Degradation mechanism of purine nucleotides photosentitized by pterins: a radical charge-transfer model

M. P. SERRANO; C. LORENTE; S. ESTEBÁNEZ; C. D. BORSARELLI; A. H. THOMAS, C. LORENTE, F. M. CABRERIZO, M. L. DÁNTOLA, G. PETROSELLI, R. CABRERIZO, M. VIGNONI, A. L. CAPPARELLI.

Maresias

Congreso; XII Encuentro Latinoamericano de Fotoquímica y Fotobiología (XII Elafot); 2015

XII Encuentro Latinoamericano de Fotoquímica y Fotobiología (XII Elafot)

La radiación UV-B (280-320 nm) daña al ADN a través de la absorción directa de radiación por las bases nitrogenadas.1 Por otra parte, la radiación UV-A y visible (> 320 nm), a pesar que no son absorbidas directamente, pueden inducir modificaciones en el ADN a través de reacciones fotosensibilizadas. La importancia de estas reacciones desde el punto de vista médico y biológico, está relacionado con su participación tanto en la generación de cáncer de piel,2 como así también en el tratamiento de cáncer y otras patologías mediante el uso de la terapia fotodinámica (TFD).3,4 Estas reacciones están mediadas por fotosensibilizadores, y puede llevarse a cabo a través de diferentes mecanismos. Estos procesos involucran la generación de radicales (mecanismo Tipo I), a través de una transferencia de electrones o la abstracción de hidrógeno, y/o la  producción de oxígeno molecular singulete (1O2) (mecanismo Tipo II).5 Desde el punto de vista del mecanismo, está ampliamente aceptado que, si un sensibilizador genera 1O2 bajo irradiación, la molécula blanco será oxidada por 1O2. En estudios recientes se presentó evidencia en contra de este postulado para diferentes moléculas de interés biológico, como nucleótidos y aminoácidos, utilizando como sensibilizadores moléculas que son buenos productores de 1O2.8?10 En este trabajo se utilizó pterina (Ptr) como sensibilizador, compuesto químicamente relacionado con otras moléculas presentes en la piel de pacientes afectados con vitíligo11 y el nucleótido 2'-deoxiguanosina 5'-monofosfato (dGMP) como molécula blanco. Utilizando este sistema, se estudió la reacción fotosensibilizada de dGMP inducida por pterina Ptr. A partir de los resultados obtenidos se planteó un mecanismo general para la reacción de fotosensibilización de dGMP por Ptr, que explica por qué a pesar de ser Ptr un sensibilizador eficiente de 1O2 y dGMP reaccionar eficientemente con 1O2, la reacción no se lleva a cabo principalmente por un mecanismo Tipo II. En forma resumida, el mecanismo comienza con la absorción inicial de radiación a partir de la cual se generan estados excitados singuletes y tripletes del sensibilizador. Posteriormente se produce una transferencia de electrones desde el nucleótido hacia 3Ptr*, generando el radical anión Ptr?- y el radical catión dGMP?+. Estos radicales se recombinan en ausencia de O2 para dar los reactivos en el estado fundamental, o bien en presencia de O2 participan de una serie de reacciones para dar productos de oxidación.   REFERENCIAS: 1. Ravanat, J. L., Douki, T. & Cadet, J. J. Photochem. Photobiol. B. 63, 88?102 (2001). 2. Cadet, J., Douki, T., Ravanat, J.-L. & Di Mascio, P. Photochem. Photobiol. Sci. 8, 903?11 (2009). 3. Castano, A. P., Mroz, P. & Hamblin, M. R. Nat. Rev. Cancer 6, 535?545 (2006). 4. Babilas, P., Schreml, S., Landthaler, M. & Szeimies, R.-M. Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 26, 118?32 (2010). 5. Foote, C. Photochem. Photobiol. 54, 659 (1991). 6. Karotki, A., Khurana, M., Lepock, J. R. & Wilson, B. C. Photochem. Photobiol. 82, 443?52 (2006). 7. Ogilby, P. R. Chem. Soc. Rev. 39, 3181?209 (2010). 8. Petroselli, G. & Dántola, M. J. Am. Chem. Soc. 130, 3001?3011 (2008).9. Serrano, M. P., Lorente, C., Vieyra, F. E. M., Borsarelli, C. D. & Thomas, A. H. Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 11657?65 (2012). 10. Thomas, A. H. et al. Free Radic. Biol. Med. 63, 467?75 (2013). 11. Rokos, H., Beazley, W. D. & Schallreuter, K. U. Biochem. Biophys. Res. Commun. 292, 805?11 (2002)