Synthesis of Model Chromophores Related to the Gold Fluorescent Protein (GdFP)

Abstract

The two model chromophores 2 and 3 for the core 1 of the gold fluorescent protein (GdFP) were synthesized from commercially available 2-methyl-3-nitroaniline (4) in six synthetic steps and overall yields of 13% and 8%, respectively. The key step of the sequence is the chemoselective, reductive introduction of the amino group after assembly of the Z-configured 5-(indol-3-ylmethylene)imidazolin-4-one skeleton of the chromophore. Compound (Z)-2 was shown to undergo a light-initiated E/Z-isomerization, which allows access also to its E-isomer.

Key words

aldol reactions - bioorganic chemistry - heterocycles - indoles­ - photochemistry

References

• Reviews:
• 1a Zimmer M. Chem. Rev.  2002,  102:  759 
• 1b Tsien RY. Annu. Rev. Biochem.  1998,  67:  509 
• Examples:
• 2a Ehrhardt E. Curr. Opin. Plant Biol.  2003,  6:  622 
• 2b Chudakov DM. Lukyanov KA. Biochemistry (Moscow)  2003,  68:  952 
• 2c Michaelson D. Philips M. Methods Enzymol.  2000,  406:  296 
• 2d Prasher DC. Trends Genet.  1995,  11:  320 
• 3a Shimomura O. FEBS Lett.  1979,  104:  220 
• 3b Cody CW. Prasher DC. Westler WM. Prendergast FG. Ward WW. Biochemistry  1993,  32:  1212 
• 3c Reid BG. Flynn GC. Biochemistry  1997,  36:  6786 
• Examples:
• 4a Kojima S. Ohkawa H. Hirano T. Maki S. Niwa H. Ohashi M. Inouye S. Tsuji FI. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  5239 
• 4b He X. Bell AF. Tonge PJ. Org. Lett.  2002,  4:  1523 
• 4c Yampolsky IV. Remington SJ. Martynov VI. Potapov VK. Lukyanov S. Lukyanov KA. Biochemistry  2005,  44:  5788 
• 4d Hager B. Schwarzinger B. Falk H. Monatsh. Chem.  2006,  137:  163 
• 5 Bae JH. Rubini M. Jung G. Wiegand G. Seifert MHJ. Azim MK. Kim J.-S. Zumbusch A. Holak TA. Moroder L. Huber R. Budisa N. J. Mol. Biol.  2003,  328:  1071 
• 6a Budisa N. Rubini M. Bae JH. Weyher E. Wenger W. Golbik R. Huber R. Moroder L. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  4066 
• 6b Budisa N. ChemBioChem  2004,  5:  1176 
• 6c Budisa N. Pal PP. Biol. Chem.  2004,  385:  893 
• 7a Erlenmeyer E. Liebigs Ann. Chem.  1893,  275:  1 
• 7b Erlenmeyer E. Früstück E. Liebigs Ann. Chem.  1895,  284:  36 
• Reviews:
• 8a Rosen T. In Comprehensive Organic Synthesis   Vol. 2:  Trost B. Fleming I. Heacthcock CH. Pergamon; Oxford: 1991.  p.395-408  
• 8b Mukerjee AK. Heterocycles  1987,  26:  1077 
• 8c Mukerjee AK. Kumar P. Heterocycles  1981,  16:  1995 
• 8d Filler R. Adv. Heterocycl. Chem.  1965,  4:  75 
• 8e Cornforth JW. In Heterocyclic Compounds   Vol. 5:  Elderfield RC. Wiley; New York: 1957.  p.298-417  
• 8f Baltazzi E. Q. Rev. Chem. Soc.  1955,  9:  150 
• 8g Cornforth JW. In Chemistry of Penicillin   Clarke HT. Johnson JR. Robinson R. Princeton University Press; Princeton, N. J.: 1948.  p.688-848  
• 8h Carter HE. Org. React.  1947,  3:  198 
• 9a Ojima I. Kato K. Nakahashi K. Fuchikami T. Fujita M. J. Org. Chem.  1989,  54:  4511 
• 9b Oba M. Ueno R. Fukuoka M. Kainosho M. Nishiyama K. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1995,  1603 
• 9c Donati D. Garzon-Aburbeh A. Natalini B. Marchioro C. Pellicciari R. Tetrahedron  1996,  52:  9901 
• 9d Mesaik MA. Rahat S. Khan KM. . Choudhary MI. Murad S. Ismail Z. . Ahmad A. Bioorg. Med. Chem.  2004,  12:  2049 
• 9e Guella G. N’Diaye I. Fofana M. Marcini I. Tetrahedron  2006,  62:  1165 
• 10a Erlenmeyer E. Wittenberg F. Liebigs Ann. Chem.  1904,  337:  294 
• 10b Narang KS. Ray JN. J. Chem. Soc.  1931,  976 
• 10c Williams DL. Ronzio AR. J. Am. Chem. Soc.  1946,  68:  647 
• 10d Pfleger R. Markert G. Chem. Ber.  1957,  90:  1494 
• 11a Bergman J. Sand P. Org. Synth.  1987,  65:  146 
• 11b Melhado LL. Brodsky JL. J. Org. Chem.  1988,  53:  3852 
• 11c Bergman J. Sand P. Tetrahedron  1990,  46:  6085 
• 12 Rao YS. Filler R. Synthesis  1975,  749 
• 13a Byk G. Gilon C. J. Org. Chem.  1992,  57:  5687 
• 13b Muller D. Zeltser I. Bitan G. Gilon C. J. Org. Chem.  1997,  62:  411 
• 13c Pons J.-F. Fauchière J.-L. Lamaty F. Molla A. Lazaro R. Eur. J. Org. Chem.  1998,  853 
• 14 Herbst RM. Shemin D. Org. Synth. Coll. Vol. II   Wiley; New York: 1943.  p.11-12