Synthesis of phosphonic acid probes for studies on phosphonate metabolizing enzymes

Die Erforschung von Phosphonat (Pn) abbauenden Enzymen ist nach wie vor eine wissenschaftliche Niche, welche jedoch in den letzten Jahrzehnten vermehrt für Aufsehen gesorgt hat. Grund hierfür ist die Erkenntnis, dass es einen direkten Zusammenhang mit den biogeochemischen Zyklen der Natur (P, C und N-Zyklus) gibt. Da ein tieferes Verständnis des Pn-Abbaus zudem höchstwahrscheinlich zu medizinischen Innovationen führen wird, ist es notwendig Verbindungen herzustellen, welche als Grundlage für mechanistische Untersuchungen des Pn Metabolismus benötigt werden. Die gegenständliche Masterarbeit beschäftigt sich daher mit der Synthese diverse Substanzen für die Studien des Enzym Komplexes C−P Lyase sowie der Hilfsenzyme des hydrolytischen Pn-Abbauweges. Die Arbeit diskutiert die erfolgreiche Synthese von (2-(4-Nitrophenoxy)ethyl)phosphonsäure (NPEP), einen Substrat Analogon der C−P Lyase, welches als Indikator für C−P Lyase-aktivität in Umweltproben dienen soll. Weiters werden verschiedene Syntheseroute für (N-Dansyl-3-aminopropyl)2-tryptamine-ethylphosphinat (DTAP), welches in gleicher Art wie das zuvor erwähnte NPEP als C−P Lyase Indikator dienen soll, diskutiert. Zuletzt beschäftigt sich die Arbeit mit mehreren Versuchen beide Enantiomere von 2-Amino-1-fluoroethylphosphonsäure (FAEP) zu synthetisieren. FAEP ist ein potenzieller Inhibitor des Enzyms Phosphonate breakdown factor A (PbfA) welches jedoch über einen bislang unbekannten Mechanismus in Anwesenheit von Phosphonate breakdown factor F (PbfF) hydrolytisch gespalten werden kann.