Efecto de la presencia de triptófano en la generación fotoinducida de dímeros de tirosina por sensibilizadores endógenos

Abstract

La radiación ultravioleta (UV) es capaz de dañar a las proteínas a través de reacciones fotosensibilizadas en las cuales un sensibilizador (Sens) al absorber radiación, genera un cambio químico en las biomoléculas. Las oxidaciones fotosensibilizadas pueden ocurrir por transferencia de electrones entre el Sens y el sustrato (mecanismo tipo I) o mediante la oxidación del sustrato por oxígeno singlete (¹O2₂) generado fotoquímicamente por transferencia de energía del Sens excitado al oxígeno molecular (mecanismo tipo II).1 Entre los Sens que se conocen se encuentran las pterinas, tetra-azo-naftalenos que participan en un amplio rango de funciones biológicas. Se ha demostrado que el daño fotosensibilizado de las cadenas laterales de los aminoácidos tirosina (Y) y triptófano (W), empleando pterinas como Sens, ocurre principalmente por mecanismo tipo I. Por otro lado, en una proteína que posee ambos aminoácidos, puede ocurrir una transferencia de electrones desde un residuo de Y a un residuo de W oxidado (W•+), recuperando el residuo de W y generando un nuevo radical centrado en Y (Y•+). Esta migración depende de la proximidad en la que se encuentran ambos aminoácidos,2 y la generación de Y•+ en una proteína puede dar lugar a la formación de dímeros de tirosina (Y2), productos de mayor peso molecular que afectan la solubilidad y las propiedades elásticas de las proteínas, implicados en patologías como Parkinson, cataratas del cristalino y carcinomas epidérmicos. Por lo anterior, se evaluó el efecto de la presencia de triptófano en la eficiencia de formación de Y2 en reacciones fotosensibilizadas por pterina en aminoácidos libres y en péptidos diseñados de secuencia específica. Para ello soluciones acuosas ácidas fueron expuestas a radiación UVA (350 nm) por diferentes períodos de tiempo y analizadas HPLC y fluorescencia. Los resultados obtenidos indican que a altas concentraciones de W ([W] ˃ 500 μM), Y no solo se consume por su reacción con el estado excitado triplete del sensibilizador (³Ptr*), sino que hay una vía de degradación adicional, que es su oxidación cuando le transfiere un electrón al W•+, recuperando de esta manera a W. Así también, encontramos que en péptidos la eficiencia de formación de Y2 es menor cuando los residuos de Y y W se encuentran a dos aminoácidos de distancia que cuando se encuentran contiguos.