N,N,N′,N′-Tetrakis(2-pyridinylmethyl)-1,2-ethandiamin (Liganden-Abkürzung: TPEN) ist ein intrazellulär membranpermabler hexadentater Ligand. Er zeigt hohe Affinität für Übergangsmetalle und komplexiert unspezifisch. Besonders hoch ist die Affinität zu Zink.
Synthese TPEN wurde erstmal 1967 von G. Anderegg hergestellt, indem eine Mischung aus 2-Chlormethylpyridin und Ethylendiamin über mehrere Tage hinweg bei Raumtemperatur mit Natronlauge versetzt wurde. Das Produkt wurde in Form eines Perchlorats isoliert und der reine Chelatligand daraus durch Behandlung mit Natronlauge und Extraktion mit Benzol zurückgewonnen. Anderegg gab der Verbindung auch schon die heute gebräuchliche Abkürzung.
Toxikologie TPEN induziert die Apoptose durch Rückgang der Zinkionen, welche es bindet. Dies wurde z. B. an Leberzellen von Ratten nachgewiesen.
TPEN regt außerdem in humanen peripheren Blut-T-Lymphozyten die Translokation von Cytochrom c von den Mitochondrien ins Cytosol an. Ähnliche Ergebnisse wurden auch in T-Lymphozyten bei Ratten erhalten. In K652 Zellen induzierte es die Apoptose und hohe Dosen (120 µM) von Zink führten zum mikroglialen Zelltod. TPEN führt auch zu einer erhöhten Expression proapoptotischer Gene und zur Aktivierung der Caspase 11. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass das P53 Tumorsuppressorprotein eine Rolle in der Regulierung der TPEN-induzierten Neuronenapoptose spielen könnte. Obwohl viele Studien ergaben, dass TPEN die Apoptose induziert gab es auch eine Studie, nach welcher es den durch Verminderung der Natriumdithionit- und Glucose-Konzentration verursachten Zelltod von Neuronen inhibieren kann, also als Apoptose-Modulator gesehen werden kann.
Hypoxie Eine Studie zeigte, dass nach einer Hypoxie die Erhöhung von intrazellulärem Zink eine Erhöhung von reaktiven Sauerstoffspezies durch Aktivierung der NADPH-Oxidase induzierte. Obwohl reaktive Sauerstoffspezies für manche Funktionen wie die sekundäre Signalübertragung benötigt werden sind sie instabil und verursachen Schäden an der DNA, Lipiden und Proteinen wenn sie in höheren Konzentrationen auftreten. In der benannten Studie beugte die Anwendung von TPEN der Zink-induzierten Erhöhung von reaktiven Sauerstoffspezies vor. Dies könnte sich auf Krankheiten auswirken, welche mit hypoxischen Bedingungen einhergehen wie z. B. Schlaganfällen. Zusätzlich fand man in einer anderen Untersuchung, dass TPEN DNA-Schäden in menschlichen Darmkrebszellen in einer reaktiven Sauerstoffspezies abhängigen Weise verursachte.
Einzelnachweise
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