Investigation of Reactive Nitrogen Species (RNS) generation in the Vitamin B12 systems

Modyfikacja aktywności tlenku azotu(II) na centrach metalicznych ma istotne znaczenie w wielu procesach środowiskowych, biologicznych czy katalitycznych. Badanie mechanizmów tych reakcji, wchodzących często w skład katalitycznych cykli utleniania - redukcji, pomimo dotychczasowych badań, ciągle stanowi ważne wyzwanie naukowe. W szczególności dotyczy to cykli redoksowych, w których niejednokrotnie brakuje pełniejszego opisu etapów powrotu kompleksu metalu (traktowanego najczęściej jako katalizator reakcji) do stanu wyjściowego.Przeprowadzone w ramach niniejszej pracy badania miały na celu zbadanie możliwości działania witaminy B12 jako katalizatora w reakcjach generowania jednej z Reaktywnych Form Azotu - nitroksylu. Zaproponowano cykl reakcji chemicznych, w których bierze udział akwakobalamina oraz produkty jej oddziaływania z małymi cząsteczkami nieorganicznymi. Cykl ten oparto na licznych doniesieniach literaturowych dotyczących pojedynczych reakcji wchodzących w jego skład. Innowacyjność opisywanych tu badań polega na syntetycznym ujęciu całego zagadnienia, umożliwiającym stwierdzenie prawdopodobieństwa realizacji cyklu katalitycznego, w którym generowany byłby nitroksyl. Drugim ważnym aspektem przeprowadzonych badań, było określenie warunków m.in wskazanie reduktorów umożliwiających jego realizację, co ma znaczenie w kontekście rozważań nad prawdopodobieństwem endogennego generowania HNO/NO-.

Modification of the nitric oxide activity on metal centers is important for various environmental, biological and catalytic processes. Redox behavior of small molecules such as nitric oxide is modulated by coordination to metal centre and depends on the redox properties of metal ion. The effective catalytic activation of small molecules must include returning of the transition metal complexes to their ground oxidation state to complete the catalytic cycle. The subject of this thesis deals with the interactions in Vitamin B12/ NO systems. In these systems Cobalamin as the macrocyclic complex of the transition metal, should act as the catalyst for generation of the Reactive Nitrogen Species.The catalytic cycle based on Vitamin B12 was proposed. In numerous literature reports the individual reactions of this catalytic cycle are mentioned. The innovation in this research was to create the catalytic cycle composed of the individual reactions mentioned in the literature. The principal aim was to give evidence for the possibility of the catalytic cycle of HNO generation. Moreover, the studies lead to determination of the reaction conditions (e.g. selection of reducing agents) in the context of endogenous formation of HNO