LABINC – Departamento de Química – UFSC, 88034-420, Florianópolis - SC

As enzimas que degradam o DNA são chamadas de nucleases. O recente progresso nas pesquisas envolvendo “genoma” é impressionante e tem estimulado de forma significativa a busca por estratégias que possam ser utilizadas para manipular DNA e RNA. Dentre elas, a utilização de modelos de pequenos complexos de metais, capazes de hidrolisar, cataliticamente, ácidos nucleicos é extremamente importante tendo em vista, as suas possíveis aplicações em biotecnologia. Se por um lado, catalisadores hidrolíticos artificiais podem ser empregados como sistemas biomiméticos na elucidação dos mecanismos das correspondentes enzimas de restrição e nucleases, por outro lado, eles podem ser usados como “sondas” conformacionais na determinação da estrutura do DNA e como antibióticos e drogas quimioterapêuticas. Na verdade, nucleases artificiais sempre podem oferecer alguma vantagem sobre as enzimas naturais, as quais clivam o DNA com uma seletividade de seqüência, de 4, 6 ou 8 bases. Isso na maioria das vezes, é muito baixo e resulta num grande número de fragmentos, dificultando um controle preciso na manipulação de espécies maiores de DNA. Pelo menos, em princípio, no caso de catalisadores hidrolíticos artificiais, a especificidade de sequências não-naturais maiores deveria ser possível, o que poderia ser transferido para agentes quimioterápicos capazes de bloquear expressões gênicas a nível do DNA. Justifica-se dessa forma, a importância do desenvolvimento de novas metalonucleases sintéticas, mesmo porque, o número dessas enzimas, cujas propriedades de nucleases sejam completamente definidas, é bastante reduzido.

Há anos, parte das pesquisas do grupo envolve processos de síntese e de caracterizações de novos complexos de metais de transição (Fe, V, Mn, Cu, Zn, Ni, Ga e In), como modelos biomiméticos estruturais para o sítio ativo de diversas metaloenzimas. O planejamento e a síntese de novos ligantes dinucleantes não-simétricos tem sido objeto de estudo de forma permanente em nossos laboratórios e se estabelece como condição fundamental para a obtenção de complexos binucleares de valência mista com ambientes quimicamente distintos em torno dos centros de MIII e MII, uma característica essencial para as propriedades catalíticas do complexo modelo.

Nesta palestra, pretendemos apresentar alguns dos resultados mais relevantes quando da utilização de alguns desses modelos, seja na catálise hidrolítica de substratos modelos ativados para o DNA como por ex. bis-2,4-dinitrofenil fosfato (BDNPP), seja na clivagem hidrolítica do próprio ácido nucléico, com fatores catalíticos da ordem de 107-108 vezes em relação a reação não-catallisada. É importante mencionar que para algumas dessas metalonucleases artificiais, os mecanismos catalíticos foram completamente esclarecidos. Abaixo apresentamos a estrutura molecular de um modelo heterodinuclear contendo FeIII e ZnII no centro catalítico.