EVALUACIÓN MECANÍSTICA DE HEMATIN COMO BIOMIMÉTICO DE PEROXIDASAS: EFECTO DEL PH DEL MEDIO

IVANA MAGARIO; AGOSTINA CORDOBA; MARIA LUJAN FERREIRA

Los Cocos

Congreso; III Reunion Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2014

La oxidación de estructuras fenólicas para degradar contaminantes es de interés actual. En contraste con los métodos de oxidación avanzada las peroxidasas sonselectivas y biocompatibles no obstante, son costosas y sensibles. Hematin constituye el grupo próstetico de la peroxidasa del rábano picante (HRP) y se obtiene comercialmente al 10% delcosto de HRP. Este catalizador ha demostrado ser eficiente en la degradación de colorantes antraquinónicos y azoicos siendo máxima su actividad en medio alcalino (9,5 ? 11,4). Por otro lado, resulta útil comprender el mecanismo de acción de hematin a través de una reacción test que puede llevarse a cabo en una cubeta espectrofotométrica monitoreando en línea la formación de un producto conjugado entre fenol y 4-aminoantipirina (AAP). Un estudio previo de parametrización de modelos cinéticos de esta reacción postula y evalúa que Hematin adopta estados intermediarios idénticos a los de la enzima durante su acción catalítica aplicado en pH neutro: Hematin es activado por H2O2 para oxidar una molécula de fenol a un radical fenoxilo el cual se conjuga con AAP en un proceso radicalario no-controlante de la velocidad del proceso. No obstante, se identifican diferencias respecto a la enzima tales como menor actividad y selectividad hacia fenol siendo las rutas de coordinación con H2O2 más efectivas propiciando así su inactivaciónpor blanqueamiento (Tabla 1, E-i). Al estar despojada de la estructura proteica la protoporfirina forma dímeros en solución que encapsulan el sitio activo. La constante de equilibrio de estosdímeros presenta un máximo alrededor de pH 7,5. Por otro lado, el grupo OH de las estructuras fenólicas puede disociar el protón por equilibrio ácido-base quedando inactivo para su oxidación, según el mecanismo propuesto. Además, a pH alcalinos H2O2 deproporciona en H2O y O2 disminuyendo su disponibilidad. El objetivo de este estudio es analizar el efecto del pHsobre la actividad catalítica de hematin sobre la base del mecanismo anteriormente propuesto para pH neutro.Se analiza la influencia del pH del medio en la actividad catalítica de hematin para generarradicales fenoxilo capaces de conjugarse con 4-aminoantipirina. A pH alacalinos se identifican efectosinactivación de hematin y de degradación del colorante formado. Estos efectos no pueden al momento explicarse con el modelo propuesto para la formación de colorante, el cual pudo sin embargo, explicar en forma aceptable perfiles de formación de color a pH 7. Se postula queambos efectos están asociados a la generación de radicales OH. y OOH. que atacan el anillo porfirínico de hematin inactivándolo a la vez que atacan el cromóforo del producto conjugado. Si bien en la zona alcalina hematin es más activa lo es también en reacciones que propician la desproporción catalítica de H2O2 siendo de esta manera apropiado seleccionar un medio neutro si el objetivo es propiciar la conjugación de radicales orgánicos mientras que el medio alcalino es el adecuado cuando se aplica hematin en reacciones de degradación oxidativa de sustratos reductores.