Somogyi Múzeumok Közleményei 13. (1998)

Csapó János-Csapó Kiss Zsuzsanna-Nyberg J. Csapó János Jr. Varga Visi É.: Hogyan, mire és milyen korlátokkal lehet használni az aminosavakat és az aminosavak raciminációját fosszilis anyagok korának meghatározása az archeometriában?

190 CSAPÓ J. - CSAPÓ KISS ZS. - NYBERG J. -.CSAPÓ J. JR. - VARGA VISI É. dezaminációs ideje és vajon milyen hibát okozhatnak ezek a vegyületek a kormeghatározásban. Fentiek után nagyon röviden összefoglaljuk azokat a reakciókat, melyek az aminosavak racemizációja során játszódnak le, hisz csak ezek ismeretében lehet megismerni azokat a hibaforrásokat, melyek korrigálásra szorulnak egy korrekt mérési technika kialakításakor. Az aminosavak racemizációját általánosságban az alábbiak szerint lehet leírni: In 2 In 2 L-aminosav D-aminosav ahol k-j és k2 az odaalakulás és a visszaalakulás reakciósebességi állandója, melyből az egyensúlyi állandó K= Ц1к

2

. A reakció sebességét az alábbi általános sémával lehet leírni: d[L] dt = 4 [L] - k

2 [D] ahol [L]- és [D] az L- és D-enantiomer megfelelő koncentrációja. Az egyenletet integrálva a következőket kapjuk: /

1

+

[D]/[L] \ \= (1+K')k.|t + C 1 - K' [D]f[L]) ahol K' = a/K = k

2

/k-j. Az integrációs konstans amenynyiben nincs jelen D-enantiomer egyenlő 0-val, máskülönben (1+[Do]/[Lo] ^ С J-K' [Do]/[Lo] BADA ÉS PROTSCH (1973) jelenkori szarvasmarhacsont D/L aszparaginsav arányára 0,07-et kaptak (racemizáció a hidrolízis és a feldolgozás folyamán). Az ebből számolt С érték t = 0 időpontra 0,14. Szabad aminosavnál vizes oldatban az oda és visszaalakulás sebessége egyenlő, tehát k-j = k

2

, így az előbbiekben tárgyalt reakcióegyenlet az alábbiak szerint egyszerűsíthető: 1+ [D]/[L] iJ-[D]/[L] = 2 kt + С A racemizációs reakció igen jellemző és jól használható paramétere a felezési idő. Ez definíció szerint az az idő, amikor 25 % D-enantiomer és 75 % Lenantiomer van jelen a mintában. A felezési időre a racemizációs sebességre levezetett egyenletből az alábbi összefüggés adódik: T = k-j + k

2 vagy T = (1 + K') k

1 A kérdéses aminosav D/L aránya a felezési időnél az alábbi formulával oldható meg: (D/L)x = К / (К + 2). A k-j = k

2 feltétele a geokronológiában legtöbbet használt aminosavra, az izoleucinra nem igaz. Az Lizoleucinnak mind az a-, mind а ß-szenen van egy-egy aszimmetria centruma. A lejátszódó racemizáció, vagy amint már utaltunk rá, a diasztereomerek esetében epimerizáció, csak az a-szénre hat, ß-szenatomon nem figyeltek meg racemizációt sem modellkísérletben, sem a kövületekben. Az epimerizációs egyensúlyban az L-izoleucin átalakulásának reakciósebességi állandója (k-j) nagyobb mint a visszaalakulásé (k

2

), és így az egyensúlyi állandó (K) nagyobb 1-nél. A különböző szerzők K-ra 1-1,4 közötti értékeket adnak meg, de hogy elkerüljék az ebből adódó hibákat, minden kísérletsorozatban ajánlatos meghatározni а Кц

е-га adódó értékeket. Annak ellenére, hogy az egy aszimmetria centrummal rendelkező aminosavakra többen bizonyították a k-j = k

2 feltevést, PETIT (1974) felveti, hogy az oda és visszaalakulás sebessége egészen különböző lehet a fehérjeláncban kötött aminosavaknál. Feltételezése szerint a D- és L-enantiomerek között egy bizonyos fehérje környezetben szférikus egymásra hatásban lényeges különbségek lehetnek, amelyek befolyásolhatják az oda- és visszaalakulás sebességét. BADA (1971) meghatározta néhány aminosav racemizációs, illetve az izoleucin epimerizációs felezési idejét 7.6 pH értéknél 0 és 25 °C-on. Az általa vizsgált aminosavak közül a leggyorsabb racemizációs idejű fenilalanin felezési ideje 25 °C-on 2000 év, 0 °C-on 160.000 év. Ugyanezek az értékek az aszparaginsavnál 3.500 és 430.000 évnek, az alaninnál 12.000 és 1.400.000 évnek, az izoleucinnál pedig 48.000 és 6.000.000 évnek adódtak. Kísérleti eredményei bizonyították azt a peptidkémikusok által már régóta ismert tényt, hogy legkönnyebben azok az aminosavak racemizálódnak, amelyek aromás oldalláncot (tirozin, fenilalanin) vagy indol- és imidazol- csoportot (triptofán, hisztidin) tartalmaznak, és legnehezebb racemizációra bírni az apoláros oldalláncot tartalmazó valint, izoleucint és leucint. BADA és PROTSCH (1973) az aszparaginsav hidrolízis alatti racemizációját vizsgálva összefüggést állapított meg a hidrolízis közbeni racemizáció és a becsült kor között. Vizsgálataik eredményeit a 4. táblázat tartalmazza. A táblázat adataiból látható, hogy egy százalékos racemizáció a hidrolízis folyamán az aszparaginsav esetében 700 évvel hamisítja meg a kormeghatározást.