COMPLEXOS TERNÁRIOS DE Co(II) E ÁCIDO GUANIDOACÉTICO DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Jussara Lopes de Miranda1,2 (PG), 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:complexos ternários de cobalto(II), ácido guanidoacético, aceptores metila
Introdução :
O Ácido guanidoacético (GAA) está presente em diversos tecidos do nosso organismo, como por exemplo, nos rins, fígado e cérebro1. É sintetizado principalmente nos rins a partir da glicina e da arginina, estando concentrado neste local 2. Atua, desta forma, diretamente no metabolismo renal, porém também está envolvido em diversos outros processos biológicos, como por exemplo, na produção da creatina, que é obtida a partir da metilação do GAA, catalisada pela enzima guanidinometiltransferase3. O GAA é considerado um bom aceptor metila assim como a cianocobalamina (vitamina B12), sendo capaz de diminuir o nível total de colesterol no plasma 4. O íon Co(II) é o íon central da vitamina B12, sendo que em uma das etapas da sua biossíntese o grupo metila é transferido da adenosilhomocisteína para adenosilmetionina 5, processo análogo ao da metilação do GAA para a formação da creatina. A fim de analisar algumas interações in vitro, foram estudadas as formações dos sistemas aquosos contendo o íon Co(II), ácido guanidoacético (GAA) e ácido glutâmico (Glu) ou aspártico (Asp). Os demais aminoácidos escolhidos, Glu e Asp, estão presentes na enzima guanidinometiltransferase 6, catalisadora da metilação do GAA. Além disso, o Asp auxilia a ligação desta enzima com o seu substrato. Nestes tipos de sistemas há a possibilidade de formação de complexos ternários que podem ser considerados modelos simplificados para o estudo de interações importantes em sistemas biológicos, como por exemplo, as que resultam no reconhecimento molecular feitas no ou próximo ao sítio ativo de algumas enzimas. Foram feitos estudos potenciométricos e espectrofotométricos em solução aquosa a 25oC, mantendo-se a força iônica igual a 0,1 mol/L (KNO3), além de terem sido determinadas as constantes de formação das principais espécies presentes.
Objetivo : Analisar a formação das espécies nos sistemas aquosos contendo o íon Co(II), o ácido guanidoacético e os aminoácidos ácido glutâmico / aspártico ou glicina.
Método :
Os sistemas binários e ternários de cobalto(II) foram estudados potenciometricamente e espectrofotometricamente. As titulações potenciométricas foram realizadas em meio aquoso a 250C e m=0,1M (KNO3) em diversas proporções metal:ligante. As constantes de estabilidade das espécies binárias e ternárias foram determinadas utilizando-se o programa Superquad . Em seguida, foi feita a distribuição de espécies em função do pH, usando-se o programa SPE. As medidas espectrofotométricas foram feitas também a 25 oC com amostras com valores de pH iguais ou muito próximos da potenciometria em uma faixa de 200 a 850 nm.
Resultados : Os logarítimos das constantes de formação de algumas das espécies presentes nos sistemas ternários GAA:Ligante 2: Co(II) são apresentados a seguir : Glu – ácido glutâmico, Asp – ácido aspártico, Gly-glicina, Gaa –ácido guanidoacético
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SISTEMA GAA + Co(II) |
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Espécie |
Log b |
espécie |
log b |
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HGAA 10,62 ± 0,03 110
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CoGAA 5,59 ± 0,01 |
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H2GAA 13,47 ± 0,06 |
Co(GAA)2 10,39 ± 0,05 |
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CoHGAA 13,67 ± 0,03 |
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CoGAAOH - 4,84 ± 0,05 |
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GAA + Glu + Co(II) |
GAA + Asp + Co(II) |
GAA + Gly + Co(II) |
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Espécie |
Log b |
espécie |
log b |
espécie |
log b |
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HGlu |
9,41 ± 0,02 |
HAsp |
9,48 ± 0,02 |
HGly |
9,68 ± 0,02 |
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H2Glu |
13,53 ± 0,01 |
H2Asp |
13,15 ± 0,01 |
H2Gly |
12,39 ± 0,01 |
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H3Glu |
16,21 ± 0,04 |
H3Asp |
15,83 ± 0,04 |
CoGly |
4,71 ± 0,02 |
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CoGlu |
4,85 ± 0,02 |
CoAsp |
6,04 ± 0,01 |
Co(Gly)2 |
8,76 ± 0,04 |
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Co(Glu)2 |
8,24 ± 0,06 |
Co(Asp)2 |
10,18 ± 0,01 |
HGlyGaa |
14,06 ± 0,04 |
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HGluGaa |
16,80 ± 0,01 |
HAspGaa |
19,23 ± 0,01 |
CoGlyGaa |
10,67 ± 0,04 |
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CoGluGaa |
11,79 ± 0,01 |
CoAspGaa |
12,24 ± 0,06 |
CoGlyGaaOH |
0,91 ± 0,01 |
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CoHGluGaa |
21,17 ± 0,01 |
CoHAspGaa |
23,79 ± 0,01 |
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CoH2GluGaa |
27,14 ± 0,07 |
CoAsp(Gaa)2 |
30,13 ± 0,02 |
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As constantes de formação dos complexos ternários com Glu e Asp superaram as com Gly. Na distribuição de espécies em função do pH, observou-se que as espécies ternárias contendo Glu e Asp formaram-se em pH menor (próximo de 7) em comparação com contendo Gly (pH=8); no entanto, todas as ternárias predominaram sobre as binárias correspondentes. . As medidas espectrofotométricas do sistema binário Co:GAA e dos ternários Co:Glu:GAA, Co:Asp:GAA e Co:Gly:GAA sugerem a formação de espécies octaédricas em razão da presença das bandas relativas às transições 4T1g(P) ¬4T1g(F) (500 a 486 nm), 4A2g(F)¬4T1g(F) (644 a 641 nm), além de um ombro em 596-593 nm. As absortividades molares são típicas da simetria octaédrica, tendo sido aumentadas `a medida que o pH aumentou.
Conclusões :
As espécies ternárias formadas com o ácido guanidoacético e o ácido glutâmico/aspártico com Co(II) apresentaram constantes de estabilidade maiores que o com a glicina. Isto indica a existência de um fator extra de estabilização que pode ser a interação entre os grupamentos guanidino e carboxilato. Estes grupos não estão envolvidos diretamente na coordenação com o Co(II) já que o sítio mais provável é o nitrogênio a e um dos carboxilatos. Interações ligante-ligante deste tipo ocorrem com muita frequência em sistema biológicos, sendo um dos fatores responsáveis pelo reconhecimento de algumas enzimas e seus substratos.
Bibliografia :
1- Marescau, B, Deshmuhkh, DR, Kockx, M et al., Metabolism. 41, 526-532 (1992)
2-Mcguirre, DM, Gross, MD, Van Pilsum, JF, Twle HC, J. Biol. Chem. 259, 12934 (1984)
4- Takata, Y, Fujioka, M, Biochem. 31, 4369-4374 (1992)
5- Fenton, DE, Biocoordination Chemistry, Oxford university Press, 1995, 69-70.
6- Hamahata, A, Takata, Y, Gomi, T, Fujioka, M, Biochem. J. 317, 141-145 (1996)