Автореферат (1145464), страница 4
Текст из файла (страница 4)
6. Фрагмент спектра F.NOESY (τm = 0.5 c) В-нор-8α-аналога эстрогенов (11б) икорреляции экспериментальных расстояний r(ЯЭО) в стероидах (11б) и (11в) с даннымиметода ММ+ при использовании изотропной (1) и анизотропной (2) моделей расчета.Полученные значения скоростей кросс-релаксации σij были использованы дляоценки межпротонных расстояний калибровочным методом. Расстояние 1.79 Åмежду геминальными протонами 17α и 17β было выбрано в качестве эталонного и длянего полярный угол β(эт.) составляет 60º. Сравнение этих экспериментальныхрасстояний с данными метода ММ+ (Рис.
6-1, слева) показывает, что только 4расстояния (без учета эталонного) оказываются в пределах точности ±5%, а 4 других(обозначены “●”) оказываются заниженными относительно данных ММ+ не более,1В дальнейшем тексте везде эксперименты NOESY соответствуют режиму регистрации Fast NOESY.15чем на 9%. Но это занижение оказывается почти в 2 раза меньше, чем было полученопри изучении стероида (2а), для которого в качестве эталонного использовалосьрасстояние r7α-7β (Рис.
3), имеющего полярный угол на 22º больше, чем в случаестероида (11б). Таким образом, при уменьшении полярного угла эталонногорасстояния наблюдается тенденция к уменьшению степени заниженияэкспериментальных расстояний за счет анизотропии диффузии. Эту тенденциюподтверждают аналогичные корреляции для 14 расстояний в стероиде (11в), которыепоказаны на этом же рисунке (Рис. 6-1, справа). Полярный угол эталонногорасстояния, в качестве которого использовано расстояние r8α-9α = 2.32 Å, составляет70º и величина максимального занижения измеряемого расстояния из-за анизотропиидиффузии увеличивается по сравнению со стероидом (11б) и достигает 11%.Переход от изотропной модели расчета к анизотропной путем расчета и введенияпоправки на анизотропию, также как в случае стероида (2а), устраняет зависимостьполученных результатов от выбора эталонного расстояния и значительно улучшаеткорреляцию между экспериментальными (ЯМР) и расчетными (ММ+) значениями.Среднеквадратичное отклонение (sd) для стероида (11в) при этом уменьшается почтив 2 раза и составляет 0.04 Å.СопоставлениеэкспериментальныхЯМР-расстояний,полученныхсиспользованием анизотропной модели расчета, с соответствующими результатамирасчетных методов РМ3 и ММ+ и данными РСА было проведено на примере изучения6-окса-D-гомо-8α-аналогов эстрогенов (4а), (4б) и (4в) и представлено на рисунке 7 ввиде суммарных корреляционных зависимостей всех расстояний, измеренных дляэтих стероидов: (4а) ‒ 10, (4б) ‒ 13 и (4в) – 8 расстояний.
При сравнении корреляциймежду данными ЯМР и полуэмпирического метода PM3 (1) и метода молекулярноймеханики ММ+ (2) хорошо видно, что в первом случае результаты расчетовполуэмпирическим методом РМ3 дают более короткие (заниженные) значениярасстояний по сравнению с ЯМР, а во втором наблюдается практически равномерноераспределение точек относительно сплошной линии, соответствующей соотношениюY = X, со среднеквадратичным отклонением 0.039 Å.Рис. 7. Корреляции экспериментальных межпротонных ЯМР-расстояний в 8α-аналогахэстрогенов (4а), (4б) и (4в), полученных для каждого из них с использованием анизотропноймодели расчета, с данными методов 1) – РМ3, 2) – ММ+, 3) – РСА и 4) – (РСА+ММ+).Наибольший разброс корреляционных точек наблюдается при сравнении данныхЯМР со значениями межпротонных расстояний, полученных методом РСА: sd = 0.056Å (Рис. 7-3) Очевидной причиной этого является процедура получения данных РСАдля межпротонных расстояний: протоны добавляются к точной рентгеновскойструктуре углеродного скелета со стандартными значениями длин связей и валентныхуглов, характерных для кристаллов.
Чтобы компенсировать это обстоятельствопроводилась дополнительная процедура оптимизация структур стероидов (4а) ‒ (4в)методом ММ+, которая заключалась в фиксации тяжелых атомов в положениях,соответствующих координатам РСА, и оптимизации только положений протонов.Полученные таким образом данные обозначены как “РСА+ММ+” или “РСА+” и они16представлены на корреляционном графике 4. При его сравнении с графиком 3наблюдается заметное улучшение корреляции данных ЯМР с результатамиоптимизированных данных РСА+ММ+: sd(3) = 0.056 Å уменьшается до 0.04 Å.Таким образом, приведенные на рисунке 7 корреляционные зависимостисвидетельствуют о том, что наилучшее соответствие наблюдается между даннымиЯМР и результатами расчетов методом молекулярной механики ММ+, асопоставление с данными РСА дает более надежные результаты после ихдополнительной оптимизации методом ММ+.Для всех изученных модификаций 8α-аналогов эстрогенов были определенызначения скалярных констант 2-6JH-H.
Однако, все попытки использованиявицинальных констант на количественном уровне с помощью сопоставленияэкспериментальных и расчетных значений 3JH-H и/или торсионных углов θН-Н, а такжепопытки оптимизации параметров наиболее известных модификаций карплусовскойзависимости 3JH-H = f(θН-Н) не приводили к улучшению надежности получаемыхрезультатов. Одна комбинация оптимизированных параметров могла хорошоработать для одной пары вицинальных протонов, но при попытке ее использованиядля другой пары протонов могла приводить к противоположному результату. Следуетотметить, что причиной расхождения экспериментальных и расчетных данных немогла быть точность измерения первых из них, поскольку все оценки константпроводились с погрешностью не хуже ±0.2 Гц, а возможные эффектысильносвязанности либо устранялись с помощью симуляции отдельных спектральныхфрагментов, либо такие данные просто исключались из рассмотрения.
По меренакопления экспериментальных данных стало очевидным, что расхождения междуэкспериментальными и расчетными константами и торсионными углами носятсистематический характер, поэтому от сравнения их абсолютных значений былпроизведен переход к сравнению относительных изменений экспериментальных ирасчетных значений 3JН-Н и θН-Н для двух близких по структуре стероидов.В качестве примера на рисунке 8 показано сопоставление двух 6-окса-8α-аналоговэстрогенов (1а) и (2а), которые отличаются только заместителем в положении 17. Этоприводит к небольшому различию в конформации пятичленного кольца D, которое,согласно расчетам (PM3), выражается в уменьшении почти на 6.7º торсионного углаН15β-С15-С16-Н16β и в увеличении на 6.3º угла Н15α-С15-С16-Н16β при переходе отстероида (1а) к стероиду (2а).Рис.
8.Пространственное строение кольца D в стероидах (1a) и (2a). Показаныньюменовские проекции по связи С15-С16 и торсионные углы Н15β-С15-С16-Н16β,Н15α-С15-С16-Н16β. а) – Карплусовская зависимость 3JH-H = ƒ(θ), на которой стрелками показанхарактер изменений торсионных углов и вицинальных констант между протонами кольца Dпри переходе от стероида (1a) к стероиду (2a). б) – Корреляционная зависимость междуэкспериментальными и расчетными относительными изменениями вицинальных констант∆3J = 3J(2а) – 3J(1а).Такое изменение торсионных углов в кольце D экспериментально подтверждаетсяувеличением констант 3J15α-16α, 3J15α-16β, 3J15β-16β и уменьшением константы 3J15β-16α. Это17находится в полном соответствии с характером карплусовской зависимости врассматриваемых диапазонах изменений углов θН-Н (Рис.
8-a). Одновременнонаблюдается (Рис. 8-б) хорошая (sd = 0.26 Гц) количественная корреляцияотносительных изменений экспериментальных и расчетных вицинальных констант∆3J = 3J(2а)– 3J(1а), тогда как при сравнении абсолютных значений экспериментальных ирасчетных констант расхождение между ними достигало почти 3 Гц. Таким образом,представленные данные свидетельствуют о небольших, но хорошо регистрируемых спомощью ЯМР различиях в геометрии кольца D стероидов (1а) и (2а).Аналогичный подход был использован при сравнительном изучениипространственного строения 6-окса-D-гомо-8α-аналогов стероидных эстрогенов (3a)и (3б), которые отличаются наличием во втором из них метильной группы вположении 7β. При этом из-за возникновения стерической напряженности междуметильными группами в положениях 7β и 13β должны наблюдаться небольшие(от 7º до 11º) изменения торсионных углов в области сочленения колец В и С. Приэтом торсионные углы между протонами этановых фрагментов С11Н2-С12Н2 в кольцеС и С15Н2-С16Н2-С17Н2 в кольце D изменяются согласно расчетам (РМ3) лишь впределах 2-4°.
Следовательно, наиболее надежным доказательством измененияпространственного строения стероида (3б) по сравнению с (3a), должно являтьсясоответствующее изменение величин скалярных взаимодействий 7α/8α, 8α/9α, 9α/11αи 8α/14α. На рисунке 9 показана корреляция относительных расчетных иэкспериментальных величин ∆3Jij для указанных пар протонов, котораясвидетельствует о достаточно хорошем ихсоответствии.Различия в пространственном строениистероидов (3a) и (3б) независимым способомбыли выявлены с помощью сопоставленияпространственных взаимодействий междупротоном 1 и протонами 9α и 11α, а такжемежду протоном 7α и протонами 15α и 15β(Рис.10).Относительныевеличиныобъемных интегралов соответствующихкросс-пиков Sij свидетельствуют о том, что встероиде (3а) отношение расстояний (r1-9α/r1Рис. 9.Корреляционная зависимость 11α)(3a) = (0.94)1/6 = 0.99, а в стероиде (3б)между относительными эксперимен- составляет: (r1-9α/r1-11α)(3б) = (2.2)1/6 = 1.14.тальными и расчетными изменениями Следовательно, на качественном уровневицинальных констант ∆3J = 3J(3б) – 3J(3а).наблюдается полное соответствие междурезультатами расчетов этих расстояний методом РМ3 (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
