DESAMINACIÓN HIDROLÍTICA DEL ISÓMERO TRANS axial-axial DE LA 5,6-DIHIDROXICITOSINA EN MEDIO PROTÓNICO. ESTUDIO TEÓRICO

PILA, ANDREA N.; PROFETA, MARIELA I.; ROMERO, JORGE M.; JORGE NELLY L.; GRAND, ANDRE A.

Mar del Plata

Congreso; XIX Congreso Argentino de Química; 2012

Asociación Argentina de Química

La amina exocíclica de bases nitrogenadas puede ser hidrolizada en condiciones fisiológicas de pH y temperatura. La citosina y la 5-metilcitosina, son sensibles a esta modificación química, dando lugar a la formación de los respectivos uracilo y timina. La estructura de doble hélice del DNA tiene una tendencia a proteger a sus bases contra la desaminación. Así, mientras la vida media de residuos de citosina a pH = 7.4 y T = 37 ° C es de unos 200 años, en el DNA de doble cadena se eleva a 30.000 años. Cabe señalar que la mutación de un residuo de 5-metilcitosina a timina, y la mutación asociada con una adenina- guanina en la cadena complementaria es por lejos la mutación más frecuente en los cánceres humanos, por lo que es una lesión importante a ser estudiada. El presente estudio tiene como objetivo contribuir con el conocimiento de los mecanismos de desaminación hidrolítica de la 5,6-dihidroxicitosina, a través de modelos computacionales, comparándose con la desaminación de la citosina. Todos los cálculos se realizaron utilizando el paquete de Gaussian03 a nivel de teoría DFT, con el funcional hibrido B3LYP y la base triple zeta 6-311G (d, p). Las funciones de polarización se incluyeron debido a la necesidad de describir correctamente los enlaces de hidrógeno. Después de la optimización completa, los diferentes puntos estacionarios se caracterizaron, ya sea como mínimos o estados de transición, mediante el cálculo de las frecuencias de vibración dentro de la aproximación armónica en el mismo nivel de la teoría. Se extrajeron los datos térmicos para obtener las diferentes funciones termodinámicas de la reacción y los parámetros de activación correspondientes a 298,15 K y 1 atm. El mecanismo para la reacción de desaminación de la 5,6-dihidroxicitosina con H2O en un medio prótico se investigó con la metodología DFT utilizando el funcional B3LYP y la base 6-311G (d,p). Se encontró un mecanismo de tres etapas en las que la molécula neutra 5,6-dihidroxicitosina es directamente atacada por un dímero de agua, formando el grupo imino. El intermediario resultante sufre una adición nucleofílica y el producto de esta segunda etapa, se protona para permitir la eliminación de un catión de amonio. Este camino lleva a la formación de la timina en interacción con un catión de amonio y una molécula de agua. Esta vía de reacción explica la desaminación espontánea de la 5,6-dihidroxicitosina en un medio prótico a pH neutro (Figura 5). La adición nucleofílica sobre el carbono 4, es la etapa determinante de la velocidad de reacción y se asocia con la energía libre de activación en la solución acuosa de 120,9 kJ / mol. Este último valor es más bajo en 13 kJ/mol que el valor de la energía libre de activación en solución acuosa de la citosina, con lo que se concluye que este derivado de la citosina se desamina más rápidamente que la citosina.