Fotooxidación de biomoléculas por pteridinas: el rol de las especies reactivas de oxígeno y de los estados excitados del fotosensibilizador

  • Sandra Estébanez Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, CCT La Plata-CONICET. Diag. 113 y 64. Casilla de Correo 16, Sucursal 4, (1900) La Plata, Argentina.
  • Carolina Lorente Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, CCT La Plata-CONICET. Diag. 113 y 64. Casilla de Correo 16, Sucursal 4, (1900) La Plata, Argentina.
  • Andrés Thomas Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, CCT La Plata-CONICET. Diag. 113 y 64. Casilla de Correo 16, Sucursal 4, (1900) La Plata, Argentina.
Palabras clave: Pterinas, nucleótidos, radical hidroxilo

Resumen

La radiación UV es la porción más energética que alcanza la superficie terrestre y es capaz de modificar la estructura química de algunas macromoléculas y metabolitos presentes en los tejidos. Concretamente, los daños sufridos en proteínas y en el ADN pueden generar disfunciones en el metabolismo, mutaciones en la secuencia de bases del ADN, procesos neoplásicos e incluso, la muerte celular. Estas modificaciones pueden darse de forma directa, o indirecta. Los procesos directos no son relevantes siendo muy importantes los procesos indirectos. En ellos, un compuesto, conocido como sensibilizador o fotosensibilizador, absorbe la radiación volviéndose reactivo. El sensibilizador en estado excitado reacciona con otras moléculas mediante una transferencia de energía o de electrones. Actualmente se conocen numerosos compuestos heterocíclicos que actúan como fotosensibilizadores, como las porfirinas, las ftalocianinas, las flavinas, las lumazinas y las pterinas (PTs). Las PTs se encuentran en los sistemas biológicos y constituyen una amplia familia de compuestos. Cuando las PTs absorben radiación UV-A participan en la oxidación fotosensibilizada de numerosas macromoléculas, en particular 2´-desoxiguanosina 5´-monofosfato (dGMP) [1], y generan especies reactivas de oxígeno (1O2, O2•- y H2O2) [2]. Cuando el H2O2, se encuentra en presencia de iones metálicos (Fe2+, Fe3+ o Cu2+) genera radical hidroxilo (HO) y, por ello, la producción de HO podría ocurrir durante la irradiación de soluciones que contienen PTs, contribuyendo a la oxidación de otras moléculas.

Para comprobar la generación de HO, se irradiaron soluciones conteniendo 100 µM de dGMP y 100 µM pterina (Ptr) a pH 6.5, en presencia y en ausencia de una disolución 10 µM del complejo EDTA- Fe+2 en relación 1:1, con una lámpara de 350nm. En dichas condiciones no se observó una aceleración en el consumo de dGMP en presencia de iones Fe+2. Se repitió la experiencia agregando H2O2 (1000 µM), pero tampoco se observaron cambios apreciables. Se realizaron experiencias en ausencia de Ptr e irradiación. En soluciones conteniendo 100 µM de dGMP, y 1000 µM de H2O2 a pH 6.5, y no se observó consumo de dGMP, a concentraciones 10 µM y 100 µM del complejo EDTA- Fe+2. Por último, se realizó un cambio en el pH del medio a 3.3, ya que la producción de HO está favorecida a pH ácido. Como muestra la Figura 1, en este caso se observó consumo de dGMP.

Estos resultados indican que los radicales HO no contribuyen a la oxidación de dGMP que se observa en soluciones irradiadas con luz UV-A en presencia de Ptr en condiciones fisiológicas, a pesar de que numerosos autores afirmen lo contrario. El estudio se continuará haciendo modificaciones en las concentraciones de H2O2 y del complejo de Fe+2, así como en el pH.

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Citas

G. Petroselli, M. L. Dántola, F. M. Cabrerizo, A. L. Capparelli, C. Lorente, E. Oliveros, A. H. Thomas, “Oxidation of 2´-Deoxyguanosine 5´-Monophosphate Photoinduced by Pterin: Type I versus Type II Mechanism” J. Am. Chem. Soc. 130, 2008, 3001-3011.

E. Oliveros, M. L. Dántola, M. Vignoni, A. H. Thomas, C. Lorente, “Production and quenching of reactive oxygen species by pterin derivatives, an intriguing class of biomolecules” Pure Appl. Chem. 83, 2011, 801–811.

Publicado
2015-02-06
Cómo citar
Estébanez, S., Lorente, C., & Thomas, A. (2015). Fotooxidación de biomoléculas por pteridinas: el rol de las especies reactivas de oxígeno y de los estados excitados del fotosensibilizador. Investigación Joven, 1(2). Recuperado a partir de https://revistas.unlp.edu.ar/InvJov/article/view/1260
Sección
Resumenes de Jornadas