Estudo mecanístico da formação de oxigênio singlete por peróxidos de triptofano e tirosina no contexto dos danos causados a biomoléculas por oxidantes

• Processo: 18/26374-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Paolo Di Mascio
• Beneficiário: Stella Boutris Jayme
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07937-8 - Redoxoma, AP.CEPID
• Assunto(s): Moléculas bioativas Oxigênio singleto Danos Peróxidos Tirosina Triptofano
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomoléculas | dano | Oxigênio singlete | peróxidos | triptofano | Oxigenio singlete

Resumo

Os danos em biomoléculas (por exemplo, em proteínas) podem ser gerados por oxidantes extremamente reativos, como o radical hidroxila (*OH), ou por oxidantes menos reativos, e consequentemente mais seletivos tais como radicais peroxila, ácido hipocloroso (HOCl) e oxigênio singlete (O2(1”g)). O HOCl por exemplo, desempenha um papel importante na defesa contra patógenos. Entretanto, esta mesma molécula está fortemente relacionada ao dano tecidual que ocorre em várias doenças inflamatórias. O O2(1”g) por sua vez está envolvido na formação de hidroperóxidos de lipídeos, DNA e proteínas. Estes peróxidos podem reagir com íons metálicos, gerando radicais peroxila e/ou alcoxila, responsáveis, por exemplo, pela propagação da peroxidação lipídica e a geração de compostos tóxicos. A formação de O2(1”g) já foi estudada em processos de lipoperoxidação, que ocorre principalmente por meio do mecanismo discutido por Russell. Tal mecanismo descreve a interação de radicais peroxila entre si, gerando um tetraóxido intermediário que se decompõe gerando como produtos um álcool, uma cetona e O2(1”g). As proteínas são consideradas os maiores alvos para os oxidantes, devido à abundância em sistemas biológicos e às altas constantes de reações com estas espécies reativas. Além disso, estudos têm demonstrado que a decomposição de peróxidos formados em proteínas pode resultar em danos subsequentes a outras proteínas. Hidroperóxidos de lipídeos foram propostos como prováveis fontes de oxigênio singlete em meio biológico. Entretanto, é desconhecido se peróxidos de aminoácidos e proteínas também teriam essa mesma capacidade. Sabe-se que os aminoácidos triptofano e tirosina são muito suscetíveis a oxidação, e ao reagir com oxigênio singlete geram peróxidos estáveis. Desta forma, é interessante avaliar se a reação posterior destes peróxidos de triptofano e tirosina com HOCl, são capazes de gerar O2(1”g), e investigar o mecanismo das reações. Os objetivos deste projeto compreendem a elucidação dos produtos obtidos a partir da fotossensibilização do triptofano (W), tirosina (Y) e N-acetil triptofano (NAcW); estudo dos produtos da reação do triptofano incorporado em pequenos peptídeos (HGWG-OH ou H-GWG-OH) com oxidantes O2(1”g) e HOCl; utilizando-se detecção por luminescência no infravermelho e HPLC/MS/MS; estudo dos demais produtos de reação formados na reação dos hidroperóxidos com HOCl por HPLC-MS-MS; realizar experimentos de RMN para confirmar as estruturas dos produtos oxidados.