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Workshop; IV Workshop Argentino de Química BioinorgánicaAspectos estructurales y funcionales de sistemas bioinorgánicos estudiados mediante métodos espectroscópicos, de cálculo, y sistemas modelo; 2010

Resumen:

ICPP-6_book.indb  Resumen El anhídrido del ácido nitroso, N2O3, es una molécula gaseosa inestable que se descompone homolíticamente formando óxido nítrico y dióxido de nitrógeno (NO y NO2). Este conjunto de NOx desempeña un rol fundamental en reacciones de relevancia bioquímica, tales como la nitración de tirosinas, o la formación de S-nitrosotioles y N-nitrosaminas (estrés nitrosativo).1,2 El N2O3 puede ser formado en la reacción de NO con superóxido, o por auto-oxidación de NO.3 En anaerobiosis, la producción de NO a partir del pool de nitrito, NO2-, constituye un mecanismo de compensación de la hipoxia; en esas condiciones, la reacción de hemoglobina (PFeII) con NO2- también conduciría a la formación de N2O3, a través de un mecanismo secuencial catalizado por el centro metálico, que involucra tanto al NO2- como al NO.4 PFeII + NO2- + 2 H+ ó PFeIII + NO + H2O PFeIII + NO2- + NO ó PFeII + N2O3 Nos propusimos estudiar la formación de N2O3 catalizada por porfirinatos de hierro(III) desde una perspectiva teórica y experimental con el propósito de abordar, desde compuestos modelo, la participación de sistemas hemicos en el estrés nitrosativo. Realizamos cálculos DFT (SIESTA) usando hierro(III) porfina coordinada a imidazol, con NO2- como sexto ligando coordinado por N- o por O- ((Im)FeIII(NO2-) ó (Im)FeII(NO2.)).5 La reacción posterior con NO apunta a la formación del intermediario (Im)FeII(N2O3) unido por N favorecido por 12 kcal/mol, entre otras geometrías consideradas. La disociación de N2O3 de la hierro(II) porfina tomaría 29 kcal/mol. Se realizó además el cálculo de frecuencias IR del intermediario, que anticipa una caracterización inequívoca para resultados experimentales de geometrías dentro de las especuladas. Se realizó un seguimiento UV-Vis de la adición secuencial de NO2- (10-3M) y NO(g) (10-3M) a soluciones (PO43-, pH=5.8, 25ºC) de TPPSFeIII o de microperoxidasa 11 (10-5M). La presencia de un único sitio axial disponible para la coordinación en la microperoxidasa 11, excluye la trans- coordinación de NO2- y NO, y por ende la formación de FeII(N2O3) es plausible para justificar los rotundos corrimientos espectrales observados. En cambio, la TPPSFeIII ofrece diversas alternativas de coordinación que explicarían corrimientos espectroscópicos incompletos: TPPSFeII(NO2)(NO), TPPSFeII(N2O3), TPPSFeIII(NO2-). Para ambos sistemas, se busca la formación de compuestos fluorescentes como resultado del atrapamiento de los productos de descomposición de N2O3 con 2,3-diaminonaftaleno.3 1) J Heinecke, PC Ford, Coord.Chem.Rev. 2010, 254, 235-47; 2) MT Gladwin, R Grubina, MP Doyle, Acc.Chem.Res. 2009, 42, 157-67; 3) A Daiber et al. Free Rad.Biol.Med. 2009, 47, 458-67; 4) S Basu et al. Nat.Chem.Biol. 2007, 3, 785-94; 5) J Yi, MK Safo, GB Richter-Addo, Biochemistry 2008, 47, 8247-9.