Departamento de Bioquímica CCB UFSC
O fenômeno de 'promiscuidade catalítica', definido para enzimas, como um mesmo sítio ativo promovendo reações catalíticamente diversas, é razoavelmente descrito em sistemas biológicos. Por exemplo, uma aminopeptidase de Streptomyces griseus é capaz de hidrolisar ésteres de fosfato, e também oxidar catecóis com atividade próxima a da enzima nativa, e ainda hidrolisar peptídeos (JACS 2005, 127, 16380).
Temos interesse em aprofundarnos na análise molecular da 'promiscuidade' catalítica de complexos metálicos sintéticos, sobre alvos peptídicos e fosfodiésteres que são objeto de investigação em nosso laboratório há vários anos.
Temos descrito uma série razoavelmente grande de complexos com atividade hidrolítica e/ou oxidativa sobre DNA, provocando a clivagem da ligação fosfodiéster. Esta atividade muitas vezes se mostrou bastante específica, uma vez que o padrão de degradação não era aleatório, mas ocorria a formação de fragmentos lineares de DNA plasmidial. Este fato é destacado na literatura como evidência de quebra de ligações fosfodiéster com especificidade de seqüência. Desta forma estamos interessados em desenvolver técnicas de análise que nos ajudem a compreender o mecanismo catalítico envolvido na interação/clivagem de ácidos nucléicos e dos complexos metálicos que estudamos. Este tipo de análise tem impacto importante em biotecnologia e biologia molecular, uma vez que as moléculas em análise podem ser usadas como sondas de footprint de proteínas e DNA, análise estrutural de proteínas e RNA, e eventualmente podem ser testadas como agentes antimicrobianos, dentre outras aplicações.
Desta forma estamos interessados em desenvolver técnicas de análise que nos ajudem a compreender o mecanismo catalítico envolvido na interação/clivagem de ácidos nucléicos e dos complexos metálicos que estudamos. Dentre estas podemos destacar por exemplo:
a. uso de sondas seqüência-específicas marcadas em 5’ com fosfato 32P, possibilitando o estabelecimento de técnicas de footprint adequadas ao mapeamento dos sítios de contato DNA-drogas. Usaremos metodologia descrita originalmente para interação proteína-DNA.
b. Análise dos produtos de degradação do processo de clivagem droga-DNA por espectrometria de massa (MALDI-TOF).
A relevância das ligações fosfodiéster nos ácidos nucléicos assim como as formas de clivá-la fisiológica ou quimicamente foram extensamente relatadas. No caso de ação sobre proteínas, a literatura é menos rica em exemplos.
Muitos dos complexos que descrevemos apresentam atividade de clivagem tanto de ligações fosfodiéster, como peptídicas, com mecanismos hidrolíticos ou oxidativos. Buscamos no momento caracterizar molecularmente esta ‘promiscuidade’ catalítica. É importante portanto a síntese, caracterização e análise mecanística de novas nucleases ou proteases artificiais para aplicação em biologia molecular (agentes de footprint, sondas estruturais de DNA e proteínas), biotecnologia (agentes quimioterápicos).
PERALTA, Rosely A;. et al.,. New unsymmetric dinuclear CuIICuII complexes and
their relevance to copper(II) containing metalloenzymes and DNA cleavage. Journal of Inorganic Biochemistry, v. 100, p. 992-1004, 2006
LANZNASTER, Mauricio; et al., A new heterodinuclear FeIIICuII complex with a Single Terminal FeIII-O(phenolate) bond. Relevance to purple acid phosphatases and nucleases. Journal of Biological Inorganic Chemistry, v. 10, p. 319-332, 2005.
OLIVEIRA, Mauricio César Bof de; et al., Protein Cleavage Mediated by Unusual Novel Mononuclear CuII Complexes: X-ray Structures and Solution Studies. Inorganic Chemistry, v. 44, p. 921-929, 2005.
OLIVEIRA, Mauricio César Bof de; Nucleic acid cleavage by a Cu (II) polyaza macrocyclic complex.
Polyhedron, v. 24, p. 495-499, 2005.
HORN JR, Adolfo; Synthesis, crystal structure and properties of dinuclear iron(III) complexes containing terminally coordinated phenolate/H2O/OH- groups as models for purple acid phosphatases: Efficient hydrolytic DNA cleavage. Inorganica Chimica Acta, v. 358, p. 339-351, 2005.
ROSSI, Liane M; Synthesis, structure and properties of unsymmetrical m-alkoxo-dicopper(II) complexes: biological relevance to phosphodiester and DNA cleavage and cytotoxic activity. Inorganica Chimica Acta, v.358, n. 6, p. 1807-1822, 2005.