Estudio de la reacción de pterinas con 1O2

FRANCO CABRERIZO; M. LAURA DÁNTOLA; GABRIELA. PETROSELLI; ANDRÉS H. THOMAS; ALBERTO L.CAPPARELLI; ANDRÉ M. BRAUN; CAROLINA LORENTE; ESTHER OLIVEROS

San Luis (Argentina)

Congreso; XXVI Congreso Argentino de Química; 2006

Asociación Química Argentina - Universidad de San Luis

Se determinó la constante de velocidad de la reacción química (kr) entre 1O2 y las formas básicas de cuatro pterinas no conjugadas (PT, MPT, DPT y RPT) y de dos pterinas conjugadas (AF y MAF) en D2O. Los valores de kr listados en la tabla 1 fueron obtenidos de la gráfica lineal de f ([Q]) como una función del tiempo de irradiación (ecuación 8). Los valores obtenidos de kr para los derivados pterínicos no conjugados estudiados son muy pequeños comparados con el correspondiente valor de kt [4]  esto indica que la desactivación de 1O2 por los derivados pterínicos no conjugados es principalmente un proceso de quenching físico. El análisis por HPLC de los productos de la reacción entre 1O2 y las pterinas no conjugadas muestran que la pterina es oxidada y escindida dando productos no pterínicos. Podemos observar que los valores de kr aumentan en el orden kr (PT) << kr(MPT) < kr(DPT), lo cual sugiere que la densidad electrónica del anillo pirazina inducido por los grupos metilos favorece el ataque electrofílico del 1O2. De esta forma tomando en cuenta le reactividad de 1O2 con C=C, la reacción más probable entre 1O2 y pterina es una cicloadición [2+2] en el doble enlace C6-C7. Los valores de kr obtenidos para los otros derivados no conjugados están de acuerdo con esta hipótesis, por ejemplo, los valores de kr(RPT) son mayores que el kr (PT), pero menores que el kr (DMPT), el efecto donor de los sustituyentes en la posición 6 de RPT son menores que el efecto del grupo metilo.             Para el caso de las pterinas conjugadas encontramos que los valores de kr son mucho menores que los correspondientes valores de kt [4] esto indica que el quenching total de 1O2 por pterinas conjugadas es principalmente físico. Sin embargo los valores de kr están en el mismo rango que los valores obtenidos para las pterinas no conjugadas. El análisis por HPLC de los productos de reacción entre 1O2 y AF revelan la formación de 6-formil-pterina (FPT). El sustituyente de la posición 6 en la molécula de AF es oxidado y la unión entre el grupo metilo de la molécula de pterina y el grupo amino del acido p-aminobenzoico es escindido. Esto se pude explicar  considerando que existe una transferencia de carga entre el átomo de N-10 y 1O2, esto produce la oxidación del grupo amino (–CH2–NH–) a imino (–CH=N–) junto a la eliminación de H2O2. La hidrólisis del grupo imino en solución acuosa induce la escisión del sustituyente en posición 6 (–CHO + –NH2), dando FPT y p-aminobenzoylglutamic acid (PABA-Glu) como productos.             El análisis por HPLC  de los productos de reacción muestra que FPT no es el único producto de la reacción entre 1O2 y AF. Los espectros de estos últimos productos sugieren que el anillo pterínico es oxidado dando compuestos no pterínicos. Para evaluar la extensión de la oxidación que nos lleva a la formación de FPT determinamos la concentración de FPT como una función del tiempo de irradiación y comparamos con la evolución de la concentracin del AF. La velocidad inicial de consumo de AF fue 1.9±0.2 mM/min  mientras que la velocidad inicial de producción de FPT fue 0.51±0.04 mM/min , con estos resultados podemos proponer dos posibles rutas para la  reacción del AF con 1O2 (reacciones 9 y 10). kr1(AF) kr2(AF)AF + 1O2                                compuestos no pterínicos                                            (9) AF + 1O2                                FPT + PABA-Glu                                                      (10)             Se calcularon los valores de kr1(AF)= 2.0x106 M-1s-1 y kr2(AF)= 8x105 M-1s-1, a partir de las velocidades inciales del consumo de AF. Resulta interesante comparar el valor de kr1(AF) con los valores de  kr obtenidos para pterinas no conjugadas, por ejemplo kr1(AF) es 10 veces mayor que el  kr para PT, pero es menor que el kr para MPT. Estos resultados eran los esperados si asumimos que la reacción 9 corresponde a un reacción química entre 1O2 y AF, igual que la encontrada para pterinas no conjugadas. El grupo metileno en el sustituyente de posición 6 aumenta la reactividad de la molécula de pterina con 1O2 aunque su efecto es menor que el efecto producido por el grupo metilo en MPT. Para el caso de MAF no detectamos la formación de FPT como producto de la reacción entre 1O2 y MAF. En contraste con lo que ocurre con AF se detectaron por HPLC solamente productos no pterinicos. Para el caso de  kr los valores obtenidos para MAF son menores que para AF. Una posible explicación de este comportamiento seria el efecto protector del grupo metilo en la molécula de MAF que disminuye la disponibilidad para el ataque por 1O2 Compuesto kr (M-1s-1) PT (2.5±0.3)x105 RPT (2.4±0.1)x106 MPT (4.9±0.7)x106 DPT (1.0±0.2)x107 FA (2.8±0.3)x106 MFA (1.9±0.2)x106