UTILIZAÇÃO DE ESPECTROSCOPIA ELETRÔNICA E RPE NA TENTATIVA DE CARACTERIZAR A INTERAÇÃO DE MACROCÍCLICOS COM MELANINAS SINTÉTICAS

José Maurício A. Caiut (IC)^a, Antonio Salvio Mangrich (PQ)^b, Shirley Nakagaki (PQ)^a

Departamento de Química - UFPR, Universidade Federal do Paraná

a: Laboratório de Bioinorgânica, b: Laboratório de Química Ambiental

Palavras-chave: melanina, porfirina, fototerapia fotodinâmica

Na sequência de um trabalho que visa identificar os sítios ligantes de melaninas sintéticas e investigar alguma fotosensibilidade de macrocíclicos quando ligados a melaninas, temos estudado a interação de melaninas sintéticas com porfirinas neutras e catiônicas, bases livres e metaladas [1] por espectroscopia eletrônica e RPE. Este caminho tem sido investigado devido a capacidade de porfirinas transformarem o oxigênio triplete em siglete fotoquimicamente junto a capacidade da melanina agir como uma barreira de proteção natural contra os raios ultravioletas, agentes estes potencialmente cancerígenos [2]. Além disso, a estrutura definitiva da melanina não é ainda conhecida, havendo apenas propostas de estruturas [3].

A melanina foi sintetizada a partir da oxidação da L-dopa frente a oxigênio do ar em meio básico favorecendo a conversão de hidroquinonas a quinonas e polimerização da L-dopa, seguindo o método proposto por Swan, et al., com algumas modificações [4]. O processo de síntese durou 72 horas e necessitou da adição de NH₄OH para manter o pH em aproximadamente 8,2. A melanina formada foi precipitada com adição de ácido clorídrico 1 mol/L. O sólido foi lavado e centrifugado até que o pH do sobrenadante se encontrasse próximo de 7. O sólido foi então seco a pressão reduzida à 40 ⁰C. A porfirina base livre TMPyP⁴⁺ (5,10,15,20- tetrakis (1-metil-4-piridil ) porfirina) (Figura abaixo) e seu respectivo ferrocomposto FeTMPyP⁵⁺ foram imobilizados na melanina através da interação da solução de melanina com as soluções de porfirina por tempo e temperaturas controladas sob agitação magnética. O processo de interação foi acompanhada por espectroscopia eletrônica. Foram utilizadas soluções de TMPyP⁴⁺ na concentração de 2,8 x 10^-6 mol/L, solução de FeTMPyPCl₅ na concentração de 6,9 x 10^-5 mol/L e solução de melanina na concentração de 1,5 x 10^-5 g/mL. Todas as soluções foram preparadas em tampão fosfato pH = 7,4. Esta baixa concentração foi necessária para evitar o encobrimento da banda Soret da porfirina pelas altas absorções da melanina. A solução de melanina foi adicionada à solução de porfirina ou ferroporfirina em pequenas quantidades ( 50, 100, 500, 1000, 2000, 3000 mL ), e registrados espectros para cada adição. Os dados foram analisados e comparados também por espectroscopia de RPE em solução e no caso da FeTMPyP⁵⁺, no estado sólido. Para a obtenção de sólido, a interação de melanina com metaloporfirinas consistiu na suspensão de melanina em solução de FeTMPyP⁵⁺. A mistura de reação foi mantida sob agitação por 2 horas e na sequência foi centrifugada sendo o sobrenadante retirado. O produto resultante foi lavado para se retirar toda metaloporfirina não interagida. O composto final, após secagem, foi analisado por RPE.

A interação de porfirina catiônica TMPyP⁴⁺ com a melanina foi acompanhada por mudanças acentuadas na banda Soret típica desta porfirina ( 422 nm ). Observou-se que com o aumento da concentração de melanina no meio porfirínico ocorreu um decrescimento na banda Soret com deslocamento para maior comprimento de onda ( 436 nm ), além do aparecimento de um ponto isobéstico sugerindo a interação efetiva do macrocíclico com a melanina.

No acompanhamento da interação da melanina com a ferroporfirina, observou-se através dos espectros de UV-vis, um decrescimento na intensidade da banda Soret seguindo também de um deslocamento menor da banda. No entanto não foi efetivamente caracterizado o aparecimento de ponto isobéstico. Estes deslocamentos da banda Soret podem indicar a existência de algumas interações das cargas positivas presentes na periferia do anel porfirínico com os grupos fenolatos e carboxilatos possivelmente presentes na estrutura da melanina [1]. Esta interação demonstra-se melhor com a porfirina catiônica do que com a metaloporfirina O aparecimento de bandas na região de 500-600 nm caracteristicas de interação efetiva entre o ferro e grupos ligantes contendo nitrogênio ou oxigênio não foram observadas nas concentrações de trabalho utilizadas . Para melhor caracterizar o tipo de interação existente entre melanina - porfirina, devemos na sequência realizar acompanhamento da interação por fluorescência [5].

A análise por RPE dos compostos metalados (Feporfirina - melanina) indicou a presença de sinais de ferro em simetria rômbica (sinais em g=4,3 intenso e g=8,9) distorção esta causada por uma possível interação das cargas da porfirina bem como do ferro a grupos ligantes oxigendos da estrutura da melanina.

A interação de porfirinas catiônicas livre ou metalada à estrutura da melanina caracterizada por espectroscopia no UV-vis e RPE parecem ser preferencialmente de carater eletrostático. Nenhuma lixiviação da porfirina ou metaloporfirina da superfície da melanina foi observada.

1-Caiut, J.M.A., Mangrich, A.S., Nakagaki, S., 22^ª Reunião Anual, SBQ, 1999, Poços de Caldas, MG, Livro de resumos, vol. I , QI 032.

2-a) Robert, J. et al., Science, 231 : 987, 1986; b) Blois, M.S., Photochemical and Photobiological Reviews, Smitch K.C. Ed., New York, vol.3 , pp.115-134, 1978.

3-Zajac, G. W. et.al., Biochimica et Biophysica Acta 1199, pp. 271 - 278, 1994.

4- Swan, G.A. et al, J. Chemical Soc.,C, pp.1128 - 1134, 1970.

5- Sarna, T. et. Al., J. Chem. Soc., Faraday Trans.2, 1986, 82.

CNPq / PIBIC, PADCT / FINEP, FUNPAR, UFPR