Uso de la DNAzima Peroxidasa como catalizador de reacciones de oxidación

MARIA DELLAFIORE; JAVIER M. MONTSERRAT; ADOLFO M. IRIBARREN

MAR DEL PLATA

Congreso; XX SINAQO; 2015

SAIQO

En la década de 1990, Sen y colaboradores encontraron un oligonucleótido rico en guaninas capaz de unirse a la hemina y catalizar reacciones de peroxidación. Esta molécula de ADN de 18 mer, PS2.M, forma una estructura de cuarteto de G unimolecular estabilizada por potasio. Esta DNAzima, ha sido utilizada en biosensores por su capacidad de participar en reacciones colorimétricas y quimioluminiscentes. Más recientemente, surgió su uso como biocatalizador en reacciones de oxidación de sustratos fenólicos con tasas superiores a la peroxidasa de Horseradish así como también, la oxidación de tioanisol, indol y estireno con cinéticas comparables a las hemoproteínas.1Nuestra intención es profundizar la exploración del uso de este oligonucleótido como catalizador para la preparación de sulfóxidos. Dado que las moléculas biológicamente activas suelen ser voluminosas, sería útil saber si sulfuros con sustituyentes más grandes podrían ser aceptados como sustratos. Por otro lado sería interesante saber si esta molécula de ADN totalmente modificada con L-nucleótidos mantiene su actividad en reacciones de transferencia de oxígeno dando como resultado un catalizador resistente en medios biológicos. Finalmente, nos planteamos el desarrollo de una DNAzima inmovilizada que podría ser útil para llevar a cabo la reacción a escala preparativa.Las velocidades iniciales observadas para la oxidación de tioanisol usando D-DNAzima y L-DNAzima fueron 3,1 mm.s-1 y 2,0 mm.s-1, con tasas de conversión a sulfóxido de 91 % y 81 % respectivamente al cabo de media hora de reacción. En vista de estos resultados, exploramos la aceptación de sustratos más voluminosos tales como difenil sulfuro, dibencil sulfuro y dibenzotiofeno obteniendo, en todos los casos, los sulfóxidos correspondientes con rendimientos comparables utilizando D o L-DNAzima. Se logró la inmovilización del oligonucleótido en partículas de poliestireno y se obtuvo una DNAzima activa capaz de catalizar la oxidación del tioanisol y mantener su actividad luego de varios reusos. También se exploró la oxidación de paracetamol bajo las mismas condiciones catalíticas, siendo éste aceptado como sustrato.2Encontramos que el oligonucleótido rico en guaninas es capaz de catalizar reacciones de transferencia de oxígeno a diferentes sulfuros, en sus formas D y L con actividad comparable. Este resultado sugiere que podría ser utilizado en una variedad de medios degradantes. Por otro lado, hemos logrado obtener el catalizador inmovilizado sobre partículas de poliestireno, demostrando la estabilidad de la DNAzima en usos repetidos y sugiriendo su potencial aplicación en la química orgánica sintética. Además, exploramos la oxidación de paracetamol bajo las mismas condiciones catalíticas ampliando su uso a otros sustratos.