Investigação inédita da atividade de complexos mononucleares de FeIII na hidrólise de ésteres de fostato

Abstract

Hidrolases sintéticas chamam a atenção por sua potencial aplicação como medicamentos antitumorais e antibióticos. Atualmente, objetiva-se o desenvolvimento de modelos mais eficientes e, principalmente, seletivos na clivagem do DNA. Para isso, várias estratégias vêm sendo aplicadas. Neste trabalho, uma nova frente de pesquisa foi aberta envolvendo o estudo de complexos mononucleares de ferro(III) como modelo de hidrolase que mostra atividade na hidrólise de diésteres de fosfato, assim como capacidade de interação com DNA com constantes de ligação significativas. Novos ligantes foram desenvolvidos para síntese de complexos binucleares de FeIIIZnII, contendo em sua estrutura, grupos intercalantes, substituintes naftil (H2Lnaf) e pirenil (H2Lpir). Os complexos binucleares 1a e 2a foram obtidos a partir dos ligantes H2Lnaf e H2Lpir. Nos estudos de caracterização e de atividade catalítica dos complexos observou-se que, em meio aquoso, os mesmos formavam espécies mononucleares de ferro(III) e zinco(II). A partir das análises via ESI-MS, observou-se que essas espécies mononucleares eram responsáveis pela atividadena hidrólise do substrato modelo 2,4-BDNPP. Para compreender melhor o funcionamento desses sistemas, sínteses de complexos mononucleares de ferro(III) com os ligantes H2Lnaf (1b) e H2Lpir (2b) foram sintetizadas e os complexos foram caracterizados via espectroscopia de IR, espectrometria ESI-MS, espectofotometria de UV-Vis, titulação espectofotométrica e eletroquímica e a estrutura do complexo 1b foi obtida através de difratometria de raios X. Estudos cinéticos de hidrólise do 2,4-BDNPP na presença dos complexos mostraram constantes catalíticas próximas a valores obtidos para complexos binucleares de ferro(III), além de atividade monoesterase utilizando o substrato modelo 2,4-DNPP. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, será possível o desenvolvimento de uma nova família de compostos modelo para hidrolases, objetivando esclarecer melhor a forma de atuação dos mesmos e obter compostos mais ativos e seletivos na hidrólise de ésteres de fosfato.<br>

Abstract : Synthetic hydrolases get attention for their potential application as antitumor drugs and antibiotics. The development of more efficient and more selective models for DNA cleavage has increased significantly and a range of strategies have been applied for this goal. Herein a non-classical approach involving mononuclear iron(III) complexes as hydrolase models that shows activity in the hydrolysis of phosphate diesters and are capable of interact with DNA with high binding constants is presented. New ligands were developed for the synthesis of dinuclear FeIIIZnII complexes, containing in their structure, innocent intercalating groups, radicals naphthyl (H2Lnaf) and pyrenyl (H2Lpir). The dinuclear complexes 1a and 2a were obtained from H2L naf and H2Lpir ligands, respectively. During characterization and catalytic activity studies of these complexes, it was observed that, in presence of water, mononuclear iron(III) and zinc(II) species were formed. From ESI-MS analysis was observed that these mononuclear species were responsible for the activity in hydrolysis of 2,4-BDNPP substrate. To better understand the system behavior, mononuclear compounds were synthesized with the H2Lnaf (1b) and H2Lpir (2b) ligands and were characterized by IR spectroscopy, ESI-MS, UV-Vis spectrophotometry and electrochemistry and the 1b X-ray structure was obtained. Kinetic studies on the hydrolysis of 2,4-BDNPP substrate in presence of the complexes revealed kcat values similar to those obtained for iron(III) dinuclear complexes besides being a monoesterase model as revealed studies on 2,4-DNPP hydrolysis. Through this work results, it will be possible the development of a new family of model compounds for hydrolases, with the purpose of clarify the mode of action of those new mononuclear iron(III) complexes and pursue more active and selective compounds for phosphate esters hydrolysis.