Interação e clivagem de DNA por complexos de Co2+ com ligantes tripodais n-doadores

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Praduação em Química, Florianópolis, 2014Muitos estudos têm sido realizados com o ácido desoxirribonucleico interagindo com pequenas moléculas, entre estas os compostos de coordenação que podem atuar como miméticos de enzimas presentes nos organismos vivos. Com essa finalidade, foram avaliados a clivagem e a interação do DNA com uma série de cinco compostos de Co2+ com ligantes N-doadores tetradentados: Co(TPA)Cl]ClO4, [Co(6-MeTPA)Cl]ClO4, [Co(6-Me2TPA)Cl]ClO4, [Co(BPQA)Cl]ClO4, e [Co(BQPA)Cl]ClO4. O DNA plasmidial pBSK II foi utilizado como modelo na técnica de eletroforese em gel de agarose. Foram realizados ensaios variando a concentração dos complexos para avaliar o efeito na atividade de clivagem, ensaios de cinética para comparar atividade com outros complexos da literatura, ensaios com inibidores de espécies reativas de oxigênio e ensaios com atmosfera de argônio com o intuito de verificar se o mecanismo de clivagem é hidrolítico ou oxidativo, ensaio com o ligante de sulco menor: distamicina e o ligante de sulco maior: verde de metila com o proposito de verificar a dependência da ligação com os sulcos e ensaios na presença de perclorato de lítio para verificar o efeito das interações eletrostáticas. Os cinco complexos são ativos frente a clivagem do DNA plasmidial, em concentrações na ordem de micromolar. Os complexos devem atuar por um mecanismo hidrolítico e são muito sensíveis ao efeito da força iônica. Nos ensaios cinéticos foram obtidos valores de kcat entre 0,98 h-1 a 6,02h-1, para pH 7,0 e valores de kcat entre 1,99 h-1 e 16,8 h-1 para pH 9,0, correspondendo a valores que aumentam a velocidade de reação na ordem de 108 a 109 comparados à hidrólise não catalisada do DNA. Também foram realizados ensaios com eletroforese com gel de poliacrilamida de alta resolução, como modelo utilizado foi uma sequência de 49 nucleotídeos. Foi verificado que os compostos [Co(6-MeTPA)Cl] e [Co(BPQA)Cl] clivam o DNA em todos os nucleotídeos formando produtos com terminal 3´-PO32-, sem gerar produtos típicos de mecanismos oxidativos.<br>Abstract: Many studies have been conducted with the deoxyribonucleic acid interacting with small molecules, within them coordination compounds which may act as enzyme mimics in living organisms.For this purpose cleavage and interaction with DNA were evaluated for a series of five Co(II) compounds with tetradentate N-donor ligands: [Co(TPA)Cl]+, [Co(6-MeTPA)Cl]+, [Co(6-Me2TPA)Cl]+ [Co(BPQA)Cl]+ and [Co(BQPA)Cl]+. The plasmid DNA pBSK II was used as substrate in gel electrophoresis assays were performed varying the concentration of the complex, kinetic assays to assess DNA cleavage, trials with inhibitors of reactive oxygen species, trials with argon, assays with DNA groove binders and assays in the presence of lithium perchlorate to verify the effect of electrostatic interactions. The five complexes are active against the cleavage of plasmid DNA at concentrations on the order of micromolar.Complexes may act by a hydrolytic mechanism, are very sensitive to ionic strength effect. In kinetic experiments were obtained values of kcatbetween0,98 h-1to 6,02 h-1for pH 7.0 and values of kcat between 1,99 h-1to 16,8 h-1for pH9.0, corresponding to values that increase the reaction rate about108 to 109compared to spontaneous hydrolysis of DNA. Assays using high resolution polyacrylamide gel electrophoresis were made, the model used was a sequence of 49 nucleotides, it has been found that the compounds [Co (6-MeTPA) Cl] and [Co (BPQA) Cl] cleave DNA at all nucleotides forming products with 3'-PO32- termini without generating products of oxidative mechanism