Estudios funcionales y estructurales de un nuevo complejo biomimético de las catalasas de manganeso

HERNÁN BIAVA,; DAIER, VERÓNICA; CLAUDIA PALOPOLI,; SANDRA SIGNORELLA,

Rosario

Congreso; 1er Workshop Argentino de Química Bioinorgánica; 2004

En los últimos años la química de coordinación del manganeso ha despertado un gran interés debido a su participación en el sitio activo de varias enzimas involucradas con la detoxificación de especies parcialmente reducidas del oxígeno, derivadas del metabolismo aeróbico. Entre ellas podemos mencionar a las catalasas de manganeso: enzimas de origen bacteriano que desproporcionan el peróxido de hidrógeno  en H2O y O2,  por medio de un cluster binuclear de manganeso que cicla entre los estados Mn2II,II y Mn2III,III durante la catálisis. Los estudios espectroscópicos  de difracción de rayos X y EXAFS muestran que la enzima natural posee un centro de dimanganeso en un entorno de N/O, con puentes intermetálicos derivados del solvente y un puente glutamato bidentado.1 Los complejos sintéticos de manganeso que mimetizan la actividad catalasa resultan atractivos por sus posibles aplicaciones industriales y terapéuticas. Aquellos que emplean bases de Schiff derivadas del ligando 1,5-bis(salicilidenamino)-3-pentanol han demostrado ser uno de los sistemas más versátiles a la hora de obtener análogos sintéticos del sitio natural. Los complejos obtenidos con distintos derivados de este ligando son isoestructurales, por lo que permiten evaluar  directamente la incidencia de los efectos estéricos y electrónicos de los sustituyentes en el ligando  sobre los potenciales redox del centro bimetálico y su capacidad para  desproporcionar H2O2.2 Figura A: estructura del complejo 1 Presentamos aquí un nuevo complejo de esta serie obtenido con el ligando1,5-bis (2-hidroxibenzofenildeamino)-3-pentanol. La estructura de rayos X de este complejo (1) (figura A)  muestra una geometría octaédrica en torno a cada manganeso, con una elongación de los enlaces perpendiculares al plano Mn2 (m-OR)2 que puede atribuirse a un efecto Jahn-Teller característico de Mn(III). Los iones metálicos se hallan unidos por un puente alcoxo del ligando, un puente metoxo y un puente acetato bidentado. La sexta posición de coordinación de cada manganeso se completa con una molécula de metanol, lábil a la sustitución. En DMF, este complejo es capaz de completar más de 1000 ciclos catalíticos de desproporción de H2O2 con una dependencia de tipo michaeliana con respecto a la concentración de sustrato, con valores de KM = 21 mM y kcat= 1,23 s-1. En metanol, la eficiencia de este complejo es mayor (KM =7,7 mM; kcat= 1,98 s-1), aunque no supera los 200 ciclos catalíticos, presumiblemente debido a la formación de especies monoméricas de Mn(II).2 1-Pecoraro y col.; Chem. Rev.; 2004, 104, 903-938. 2-Signorella y col.; Inorg. Chem., 2000, 39, 1458-1462. Signorella y col.; J.Chem. Soc., Dalton Trans, 2000, 20, 3813-3819.