RECURSOS BIOMIMETICOS PARA EL ESTUDIO DE HEMOPROTEINAS Y COMPLEJOS DE HIERRO NO HEMICO

BARI, SARA ELIZABETH; BORON, CARLOS IGNACIO; ESTRÍN, DARIO; GOMEZ, DIEGO; FERNANDEZ, MARIA LAURA; MONTENEGRO, ANDREA; OLABE, JOSE; SUAREZ, SEBASTIÁN

San Nicolas, Buenos Aires, Argentina

Workshop; Workshop Metaloproteinas artificiales y complejos de coordinación biomiméticos; 2006

Departamento de Quimica Inorganica, Analitica y Quimica Fisica/ FCEyN/UBA- INQUIMAE CONICET

El hierro es protagonista de una variedad de procesos biológicos, ya sea catalíticos o de transporte. La diversidad está posibilitada por la coordinación de distintos ligandos, eventualmente situados en distintos entornos proteicos, o bien por el modo de unión covalente de los ligandos a las estructuras proteicas. En este marco general, abordamos una serie de problemas de interés biofisicoquímico en las que el átomo de hierro tiene protagonismo, desde una perspectiva biomimética.1. Modelo biomimético de la hidroxilamina oxidoreductasa: Es una enzima multihémica que cataliza la conversión de hidroxilamina en nitrito. Su sitio activo presenta una peculiar unión covalente entre una posición meso de un grupo hemo y un resto tirosilo. El efecto de este tipo de unión en la estabilización de intermediarios de catálisis y en la capacidad catalítica está siendo estudiado desde una perspectiva tanto teórica como experimental. Los cálculos sugieren que el resto tirosilo en posición meso favorece energéticamente la unión del sustrato natural, y que participa en la estabilización de algunos intermediarios de reacción propuestos, guiando la reacción en el sentido de la formación de nitrito. Experimentalmente, se ha realizado la recombinación de apomioglobina con un hemo sustituido en posición meso con un resto tirosilo, análogo del sitio activo natural,1 y se estáestudiando la formación de intermediarios y productos de reacción.2. Estabilización de la especie nitroxilo (HNO/NO−) por complejos ferrosos: entre las especies de interés en procesos catalíticos en los que participa el hierro (como el 1. u otros mediados por hierro no hemínico), la forma FeII(HNO) es usualmente postulada como intermediaria, pero su formación ha sido evidenciada únicamente en el complejo mioglobina-HNO.2 Para atrapar esta especie, decidimos por un lado sintetizar porfirinas capaces de estabilizar la forma ferrosa y estudiar su reactividad frente a dadores de nitroxilo,3 y por otra parte estudiar la reactividad del ion FeIII(CN)5H2O2− frente al fármaco hidroxiurea (H2NCONHOH), un potencial donor de óxido nitrico (NO) o de HNO. Se observa la formación de un compuesto rojo (λmax = 468 nm; € = 3000 M−1 cm−1), cuya caracterización química responde a Na3[FeII(CN)5NOCONH2].2H2O. Se trata de un compuesto de tipo C-nitroso, capaz de formar nitroxilo por hidrólisis, y generar el ion FeII(CN)5(HNO)3−, un posible intermediario en el camino oxidativo a nitroprusiato, Fe(CN)5NO2−.3. Síntesis de heminas sustituidas en posición meso para el estudio del efecto del campo eléctrico en el citocromo c: la meso sustitución de heminas es usada en este caso como recurso para monitorear la variación del efecto Stark inducida por campo eléctrico en el citocromo c. Con este propósito, se estátrabajando en la síntesis de una hemina con un grupo ciano como informante en una posición meso, además de todos los requerimientosestructurales para la recombinación enzimática con apocitocromo c.41. en colaboración con Graciela Buldain, Dpto. Química Orgánica, FFyB, UBA; 2. Sulc F, Immoos CE, Pervitsky D, Farmer PJ. J. Am. Chem .Soc. 2004, 126, 1096; 3. ver presentación de Juan Pellegrino; 4. en colaboración con Peter Hildebrandt y Daniel Murgida (TU, Berlin, Alemania).