COMPLEXOS DE CROMO(III) E ÁCIDO GUANIDOACÉTICO E A SUA IMPORTÂNCIA NO METABOLISMO DA INSULINA
Daniella Rodrigues Fernandes (IC)1, Débora França de Andrade (IC)1, Elizabeth da Silva Figueiredo (PG)1 , Jussara Lopes de Miranda1,2 (PQ), Judith Felcman2 (PQ)
1 Departamento de Química Inorgânica- Universidade Federal do Rio de Janeiro
2 Departamento de Química - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
palavras-chave: cromo(III), ácido guanidoacético, aminoácidos
Introdução :
O ácido guanidinoacético (GAA) pertence à classe dos compostos guanidínicos que são caracterizados pela presença de um grupo extremamente básico, o grupo guanidino, o HN=C(NH2)-NH-. Estes compostos já foram quantificados em diferentes tecidos dos mamíferos como os rins, cérebro, fígado e músculo [1], explicando, assim, a diversidade dos processos metabólicos dos quais eles participam [2]. O GAA é sintetizado principalmente nos rins, sendo o resultado da transamidinação da glicina via arginina [3]. Depois, ele é transportado para o fígado onde é metilado para a formação da creatina [4]. O GAA está envolvido em diversos processos metabólicos além da atividade renal, como por exemplo, a produção do colesterol, a deficiência da creatina e a disfunção da encefalopatia hepática. Este aminoácido também é capaz de alterar a produção da insulina [5], escolhendo-se o íon cromo(III) justamente porque ele está presente no fator de tolerância de glicose [6]. Neste estudo foram sintetizados os seguintes complexos : a) binário de cromo(III) e GAA e ternário de cromo(III), GAA e glicina. Também houve tentativas para a síntese dos complexos ternários contendo o cromo(III), o GAA e os aminoácidos ácido glutâmico/ ácido aspártico.
Objetivo : Sintetizar e caracterizar os complexos de cromo(III) com o ácido guanidoacético e os ternários contendo além destes a glicina(Gli), os ácidos glutâmico (Glu) e aspártico (Asp).
Método : O método de síntese envolveu a solubilização dos ligantes, GAA, Gli, Glu e Asp em meio aquoso, acidulando-se quando necessário. Em seguida, foi feita a adição da solução aquosa de cloreto de cromo(III), com posterior agitação de 1 hora. Acrescentou-se hidróxido de potássio lentamente, com adição e aquecimento até 70oC, por cerca de duas a três horas. Concentrou-se o volume da solução, adicionando-se, posteriormente, etanol. Os precipitados formados apresentaram coloração de roxo a violeta, sendo, depois de lavados e secos, caracterizados por diversas técnicas.
Resultados : Os complexos sintetizados foram o ternário K2[Cr2(C5H10N4O12Cl6)] e os binários K2[Cr2 (C12H19N3O15)].4,5 H2O.KNO3 , K2(Cr2C15H24N3O15).4.5H2O.KNO3 e Cr(GAA)3, caracterizados por análise elementar (CHN), ultravioleta, análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho e gravimetria. A análise do ultravioleta dos complexos dissolvidos em água indicou a presença de transições d-d típicas da formação de um complexo hexacoordenado, possivelmente octaédrico não-perfeito. No infravermelho, a banda em 1671 cm-1, característica do grupamento guanidino, apareceu apenas em K2[Cr2(C5H10N4O12Cl6)], com o ligante glicina, indicando a formação do complexo misto. Neste complexo, as bandas em 1144 e 627 cm-1 sugerem o ânion ClO4- coordenando-se ao metal por um dos seu oxigênios, atuando como um ligante monodentado. As bandas em 413 cm-1 e em 318 cm-1 referem-se aos estiramentos n M-N e n M-Cl respectivamente, sendo o nitrogênio do grupamento a-amino. A análise de CHN e gravimetria foram : calculado : C= 8,42 % ; H= 1,4%; N= 7,86% e Cl = 29,84 %; encontrado : C= 8,52%; H= 1,52%; N= 7,65% e Cl = 28%. O TGA indicou 1,4% de umidade na amostra. Nos complexos binários, os ligantes Asp e Glu comportaram-se como bidentados e tridentados, onde um de seus carboxilatos atuou como ponte entre duas moléculas, favorecendo a formação de uma estrutura polimérica. No K2[Cr2 (C12H19N3O15)].4,5 H2O.KNO3 encontramos as bandas em 3384 cm-1 referentes a n OH da água. As bandas em 568 e 517 cm-1 indicam a coordenação M-O e M-OH ponte (hidroxila atuando como ponte). As bandas em 419, 398 e 383 cm-1 podem ser atribuídas a n M-O e n M-N. A análise elementar, a gravimetria e o TGA confirmaram tal fórmula molecular proposta . Calculado : C=17,80 % H=3,36 %, 6,92%. Encontrado : C=17,83%; H= 4,20%; N= 6,86%. Para o K2(Cr2C15H24N3O15).4.5H2O. KNO3, as principais bandas do infravermelho foram : 565 e 500 cm-1 indicando os estiramentos n M-O e n M-OH ponte; Em 398, 375 e 335 cm-1 devem referir-se aos estiramentos n M-O e n M-N, sendo o nitrogênio do grupo a-amino e oxigênio do grupo carboxilato. A análise elementar e o TGA foram concordantes com a fórmula molecular proposta : calculado : C= 21,17 %; H= 4,1% ; N= 6,58%; encontrado : C= 21,17%; H= 4,65%; N= 6,59%. Para a obtenção dos ternários CrAGAGlu e CrAGAAsp propôs-se sintetizá-los utilizando a proporção 1: 1: 2, M: L1: GAA , usando KHCO3 ou Ba(OH)2 como agente precipitante e o HClO4 para a auxiliar a dissolução dos ligantes.
Conclusões : O ácido guanidoacético atua como ligante bidentado, sendo o nitrogênio-alfa e o oxigênio seus átomos doadores. O ácido glutâmico e o aspártico são ligantes de grande tamanho comparativamente à glicina, uma das razões que favoreceu a formação do complexo ternário apenas com este último. Além disso, os ácidos glutâmico e aspártico possuem dois grupos carboxilatos que, quando desprotonados, podem atuar como ligantes ponte, favorecendo a polimerização. A glicina, por sua vez, é a que sofre desprotonação em pH mais próximo do GAA, favorecendo a sua entrada na esfera de coordenação. Estes complexos sintetizados e a competição que existe entre estes aminoácidos em relação ao íon cromo(III) exemplificam in vitro o que pode ocorrer em processos biológicos, em destaque ao metabolismo da insulina, no qual todos estão envolvidos.
1- Marescau, B, Deshmukh, DR, Kockx, M et al, Metabolism 41, 525-532 (1992)
2- Jussara, LM, Estudo de Complexos Mistos do äcido Guanidoacético com os ácidos glutâmico, aspártico e a glicina envolvendo os íons Co(II), Ni(II), Cu(II) e Zn (II), tese de Doutoramento, pp 8-19 (1999)
3- McGuirre, DM, Gross, MD, Van Pilsum, JF, Towle, HC, J. Biol. Chem 259, 12934 (1984)
4- Gomi, T, Tanihara, K, Date, T, Fujioka, M, Int. J, Biochem. 24, 1639-1649 (1992)
5- Hirata, M, Jpn J. Nephrol. 31 (9), 951-961 (1989)
6- Kaim, W, Schwederski, B, Bioinorganic Chemistry : Inorganic Elements in the Chemistry of Life- An Introduction andGuide, John Wilwy & Sons, 1994, , England, 238.