Alteraciones químicas y funcionales de la enzima tirosinasa fotoinducidas por pterina

BEATRIZ ZURBANO; ANDRÉS H. THOMAS; M. LAURA DÁNTOLA

Córdoba

Congreso; Segunda Reunión de Fotobiólogos Moleculares Argentinos (II GRAFOB); 2013

Grupo Argentino de Fotobiología-Univer. Nacional de Córdoba

La exposición de organismos a la radiación electromagnética desencadena procesos físicos y químicos, que pueden resultar beneficiosos o perjudiciales para la vida. Los efectos biológicos provocados por la exposición solar están determinados por la naturaleza física de los fotones solares incidentes y la estructura química de los cromóforos presentes en la piel. La piel absorbe mayoritariamente radiación UV-A, si bien esta radiación no es absorbida directamente por los cromóforos de las macromoléculas (ADN y proteínas), se ha demostrado que este tipo de radiación es capaz de producir daño biológico a través de procesos fotosensibilizados. En estos procesos, una especie química sufre una alteración fotoquímica o fotofísica como resultado de la absorción inicial de radiación electromagnética por otra especie química que se denomina fotosensibilizador. Las pterinas, son una familia de compuestos orgánicos heterocíclicos muy distribuidos en la naturaleza. Se sabe que estas moléculas son capaces de oxidar al ADN, (1,2) y sus componentes,(3) a través de procesos fotosensibilizados. Recientemente se ha demostrado la capacidad de estas moléculas de generar daño fotoinducido en proteínas, tales como la albumina de suero bovino4 y la tirosinasa.5 Por otro lado, se ha encontrado que algunos derivados pterínicos se acumulan en la piel de pacientes que sufren vitiligo,6 enfermedad cutánea que cursa con déficit de pigmentación, debido a la interrupción parcial o total de la síntesis de melanina (melanogénesis). La tirosinasa es la enzima que cataliza las dos primeras etapas de la melanogénesis. Su estructura cuaternaria consiste en un tetrámero (H2L2) formado por dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas livianas (L) con una masa molecular nativa de 120 kDa. La forma activa de esta proteína es un trímero formado por una cadena pesada y dos cadenas livianas (L2H, 69 kDa). Se ha reportado en literatura, que el mecanismo de fotoinactivación de la tirosinasa por pterina (Ptr), derivado aromático no sustituído, consiste en una oxidación fotosensibilizada Tipo I, que se inicia con la transferencia de un electrón desde la tirosinasa al estado excitado triplete del fotosensibilizador. En este proceso hay formación de especies reactivas de oxígeno (anión superóxido), y tanto la actividad monofenolasa como difenolasa de la enzima se ven afectadas.5 En este trabajo se pretende profundizar en el estudio de las alteraciones químicas, funcionales y estructurales que sufre la tirosinasa como consecuencia del proceso fotoinducido. Para esto, soluciones acuosas conteniendo la enzima y Ptr fueron expuestas a radiación UV-A (λexc = 350nm) durante distintos períodos de tiempo (pH = 6,5, 25 ºC). Finalizada la irradiación, las muestras se analizaron por espectroscopía UV-visible, electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio (SDS-PAGE) y espectroscopía de fluorescencia. Los resultados obtenidos indican que la tirosinasa sufre inactivación y alteraciones estructurales como consecuencia del proceso fotosensibilizado mediado por Ptr. El mecanismo de reacción responsable de la fotoinactivación de la enzima, es el mismo por el cual los residuos de triptófano (Trp) son dañados en presencia del fotosensibilizador. El daño funcional, y a nivel de la estructura primaria de la enzima (residuos de Trp) se incrementan conforme la tirosinasa pierde su estructura cuaternaria. Referencias 1-Ito K., Kawanishi S., Biochem., 36, 1774 (1997). 2-Lorente C., et. al. Pteridines, 11, 100 (2000). 3-Petroselli G., et al. J. Am. Chem. Soc., 130, 3001 (2008). 4-Thomas A. H., et al. J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 120, 52 (2013). 5-Dantola M. L., et al. Biochem. Biophys. Res. Commun, 424, 568 (2012). 6-Schallreuter K. U., et al., Science, 263, 1444 (1994).