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 Mass spectrometry of cationic compounds and their non covalent adducts with oligonucleotides
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/4932

title: Mass spectrometry of cationic compounds and their non covalent adducts with oligonucleotides
other titles: Espectrometria de massa de compostos catiónicos e dos seus aductos não covalentes com oligonucleotídeos
authors: Izquierdo-Cabezudo, Raúl-Alfonso
advisors: Marques, Maria da Graça de Ornelas Santana
Silva, Artur Manuel Soares
keywords: Química
Espectrometria de massa
Porfirinas
Ruténio - Complexos
issue date: 2006
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: O objectivo do presente trabalho é a aplicação da espectrometria de massa e espectrometria de massa tandem, ambas com ionização por electrospray (ESIMS e ESI-MS/MS respectivamente) nos modos positivo e negativo ao estudo de compostos catiónicos e das suas interacções com oligonucleotídeos. Usando ESI-MS e ESI-MS/MS no modo positivo, estudaram-se clorinas e isobacterioclorinas catiónicas com anéis de pirrolidina fundidos ao macrociclo. Estes compostos sofrem reacções de cicloreversão em fase gasosa que ocorrem por eliminação de espécies neutras ou carregadas. No caso de algumas espécies catiónicas, observaram-se processos de redução envolvendo um electrão e perdas de radicais metilo, que ocorrem, provavelmente, através da formação de um radical pirrolidínio hipervalente. Foram também estudadas porfirinas catiónicas isómericas (como bases livres ou metaladas) substituídas nas posições β-pirrólicas por grupos vinilmetilpiridil, utilizando ESI-MS e ESI-MS/MS no modo de ionização positivo. Uma das bases livres apresentou, em fase gasosa, um comportamento singular, que pode estar relacionado com a sua diferente distribuição de densidade electrónica. ESI-MS e ESI-MS/MS foram igualmente usadas para estudar um conjunto de complexos de ruténio(II) com um ligando comum, um tioéter de coroa e diferentes ligandos (diiminas)com potencialidade de intercalação ao ADN. Foram observadas perdas por fragmentação da coroa e para alguns compostos, perdas das diiminas intactas. A labilidade do ião halogénio coordenado e a possível mudança de hapticidade de k2 a k3 do ligando tripodal trispirazolilmetano nos complexos de ruténio(II) com outro tioéter de coroa foram também investigados por ESI-MS. As técnicas de ESI-MS e ESI-MS/MS foram aplicadas ao estudo de vários oligonucleotídeos e dos seus aductos com cinco complexos de ruténio nos modos positivo e negativo. Foram detectados aductos dos complexos com cadeias duplas nos modos positivo e negativo, sendo a razão das abundâncias das cadeias duplas em relação às das cadeias simples maior no modo positivo do que no modo negativo. Experiências de competição nos modos positivo e negativo foram igualmente realizadas. Um dos complexos estudados mostrou consideravelmente maior afinidade pelas cadeias duplas do que os outros quatro, nos dois modos, positivo e negativo. Como os dados obtidos apontam para mais de um tipo de ligação nos aductos de complexos de ruténio com oligonucleotídeos de cadeia dupla, é provável que a afinidade superior referida seja devida à predominância de hemi-intercalação.

The aim of the present work is the application of electrospray mass spectrometry (ESI-MS) and electrospray tandem mass spectrometry (ESIMS/ MS) in the positive and negative ion mode to the study of cationic compounds and of their interactions with oligonucleotides. Using ESI-MS and ESI-MS/MS in the positive ion mode we have observed that cationic pyrrolidine-fused chlorins and isobacteriochlorins undergo cycloreversion reactions in the gas phase, through loss of either neutral or charged moieties. In the case of some cationic species, one-electron reduction with methyl loss was observed, occurring probably through hypervalent pyrrolidinium radical formation. Isomeric β-pyrrolic vinylmethylpyridyl substituted cationic porphyrins (freebases or metallated) have been also studied by ESI-MS and ESI-MS/MS in the positive ion mode. The free-base isomer has a unique gas-phase behaviour that may be related to its different electronic density distribution. ESI-MS and ESI-MS/MS were also used to study a series of ruthenium(II) complexes with a common ligand. Thiacrown fragmentation and intact diimine loss are the two major types of gas-phase reactions observed. The lability of a halogen ion ligand and a possible hapticity change from k2 to k3 of the tripodal ligand trispyrazolylmethane in ruthenium(II) complexes with another thioether was investigated by ESI-MS. ESI-MS and ESI-MS/MS were used in the positive and negative ion modes to study several oligonucleotides and their adducts with five ruthenium complexes. Adducts of the complexes with double strands were detected both in the positive and in the negative ion mode. In the positive ion mode, the ratio of the abundances of double stranded to single stranded species was higher than in the negative ion mode. Competition experiments both in the positive and negative ion mode were also undertaken. One of the complexes studied displayed considerably higher affinity for the double strands than the other four, both in the positive and negative ion mode. As more than one binding mode may occur in the doublestrand- complex adducts, it is probable that this higher affinity is due to predominance of hemi-intercalation.

El objetivo del presente trabajo es la aplicación de la espectrometría de masas y espectrometría de masas tandem, ambas con ionización por electrospray (ESI-MS y ESI-MS/MS respectivamente) en los modos positivo y negativo, al estudio de compuestos catiónicos y de sus interacciones con oligonucleótidos. Utilizando ESI-MS y ESI-MS/MS en el modo positivo, fueron estudiadas clorinas e isobacterioclorinas catiónicas con anillos de pirrolidina unidos al macrociclo. Estos compuestos sufren reacciones de cicloreversión en fase gaseosa a través de la eliminación de especies neutras o cargadas. En el caso de algunas especies catiónicas, se observaron procesos de reducción incluyendo un electrón y pérdidas de radicales metilo, que probablemente ocurren mediante formación de un radical pirrolidinio hipervalente. Fueron también estudiadas porfirinas catiónicas isoméricas (como bases libres o metaladas) substituidas en las posiciones β-pirrólicas por grupos vinilmetilpiridil, utilizando ESI-MS y ESI-MS/MS en el modo de ionización positivo. Una de las bases presentó en fase gaseosa un comportamiento singular, que puede estar relacionado con su diferente distribución de densidad electrónica. Se utilizaron así mismo ESI-MS y ESI-MS/MS para estudiar un conjunto de complejos de rutenio(II) con un ligando común, un tioéter de corona y diferentes ligandos (diiminas) potencialmente intercaladores al ADN. Se observaron pérdidas por fragmentación de la corona y para algunos compuestos, pérdidas de diiminas intactas. La labilidad del ión halógeno coordinado y el posible cambio de hapticidad de k2 a k3 del ligando tripodal trispirazolilmetano en los complejos de rutenio (II) con otro tioéter de corona fueron también investigados por ESI-MS. Las técnicas de ESI-MS y ESI-MS/MS fueron aplicadas al estudio de varios oligonucleótidos y de sus aductos con cinco complejos de rutenio en los modos positivo y negativo, siendo detectados aductos de los complejos con cadenas dobles en los modos positivo y negativo, con una razón mayor de abundancias de cadenas dobles en relación con las simples en el modo positivo que en el modo negativo. Se llevaron a cabo experimentos de competición en los modos positivo y negativo. Uno de los complejos estudiados mostró una considerable mayor afinidad por las cadenas dobles de ADN que los otros cuatro en ambos modos, positivo y negativo. Como los datos obtenidos apuntan a la existencia de más de un tipo de enlace de los aductos con complejos de rutenio con oligonucleótidos de cadena doble, es probable que la superior afinidad sea debida a la predominancia de hemiintercalación.
description: Doutoramento em Química
URI: http://hdl.handle.net/10773/4932
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