Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lücke bei Gold geschlossen

08.08.2017

Zweiwertige Verbindung erstmals in reiner Form isoliert / Neue fundamentale Erkenntnisse liefern auch interessante Einblicke in die potenzielle Wirkungsweise von Gold(III)-Porphyrinen als Antitumormittel

Gemäß Lehrbuchmeinung bevorzugt Gold in seinen Verbindungen die Oxidationsstufen +I und +III. Die zweiwertige Form (+II) bildet dagegen mehrkernige Verbindungen oder wandelt sich in die ein- und dreiwertigen Formen um. Dies steht im Gegensatz zu den Nachbarelementen des Goldes:


Gold in zweiwertiger Form ist im Zentrum von Porphyrinen stabil

Abb./©: Katja Heinze, JGU

Hier liegen die Münzmetall-Ionen Kupfer(+II) und Silber(+II) in zweiwertiger Form vor, ebenso die linken und rechten Nachbarn Platin(+II) und Quecksilber(+II). In photochemischen Katalysereaktionen des Goldes wurde Gold(+II) zwar postuliert, ein hieb- und stichfester Nachweis war jedoch bislang nicht erbracht worden. Diesen Nachweis stellen nun Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) in einer neuen Veröffentlichung vor.

Die Mainzer Chemiker unter der Leitung von Prof. Dr. Katja Heinze am Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie haben einen Weg gefunden, Gold in der sehr seltenen Oxidationsstufe +II zu isolieren und zu charakterisieren. Damit wurden die Lücken in der homologen Reihe der Münzmetall-Ionen Kupfer(+II), Silber(+II), Gold(+II) und in der "relativistischen" Triade Platin(+II), Gold(+II), Quecksilber(+II) geschlossen.

"Bislang unbekannte grundlegende Daten wie Ionengröße, bevorzugte strukturelle Anordnung und die Reaktivität von Gold(+II) sind nun zugänglich", erläutert Sebastian Preiß, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Katja Heinze, der diese Gold(+II)-Verbindung erstmals in reiner Form isolieren konnte. Die Forschungsarbeit wurde in der Fachzeitschrift Nature Chemistry veröffentlicht.

Die Stabilisierung des sehr labilen Gold(+II)-Ions gelang den Forschern mithilfe eines sogenannten Porphyrins, das das Gold(+II)-Ion umschließt. Der Porphyrin-Makrozyklus ist als Baustein des Blattfarbstoffs Chlorophyll und des roten Blutfarbstoffs mit Magnesium- bzw. Eisenionen im Zentrum bekannt. Mit Gold(+II) im Zentrum unterdrückt das Porphyrin die typischen Reaktionspfade von Gold(+II), nämlich die Bildung mehrkerniger Verbindungen oder die Umwandlung in die stabileren Gold(+I)- und Gold(+III)-Verbindungen.

"Somit war es erstmals möglich, diese neue, einzigartige Klasse von beständigen einkernigen Gold(+II)-Verbindungen näher zu untersuchen und vollständig zu beschreiben", fasst Katja Heinze zusammen. Bemerkenswerterweise ist die Anordnung der nächsten vier Atome um das Gold(+II)-Ion nicht wie bei den entsprechenden Verbindungen der Nachbarn Kupfer(+II), Silber(+II), Platin(+II) und Quecksilber(+II) quadratisch mit vier gleich langen Abständen zum Gold, sondern rautenförmig mit zwei kurzen und zwei langen Abständen. Im Fachjargon wird dieses bei Gold(II)-Ionen bislang nicht beobachtete Phänomen dem Jahn-Teller-Effekt zweiter Ordnung zugeschrieben, hervorgerufen durch die relativistischen Eigenschaften des Goldes.

Da diese neue Gold(+II)-Verbindung auch aus einer Gold(+III)-Verbindung erhalten werden kann, die als potentes Antitumormittel gilt, versuchten die Forscher zu ermitteln, ob das Gold(+II)-Porphyrin auch in biologischen Systemen eine Rolle spielen könnte. Tatsächlich kann die Gold(+II)-Verbindung unter nahezu physiologischen Bedingungen aus dem Gold(+III)-haltigen Zytostatikum erzeugt werden. Mit Luftsauerstoff bildet das Gold(+II)-Porphyrin reaktive Sauerstoffspezies (ROS).

Von ROS wiederum ist bekannt, dass sie eine Apoptose, also den programmierten Zelltod, einleiten können. "Somit haben wir eine plausible Wirkungskette vom Zytostatikum bis zum gezielten Zelltod mit dem Gold(+II)-Porphyrin als wichtigem Kettenglied", freut sich Heinze.

"Besonders der gelungene Brückenschlag von der durch Neugierde angetriebenen Grundlagenforschung über ungewöhnliche Verbindungen hin zu neuen Erkenntnissen in möglichen medizinischen Anwendungen ist für uns ein großer Ansporn, auf diesem Gebiet weiter zu forschen", ergänzt Heinze.

Abbildung:
http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/09_anorgchemie_goldII.jpg
Gold in zweiwertiger Form ist im Zentrum von Porphyrinen stabil
Abb./©: Katja Heinze, JGU

Veröffentlichung:
Sebastian Preiß et al.
Structure and reactivity of a mononuclear gold(II) complex
Nature Chemistry, 7. August 2017
DOI: 10.1038/nchem.2836
http://www.nature.com/nchem/journal/vaop/ncurrent/full/nchem.2836.html
http://rdcu.be/uOqu

Kontakt und weitere Information:
Prof. Dr. Katja Heinze
Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-25886
Fax +49 6131 39-27277
E-Mail: katja.heinze@uni-mainz.de
https://www.ak-heinze.chemie.uni-mainz.de/

Weitere Informationen:

http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/1802_DEU_HTML.php ― "Molekulares Thermometer für kontaktlose Messungen mit infrarotem Licht", 07.06.2017
http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/1212_DEU_HTML.php ― "Johannes Gutenberg-Universität Mainz koordiniert neues DFG-Schwerpunktprogramm in der Photochemie", 19.04.2017
http://www.uni-mainz.de/presse/63155.php ― "Katja Heinze erhält Wissenschaftspreis für intelligente Lebensmittelverpackung mit Frischeanzeige", 24.11.2014

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neues Blut dank neuer Technik
14.12.2018 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Neue Chancen für den Tierschutz: Effizientes Testverfahren zum Betäubungsmittel-Einsatz bei Fischen
14.12.2018 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Rittal heizt ein in Sachen Umweltschutz - Rittal Lackieranlage sorgt für warme Verwaltungsbüros

14.12.2018 | Unternehmensmeldung

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics