С.В. Макаров, Д.С. Сальников // Макрогетероциклы. - 2011. - Т. 4. - С. 42-46.

127 Gupta, N. Enzymatic mechanism and biochemistry for cyanide degradation: A review/ N. Gupta, C. Balomajumder, V.K. Agarwal // J. Hazard. Mater. - 2010. - V. 176.-P. 1-13.

128 Ashby, M.T. Hypothiocyanite/ M.T. Ashby // Adv. Inorg. Chem. - 2012. - V. 64. -P. 263-303.

129 Steady-State Kinetics of Thiocyanate Oxidation Catalyzed by Human Salivary Peroxidase/K.M. Pruitt, B. Mansson-Rahemtulla, D.C. Baldone, F. Rahemtulla // Biochemistry. - 1988. - V. 27. - P. 240-245.

130 Ashby, M.T. Redox Buffering of Hypochlorous Acid by Thiocyanate in Physiologic Fluids/ M.T. Ashby, A.C. Carlson, M. Jared Scott // J. Am. Chem. Soc. - 2004. - V. 126.-P. 15976-15977.

131 Thiosulfate, polythionates, and elemental sulfur assimilation and reduction in the bacterial world/ A. Le Faou, B.S. Rajagopal, L. Daniels, G. Fauque // FEMS Microbol. Rev. - 1990. -V. 75. -P. 351-382.

132 Thiosulfate Reduction in Salmonella enterica Is Driven by the Proton Motive Force/ L. Stoffels, M. Krehenbrink, B.C. Berks, G. Unden // J. Bacterid. - 2012. -V. 194.-P. 475-485.

133 Zhou, K. One-step synthesis of a/|3 cyano-aqua cobinamides from vitamin BI2 with Zn(II) or Cu(II) salts in methanol/ K. Zhou, F. Zelder // J. Porphyrins Phthalocyanines. -2011. - V. 15.-P. 555-559.

134 Stoll, S. EasySpin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR/ S. Stoll, A. Schweiger // J. Magn. Reson. - 2006. - V. 178. - P. 4255.

135 Axial Bonding in Alkylcobalamins: DFT Analysis of the Inverse Versus Normal Trans Influence/ J. Kuta, J. Wuerges, L. Randaccio, P.M. Kozlowski // J. Phys. Chem. A. - 2009. - V. 113.-P. 11604-11612.

136 Hirao, H. Which DFT Functional Performs Well in the Calculation of Methylcobalamin? Comparison of the B3LYP and BP86 Functionals and Evaluation of the Impact of Empirical Dispersion Correction/ H. Hirao // J. Phys. Chem. A. -2011.-V. 115.-P. 9308-9313.

137 SPARTAN '06 for Windows, Wavefunction Inc., 18401 Von Karman Avenue, Suite 370 Irvine, CA 92612, 2006.

138 M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, J. Montgomery, J.A., T. Vreven, K.N. Kudin, J.C. Burant, J.M. Millam, S.S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G.A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Kiene, X. Li, J.E. Knox, H.P. Hratchian, J.B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R.E. Stratmann, O. Yazyev, A.J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J.W. Ochterski, P.Y. Ayala, K. Morokuma, G.A. Voth, P. Salvador, J.J. Dannenberg, V.G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M.C. Strain, O. Farkas, D.K. Malick, A.D. Rabuck, K. Raghavachari, J.B. Foresman, J.V. Ortiz, Q. Cui, A.G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B.B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R.L. Martin, D.J. Fox, T. Keith, M.A. Al-Laham, C.Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P.M.W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M.W. Wong, C. Gonzalez, J.A. Pople, Gaussian 09, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.

139 Hu, T.-M. The Kinetics of Thiol-mediated Decomposition of S-Nitrosothiols/ T.-M. Hu, T.-C. Chou // J. Am. Assoc. Pharm. Sei. - 2006. - V. 8. - P. 485-492.

140 Redox Chemistry of [Fe2(CN)10]4\ Part 4. Reaction with L-Cysteine/ F.A. Beckford, D. Bennet, T.P. Dasgupta, G. Stedman // J. Chem. Res. (S). - 1998. - P. 98-99.

141 The Chemistry of Vitamin BJ2. Part IV. The Thermodynamic trans-Effect. G.C. Hayward, H.A.O. Hill, J.M. Pratt, N.J. Vanston, R.J.O. Williams // J. Chem. Soc. -1965.-P. 6485-6493.

142 Baldwin, D.A. The Chemistry of Vitamin B!2. Part 20. Diaquocobinamide : pK Values and Evidence for Conformational Isomers/ D.A. Baldwin, E.A. Betterton, J.M. Pratt // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1983. - P. 217-223.

143 Bamford, C.H. Kinetic Studies on Carbohydrates in Alkaline Conditions. III. Interconversion of D-Glucose, D-Fructose and D-Mannose in Feebly Alkaline Solution/ C.H. Bamford, J.R. Collins // Proc. R. Soc. bond. A. - 1955. - V. 228. - P. 100-119.

144 Christensen, J.J. Thermodynamics of proton dissociation in dilute aqueous solution. Part XV. Proton dissociation from several monosaccharides at 10 and 40 °C/ J.J. Christensen, J. Howard Rytting, R.M. Izatt // J. Chem. Soc. B. - 1970. -1646-1648.

145 Identification of the components of aldoses in a tautomeric equilibrium mixture as their trimethylsilyl ethers by capillary gas chromatography/ M. Paez, I. Martinez-Castro, J. Sanz, A. Olano, A. Garcia-Raso, F. Saura-Calixto // Chromatographia. -1987.-V. 23.-P. 43-46.

146 Kinetcs and Mechanism of the Cobalt Phthalocyanine Catalyzed Reduction of Nitrite and Nitrate by Ditionite in Aqueous Solution/ E.V. Kudrik, S.V. Makarov, A. Zahl, R. van Eldik // Inorg. Chem. - 2003. - V. 42. - P. 618-624.

147 Kinetics and mechanism of the Co(II)-assisted oxidation of L-ascorbic acid by dioxygen and nitrite in aqueous solution/ E.A. Vlasova, N. Hessenauer-Ilicheva, D.S. Salnikov, E.V. Kudrik, S.V. Makarov, R. van Eldik // Dalton Trans. - 2009. - P. 10541-10549.

148 Власова, E.A. Кинетика восстановления нитрита диоксидом тиомочевины в присутствии октасульфофенилтетрапиразинопорфиразина кобальта/ Е.А.

Власова, С.В. Макаров, М.Н. Малинкина // Журн. физ. химии. - 2010. - Т. 84. -С. 655-660.

149 Probing the Nature of the Co111 Ion in Cobalamins - Spectroscopic and Structural Investigations of the Reactions of Aquacobalamin (Vitamin Bi2a) with Ambident Nucleophiles/ C.B. Perry, M.A. Fernandes, K.L. Brown, X. Zou, E.J. Valente, H.M. Marques // Eur. J. Inorg. Chem. - 2003. - P. 2095-2107.

150 Crystal chemistry and binding of N02, SCN and SeCN to Co in cobalamins/ G. Garau, S. Geremia, L.G. Marzilli, G. Nardin, L. Randaccio, G. Tauzher // Acta Crystallogr. Sect. B. -2003. -V. 59. - P. 51-59.

151 Ford, S.H. The Preparation and Characterization of the Diaquo- Forms of Several Incomplete Corrinoids: Cobyric Acid, Cobinamide, And Three Isomeric Cobinic Acid Pentaamides/ S.H. Ford, A. Nichols, M. Shambee // J. Inorg. Biochem. - 1991. -V.41.-P. 235-244.

152 Placing hydroxide in the thermodynamic trans influence order of the cobalt corrinoids: equilibrium constants for the reaction of some ligands with aquahydroxocobinamide/ H.M. Marques, J.C. Bradley, K.L. Brown, H. Brooks // Inorg. Chim. Acta. - 1993.-V. 209.-P. 161-169.

153 Crowell, T.I. The Hydrolysis of Thiocyanic Acid. I. Dependence of Rate on Acidity Function/ T.I. Crowell, M.G. Hankins // J. Phys. Chem. - 1969. - V. 73. -1380-1383.

154 Trommel, J.S. Assessment of the Existence of Hyper-Long Axial Co(II)-N Bonds in Cobinamide B]2 Models by Using Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy/ J.S. Trommel, K. Warncke, L.G. Marzilli // J. Am. Chem. Soc. -2001. - V. 123. - P. 3358-3366.

155 Reig, A.J. Combined Spectroscopic/Computational Studies of Vitamin B12 Precursors: Geometric and Electronic Structures of Cobinamides/ A.J. Reig, K.S. Conrad, T.C. Brunold // Inorg. Chem. - 2012. - V. 51. - P. 2867-2879.

156 Page, F.M. The Dissociation Constants of Thiosulfiiric Acid/ F.M. Page // J. Chem. Soc. - 1953.-P. 1719-1724.

157 Steudel, R. Microsolvation of Thiosulfuric Acid and Its Tautomeric Anions [HSSO3]" and [SS02(0H)]" Studied by B3LYP-PCM and G3X(MP2) Calulations/ R. Steudel, Y. Steudel // J. Phys. Chem. A. - 2009. - V. 113. - P. 9920-9933.

158 Kinetics and Mechanism of the Oxidation of Thiosulfate Ion by Hexachloroiridate(IV)/ B. Goyal, S. Solanki, S. Arora, A. Prakash, R.N. Mehrotra // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1995. - P. 3109-3112.

159 Electron transfer from thiosulfate to nickel(IV) oxime imine complexes in aqueous solution/ S. Bhattacharya, M. Ali, S. Gangopadhyay, P. Banerjee // J. Chem. Soc., Dalton Trans. - 1996. - P. 2645-2651.

160 Shvab, N.A. Mechanism of Reduction of Thiosulfate Ions on the Cathode/ N.A. Shvab, V.D. Litovchenko, L.M. Rudkovskaya // Russ. J. Appl. Chem. - 2007. - V. 80.-P. 1852-1855.

161 Prasad, S.M. Rerefinement of sodium thiosulfate pentahydrate/ S.M. Prasad, A. Rani // Acta Cryst. E. - 2001. - V. 57. - P. 67-69.

162 Huss, A. Jr. Equilibria and ion activities in aqueous sulfur dioxide solutions/ A. Huss, Jr., C.A. Eckert // J. Phys. Chem. - 1977. - V. 81. -P. 2268-2270.

163 Hayon, E. Electronic spectra, photochemistry, and autoxidation mechanism of the sulfite-bisulfite-pyrosulfite systems. S02\ SO3', SO4", and S05" radicals/ E. Hayon, A. Treinin, J. Wilf // J. Am. Chem. Soc. - 1972. -V. 94. - P. 47-57.

164 Horner, D.A. Equilibrium quotient for the isomerization of bisulfite ion from HSO3' to S03H7 D.A. Horner, R.E. Connick // Inorg. Chem. - 1986. - V. 25. - P. 2414-2417.

165 Connick, R.E. Equilibrium Constant for the Dimerization of Bisulfite Ion to Form S2052"/ R.E. Connick, T.M. Tam, E. von Deuster // Inorg. Chem. - 1982.. - V. 21. -P. 103-107.

166 Smith, K.W. Mutational Analysis of Sufite Reductase Hemoprotein Reveals the Mechanism for Coordinated Electron and Proton Transfer/ K.W. Smith, M.E. Stroupe // Biochemistry. - 2012. - V. 51. - P. 9857-9868.

167 Electromerism and linkage isomeristti in biologically-relevant Fe—SO complexes/ M. Surducan, D. Lup, A. Lupan, S.V. Makarov, R. Silaghi-Dumitrescu // J. Inorg. Biochem. -2013. - V. 118.-P. 13-20.

168 Kubas, G J., Reduction of sulfur dioxide by (C5R5)M(CO)3H (M = Mo, W; R = H, Me). Chemistry and structures of (C5H5)Mo(CO)3(S02H), the first example of insertion of S02 into a metal-hydride bond, and [(C5Me5)Mo(CO)3]2(mu-S204), a sulfur-bonded dithionite complex/ G.J. Kubas, H.J. Wasserman, R.R. Ryan // Organometallics. - 1985. - V. 4. - P. 2012-2021.