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

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.