Orientador : Nelson E. Duran Caballero

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica

Resumo: O malonaldeído e o ácido indol-3-acético são oxidados aerobicamente pela peroxidase, produzindo oxigênio singlete em ambos os processos, e no último caso também indol-3-aldeído excitado. Estes processos são chamados de biofotoenergizados. Entretanto, existem outras vias de geração de...

Resumo: O malonaldeído e o ácido indol-3-acético são oxidados aerobicamente pela peroxidase, produzindo oxigênio singlete em ambos os processos, e no último caso também indol-3-aldeído excitado. Estes processos são chamados de biofotoenergizados. Entretanto, existem outras vias de geração de oxigênio singlete como processos fotoquímicos, pelo uso de sensibilizadores. Foi comprovada a similaridade entre os efeitos de oxigênio singlete gerado fotoquimica e enzimaticamenle sobre o ácido ribonucleico de transferência de Escherichia coli. Os métodos de luminescência, dicroísmo circular e absorção no ultra-violeta, foram utilizados neste estudo. Estes efeitos foram comprovados pela proteção por histidina, pelo aumento da fotodegradação na presença de água deuterada, e o uso de supressores específicos. A estrutura do ácido ribunucleico de transferência é protegida destas espécies pelos íons Mg A oxidação de 4-tiouridina nestes processos tanto por auto-sensibiIização ou por transferência de energia de sistemas biofotoenergizados, produz uridina. O indol-3-aldeído triplete transfere sua energia à 4-tiouridina no ácido ribonucleico. A 4-tiouridina excitada sofre dois processos importantes: a) transfere sua energia ao oxigênio, gerando oxigênio singlete, que volta a reagir com a 4-tiouridina formando uridina e b) interage com a citidina na posição 13 do ácido ribonucleico,formando um fotoaduto [8-13]. Estes processos descritos anteriormente no ácido ribonucleico de transferência e 4-tiouridina isolada foram estudados em diferentes cepas de Escherichia coli. As linhagens de Escherichia coli deficientes em 4-tiouridina apresentaram maior sobrevivênica do que o tipo selvagem, que contém a 4-tiouridina, quando submetidas ao tratamento com o indol-3-aldeído biofotoenergizado. Estes resultados sugerem que a energia de ex- citação do indol-3-aldeído triplete pode ser transferida do ácido ribonucleico de transferência ao ácido desoxirribonucleico, originando quebras de fitas simples.A possibilidade de que estados excitados atuem em sistemas celulares indica o avanço das pesquisas nesta área para esclarecimento de processos mutagênicos espontâneos.

Abstract: Both malonaldehyde and indole-3-acetic acid undergo aerobic peroxidase-catalysed oxidation to produce singlet oxygen, while in lhe second reaction, excited indole-3-aldehyde is algo produced. These reactions occur by means of biophotoenergetic processes another means to produce singlet...

Abstract: Both malonaldehyde and indole-3-acetic acid undergo aerobic peroxidase-catalysed oxidation to produce singlet oxygen, while in lhe second reaction, excited indole-3-aldehyde is algo produced. These reactions occur by means of biophotoenergetic processes another means to produce singlet oxygen is by use of sensitzers in a photochemical process. Singlet oxygen produced by both processes (namely the biophotoenergized and photochemical processes) interact similarly on transfer ribonucleic acid from Escherichia coli. In these studies, luminescence, circular dichroism and ultra-violet absorption techniques were used. The singlet oxygen effect on tRNA was shown by way of measurements: a) protection by histidine; b) observed increases in photodegration in the presence of D2O and c) lnfluence of specific scavengers. The tRNA is protected from these species by Mgions. The oxidation of 4-thiouridine, auto-sensitized, photo-sensitized or through energy transfer, produces uridine. Energy transfer from triplet indole-3-aldehyde to 4-thiouridine on tRNA was observed. The excited 4-thiouridine undergoes two important processes: (a) energy transfer to oxygen, generating singlet oxygen which may then reinitiation the 4-thiouridine transformation to urldine. (b) interaction with cytidine on the 13th position of tRNA resulting in [8-13] photoadduct formation. These processes, which occur in tRNA and in isolated 4-thiouridine, were studied in different strains of E. coli mutant. A mutant strain of E.coli difficient in 4-thiouridine exhibited a higher survival factor than the wild type, when treated with biophotoenergized idole-3-aldehyde. These results suggest that the energy from excited triplet indole-3-aldehyde might be transfered to tRNA and then, to DNA, producing single strand breaks, with subsequent mortality. The possibility that these biophotonergyzed processes participate in cellular species indicates an important step describing the processes of spontaneous mutagenesis.