Caracterização de biomoléculas modificadas por mecanismos oxidativos, especialmente via oxigênio singlete, em sistemas químicos e biológicos

• Processo: 00/03878-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2001
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2006
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Pesquisador responsável: Paolo Di Mascio
• Beneficiário: Paolo Di Mascio
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Auxílio(s) vinculado(s): 06/51958-6 - Singlet molecular oxygen generation from lipid hydroperoxides in membranes, AR.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 05/59889-0 - Oxigenio singlete em sistemas biologicos: geracao e deteccao por sondas hidro- e lipo-soluveis., BP.PD; 04/15070-5 - Hidroperoxidos de lipidios, oxigenio singlete e lesoes em biomoleculas: estudo em liposomos e mitocondrias., BP.PD; 04/01664-0 - Interacao do oxigenio singlete (18[1o2]) e hidroperoxidos de lipideos (r18o18oh) isotopicamente marcados com peptideos., BP.DR; + mais bolsas vinculadas 02/13373-5 - Papel do oxigênio singlete em sistemas biológicos: efeito deletério e sinalizador, BP.PD; 01/04389-2 - Curso de ressonância magnética nuclear | Rio de Janeiro - RJ, BP.PC; 01/02140-7 - Papel dos hidroperoxidos de lipidios nas patologias gastrointestinas: efeitos patofisiologicos e protecao por antioxidantes naturais., BP.DR; 00/09113-2 - Mutagenicidade, danos ao dna mitocondrial e deteccao de adutos "in vivo" mediados por acido 5-aminolevulinico., BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Oxigênio singleto Alquilação DNA Antioxidantes Estresse oxidativo Ácido aminolevulínico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alquilacao De Dna | Antioxidantes | Dna | Endoperoxido Neftalencio | Oxigenio Singlete

Resumo

O metabolismo aeróbico e diversas reações envolvidas em processos toxicológicos e farmacológicos podem gerar espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio capazes de provocas danos em biomoléculas e desencadearem processos deletérios. A célula encontra-se protegida contra esses danos por uma linha de defesa antioxidante, onde enzimas como superóxido dismutase, glutationa peroxidase, catalase, sistemas enzimáticos de conjugação e reparo e compostos biológicos como vitaminas C e E, e tióis, desempenham um papel importante. O equilíbrio entre os processos pró-oxidantes e anti-oxidantes constitui a condição normal da vida aeróbica. O desequilíbrio favorável ao estado pró-oxidante desencadeia o chamado estresse oxidativo. A formação do oxigênio singlete (1O2) em sistemas biológicos tem sido amplamente demonstrada e relacionada com processos celulares diversos tais como o mecanismo de defesa contra vírus e bactérias promovido por células fagocitárias. Os possíveis mecanismos de formação desta espécie em sistemas biológicos incluem reações de quimioexcitação (reações no escuro) catalisadas por peroxidases (mieloperoxidase) ou oxigenases (lipoxigenase ou ciclooxigenase); a reação de peróxido de hidrogênio com hipoclorito ou peróxinitrito; termodecomposição de dioxetanos entre outras. O oxigênio singlete é uma das principais espécies envolvidas nos efeitos citotóxicos da terapia fotodinâmica. Além disso, 1O2 está relacionado com ativação da expressão gênica induzida por luz UV-A. O 1O2 apresenta alta reatividade, oxida muitas funções orgânicas ricas em elétrons, como sulfetos, aminas e fenóis. Sendo assim, são importantes alvos biológicos do 1O2 moléculas fundamentais como ácidos graxos insaturados, proteínas e DNA. Entretanto, mostrar inequivocamente o papel do oxigênio singlete em sistemas biológicos tem sido difícil devido a dificuldades em se obter 1O2 livre de outras espécies reativas. Os nossos estudos estão centralizados em desvendar os mecanismos pelos quais espécies reativas de oxigênio, principalmente o oxigênio singlete, desempenham papéis fisiológicos e patológicos. Com este intuito sintetizamos fontes apropriadas de 1O2 baseadas na termólise de endoperóxidos. Esses compostos são quimicamente inertes e têm sido empregados como fontes versáteis e "limpas" de 1O2. Essa abordagem tem sido utilizada em nossos trabalhos para a detecção de lesões em biomoléculas (DNA, lipídeos e proteínas) e para investigar compostos de ocorrência natural com atividade de supressão de 1O2. O objetivo do presente projeto é contribuir no esclarecimento dos mecanismos de reação entre espécies reativas de oxigênio e biomoléculas, in vitro e in vivo, enfatizando os seguintes aspectos: 1) síntese de derivados de endoperóxidos; 2) quantificação e caracterização química e física do 1O2 produzido pelas diversas fontes; 3) danos em DNA in vitro e em células induzidos por 1O2 gerado pela termodecomposição de endoperóxidos e por fotosensibilização de porfirinas tetrarutenadas; 4) estudo do efeito protetor de biomoléculas, in vitro e em células, por antioxidantes naturais; 5) caracterização química de lesões em biomoléculas induzidas pelo estresse oxidativo associado a patologias; 6) estudos de mutagenicidade do ácido 5-aminolevulínico. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CAVALCANTE‚ A.K.D.; MARTINEZ‚ G.R.; DI MASCIO‚ P.; MENCK‚ C.F.M.; AGNEZ-LIMA‚ L.F.. Cytotoxicity and mutagenesis induced by singlet oxygen in wild type and DNA repair deficient Escherichia coli strains. DNA Repair, v. 1, n. 12, p. 1051-1056, 2002. (00/03878-7, 98/11119-7)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa