Generación de especies reactivas del oxígeno durante la fotólisis de 6-hidroximetilpterina en soluciones alcalina

FRANCO M. CABRERIZO; ANDRÉS H. THOMAS; CAROLINA LORENTE; MARÍA L. DÁNTOLA; GABRIELA PETROSELLI; ROSA ERRA-BALSELLS; ALBERTO L. CAPPARELLI

Olavarria, Buenos Aires

Congreso; XXV Congreso Argentino de Química; 2004

Asociación Química Argentina, Universidad Nacional del Centro de la provincia de Buenos Aires

Las pterinas son una familia de moléculas heterocíclicas que se encuentran presentes en numerosos sistemas biológicos[1,2]. Participan en importantes funciones biológicas, a pesar de encontrarse en muy pequeñas cantidades[1-3]. Se ha sugerido y, en algunos casos, demostrado que participan en procesos fotobiológicos[4,5], y por ello la fotoquímica y fotofísica de las pterinas ha adquirido gran importancia. Un derivado del ácido fólico, una pterina conjugada, forma parte de la enzima fotoliasa[6,7] (responsable de la reparación del ADN ante la exposición a luz UV) y es la molécula sensible a la luz UV. También se ha sugerido que las pterinas jugarían algún papel en la fotosíntesis[8] y se han encontrado en órganos fotosensitivos, como los ojos de diversos animales[9]. Las pterinas son interesantes como posibles fotosensibilizadores de procesos que conducen al daño del ADN de organismos expuestos a luz UV-A[10,11]. Por otro lado tienen capacidad de producir oxígeno singlete[12,13]. Se ha demostrado la participación de pterinas en un desorden en la pigmentación de la piel conocido como vitiligo[14,15]. Las pterinas en solución acuosa se comportan como ácidos débiles. El equilibrio dominante a pH mayor de 5 para la mayoría de las pterinas involucra un grupo amida (forma ácida) y un grupo fenolato (forma alcalina)[16]. El pKa de éste equilibrio se encuentra alrededor de 8 para diferentes pterinas estudiadas[16-19].Los restantes grupos funcionales de la molécula de pterina (grupo 2-amino o nitrógenos del anillo) tiene pKa menores a 2[16]. Las pterinas que se encuentran más comúnmente en la naturaleza son las 6-sustituidas. En solución acuosa, al aire, se fotooxidan rápidamente[17-23]. El mecanismo de esta fotooxidación se ve considerablemente afectado por la naturaleza del sustituyente en la posición 6 de la molécula de pterina. Por otro lado, las formas ácidas o alcalinas de una misma pterina también se fotooxidan por caminos diferentes. Nuestros estudios previos, sugieren que el 1O2 participa de la fotooxidación del ácido fólico[17,18], mientras que no participa de la fotooxidación de biopterina y neopterina estudiada por Pfleiderer y colaboradores[22,23]. En este trabajo se describe la fotoquímica de 6-hidroximetilpterina en soluciones acuosas alcalinas, en las que solamente esta presente forma alcalina de la HPT. [1] G. Hopkins, in ‘Chemistry and Biology of Pteridines and Folates’, Eds. J. E. Ayling, M. Nair, M. Gopal, C. Baugh, Plenum Press, New Nork, 1993, p. 1. [2] C. A. Nichol, G. K. Smith, D. S. Duch, Annu. Rev. Biochem., 1985, 54, 729. [3] R. L. Blakley, in ‘The Biochemistry of Folic Acid and Related Pteridines’, North-Holland Publishing Co., Amsterdam, 1969. [4] H. S. Forrest, H. K. Mitchell, J. Amer. Chem. Soc., 1955, 77, 4865. [5] E. L. Patterson, M. H. von Saltza, E. L. R. Stockstad, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 78, 5871. [6] P. Heelis, S. T. Kim, T. Okamura, A. Sancar, J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 1993, 17, 219. [7] J. E. Hearst, Science, 1995, 268, 1858. [8] R. C. Fuller, G. W. Kidder, N. A. Nugent, V. C. Dewey, N. Rigopoulos, Photochem. Photobiol., 1971, 14, 359. [9] A. Pirie, D. M. Simpson, Biochem. J., 1946, 40, 14. [10] K. Ito, S. Kawanishi, Biochemistry, 1997, 36, 1774. [11] C. Lorente, A. H. Thomas, L. S. Villata, D. Hozbor, A. Lagares, A. L. Capparelli, Pteridines, 2000, 11, 100. [12] K. V. Neverov, E. A. Mironov, T. A. Lyudnikova, A. A. Krasnovsky, M. S. Kritsky, Biokhim., 1996, 61, 1627. [13] A. H. Thomas, C. Lorente, A. L. Capparelli, C. G. Martínez, A. M. Braun,  E. Oliveros, Photochem. Photobiol Sci., 2003, 2, 245. [14] K. U. Schallreuter, J. M. Wood, M. R. Pittelkow, M. Gütlich, K. R. Lemke, W. Rödl, N. N. Swanson, K. Hitzemann, I. Ziegler, Science, 1994, 263,1444. [15] H. Rokos, W. D. Beazley, K. U. Schallreuter, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2002, 292, 805. [16] A. Albert, Biochem. J.,1953, 54, 646. [17] A. H. Thomas, G. Suárez, F. M. Cabrerizo, R. Martino, A. L. Capparelli, J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 2000, 135, 147. [18] A. H. Thomas, G. Suárez, F. M. Cabrerizo, F. S. García Einschlag, R. Martino, C. Baiocchi, E. Pramauro, A. L. Capparelli, Helv. Chim. Acta, 2002, 85, 2300. [19] A. H. Thomas, G. Suárez, F. M. Cabrerizo, A. L. Capparelli, Helv. Chim. Acta, 2001, 84, 3849. [20] G. Suárez, F. M. Cabrerizo, C. Lorente, A. H. Thomas, A. L. Capparelli, J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 2000, 132, 53-57. [21] O. H. Lowry, O. A. Bessey, E. J. Crawford, J. Biol. Chem., 1949, 180, 389. [22] R. Baur, M. Kappel, R. Mengel, W. Pfleiderer, in ‘Chemistry and Biology of Pteridines‘, Eds. R. L. Kisliuk, G. M. Brown, Elsevier/North Holland, New York, 1979. [23] W. Pfleiderer, M. Kappel, R. Baur, in ‘Biochemical and Clinical Aspects of Pteridines‘, Eds. W Pfleiderer, H. Wachter, H. Ch. Curtius, Walter de Gruyter & Co., Berlin - New York, 1984, Vol 3, p. 3.