Investigação espectroscópica e via ressonância paramagnética eletrônica da atividade antioxidante de compostos de coordenação de cobre, ferro e manganês, frente a EROs

Abstract

Espécies Reativas de Oxigênio (EROs) são geradas principalmente na mitocôndria, durante a fosforilação oxidativa, e desempenham diversas funções relevantes (sinalização redox, modulação do sistema imune, entre outras). Entretanto, o excesso de EROs está relacionado ao estresse oxidativo, condição promotora de diversas patologias, como isquemia, câncer, doenças inflamatórias e neurodegenerativas. As metaloenzimas desempenham papel vital na homeostase redox, regulando os níveis de EROs nos organismos, sendo a linha de frente no combate à condição de estresse oxidativo. Visando a obtenção de compostos miméticos funcionais às metaloenzimas antioxidantes CAT (Catalase) e SOD (Superóxido Dismutase), seis compostos de coordenação foram sintetizados e caracterizados: [Cu(HL1)Cl2] (1), [Fe2(L1)2Cl2] (2), [Mn(L1)2Cl2]Cl?H2O (3), [Cu(HL2)Cl]Cl?2H2O (4), [Fe(HL2)Cl2]?0,5H2O (5), [Mn2(HL2)(L2)Cl2]nClO4?3H2O (6), onde HL1= N-(2- hidroxibenzil)-N-(2-piridilmetill)amina e H2L2= N-(2-hidroxibenzil)-N-(2-piridilmetil)-3- cloro-2-hidroxi-propano. Desses, cinco compostos já foram relatados na literatura previamente, pelo nosso grupo de pesquisa, e um composto inédito de MnIIIMnII foi obtido e caracterizado por difração de raios-X de monocristal. As atividades antioxidantes dos mesmos foram avaliadas in vitro frente a diversas EROs, (H2O2, O2 ?- e ?OH), além do radical DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazil). As atividades antioxidantes desses compostos foram estudadas por métodos espectroscópicos e via Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR). Os compostos apresentaram atividade mimética às metaloenzimas CAT e SOD, dismutando o radical O2 ?- e decompondo o H2O2, com exceção do composto de CuII (4), que não apresentou atividade mimética à CAT, apenas à SOD. Adicionalmente, os compostos de manganês (3) e (6), foram eficientes na captura do radical ?OH, resultando em valores de IC50 de 14,51 e 7,97 ?M, respectivamente. Conclui-se que os compostos exibem atividades antioxidantes relevantes, atuando tanto por mecanismo redox quanto por transferência de hidrogênio (HT, do inglês hydrogen transfer), motivando futuros estudos e aplicações destes como potenciais metalofármacos com ação antioxidante.

Abstract: Reactive oxygen species (ROS) are generated mostly in mitochondria during the oxidative phosphorylation process and perform several relevant functions (redox signalization, immune system modulation, and others). However, the excess of ROS is related to oxidative stress, a condition that promotes several pathologies, like ischemia, cancer, inflammatory and neurodegenerative diseases. The metalloenzymes perform vital role in redox homeostasis, regulating ROS levels in the organisms, being the front line in the combat of oxidative stress. Viewing the obtention of functional mimetic compounds of metalloenzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD), six coordination compounds were synthesized and characterized: [Cu(HL1)Cl2] (1), [Fe2(L1)2Cl2] (2), [Mn(L1)2Cl2]Cl?H2O (3), [Cu(HL2)Cl]Cl?2H2O (4), [Fe(HL2)Cl2]?0,5H2O (5), [Mn2(HL2)(L2)Cl2]nClO4?3H2O (6), where HL1= N-(2- hidroxybenzyl)-N-(2-pyridylmethyl)amine e H2L2= N-(2-hydroxybenzyl)-N-(2- pyridylmethyl)-3-chloro-2-hydroxy-propane. From those, five compounds were previously stated in literature by our research group and one unpublished compound of MnIIMnIII was obtained and characterized by monocrystal X-Ray diffraction. The antioxidant activities of these compounds was evaluated with several ROS (H2O2, O2 ?- e ?OH), besides the DPPH radical (2,2-difenil-1-picril-hidrazil). The antioxidant activities of the compounds were studied through spectroscopic methods and through Electron Paramagnetic Resonance (EPR). The compounds presented mimetic activity to the metalloenzymes CAT and SOD, dismuting the O2 ?- radical and decomposing the H2O2, with exception of CuII compound (4), which did not present mimetic activity to CAT, only SOD. Additionally, the manganese compounds (3) and (6), were efficient scavenging the ?OH radical, resulting in IC50 values of 14,51 and 7,97 ?M, respectively. It is concluded that the compounds exhibit relevant antioxidant activities, acting through redox mechanism and through hydrogen transfer (HT), motivating further investigations and application as antioxidants and metallopharmacs.