Mecanismos eletroquímicos de derivados da isatina e de proteínas membranares calmodulina e caveolinas

Palavras-chave: mecanismos eletroquimicos,isatina,calmodulina,caveolinas

Os mecanismos eletroquímicos da isatina e de trinta compostos indólicos derivados da isatina, que possuem um amplo perfil farmacológico, e das proteínas membranares calmodulina e caveolinas 1, 2, 3, foram investigados utilizando técnicas voltamétricas, no elétrodo de carbono vítreo. Estas moléculas estão interligadas ao nível biológico, uma vez que a calmodulina, que tem um papel fundamental na sinalização e regulação dos canais de cálcio, é também uma proteína de ligação de várias moléculas, entre as quais a isatina. Além disso, a calmodulina, quando ligada com o cálcio, intervém na mediação de reações biológicas, e em alguns mecanismos de acção das caveolinas, tais como na libertação e ativação da enzima eNOS que interage com a caveolina 1 nas células endoteliais. A isatina e os seus derivados participam num elevado número de reações de síntese orgânica, que levam ao desenvolvimento de moléculas com perfil farmacológico muito vasto e diversas aplicações clínicas, devido às suas propriedades antimicrobianas, anticancerígenas e anti-inflamatórias. A influência dos grupos substituintes nitrogenados, halogenados, morfolino, hidroximetil e metil dos derivados da isatina, no comportamento eletroquímico da isatina, foi avaliada e foram observados mecanismos redox diferentes, caraterísticos de cada grupo funcional. De todos os grupos funcionais, os átomos de halogéneo, Cl, F, Br, I, foram os que influenciaram mais fortemente os processos redox da isatina. Foram propostos mecanismos de oxidação e redução para todos os derivados da isatina estudados.  A oxidação da calmodulina, no estado nativo e desnaturado, foi investigada por voltametria de impulso diferencial e por espectroscopia de impedância eletroquímica, com base no comportamento eletroquímico dos resíduos dos aminoácidos eletroativos tirosina, histidina e metionina. As alterações conformacionais provocadas pela agregação dos iões de cálcio na calmodulina foram estudadas por voltametria de impulso diferencial e espetroscopia de impedância eletroquímica. A microbalança de cristais de quartzo permitiu determinar a agregação de iões de cálcio na superfície da grafite modificada com calmodulina.  A oxidação das proteínas caveolinas no estado nativo foi investigada por voltametria cíclica, de impulso diferencial e de onda quadrada e foi observado apenas um processo de transferência de electrão, correspondente à oxidação dos resíduos de aminoácidos tirosina, triptofano e cisteína. A caveolina 2 foi desnaturada tendo sido observadas alterações significativas na resposta eletroquímica. A interação das caveolinas 1, 2 e 3 com o colesterol foi investigada, e foi confirmada, como era de esperar, a interacção com a caveolina 1, enquanto as caveolinas 2 e 3 mostraram um comportamento eletroquímico inalterado na presença do colesterol. A investigação do comportamento voltamétrico da calmodulina e das caveolinas fornece informação relevante, não apenas sobre os processos de oxidação na superfície do elétrodo de carbono vítreo, mas também sobre as alterações estruturais e morfológicas.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias