Uma visão da química bioinorgânica medicinal

Abstract

Recebido em 2/2/07; aceito em 18/5/07; publicado na web em 9/11/07 MEDICINAL BIOINORGANIC CHEMISTRY. Metals play a vital role in human and plant physiology and important research is directed towards exploring the interrelated mechanisms that govern their interactions with biomolecules. Bioinorganic medicinal chemistry studies the functions, processing, storage and applications of metal ions and their complexes in biological systems. This paper presents a brief discussion about on interactions of metals with biomolecules that determine their intracellular accumulation, where metal ions may fulfill essential functions in cellular metabolism or, in certain cases, exert toxic effects towards cells.Keywords: metals; coordination chemistry. INTRODUÇÃOUma característica dos metais que os torna tão importantes como componentes (funcionais e estruturais) dos seres vivos é sua propensão em perder elétrons facilmente formando íons com cargas positivas, que tendem a ser solúveis em fluidos biológicos. É na forma catiônica que os metais desempenham suas principais funções biológicas [1][2][3] .Enquanto íons metálicos apresentam-se deficientes de elétrons, biomoléculas tais como proteínas e DNA são ricas em elétrons. A atração entre estas oposições de cargas conduz a uma tendência geral de "íons metálicos interagirem com moléculas biológicas". Os compostos de coordenação formados a partir destas interações são extremamente estáveis e podem ser definidos a partir das Equações 1-3 4-5 .A reação de complexação envolve a desolvatação do íon metá-lico e das biomoléculas, o processo de complexação e finalmente a solvatação do complexo formado. Efeitos eletrônicos (e.g. tipo de ligação entre a biomolécula e o íon metálico etc), efeitos estéricos, termos entrópicos e efeitos de solvatação constituem a base da estabilidade do complexo formado 6 .A coordenação entre biomoléculas com íons metálicos inclui a deformação do centro metálico pela biomolécula e vice-versa. Associada a esta deformação está a perda de energia estérica que é compensada pela energia da ligação que resulta da formação da ligação átomo doador de par de elétrons da biomolécula com o íon metálico (Equação 4).Na organização das estruturas biomolécula livre, metal e, finalmente, o complexo influenciam a especificidade do par íon metálico/biomolécula ligante que envolve tamanho e forma, assim como flexibilidade e liberdade torsional da biomolécula 7,8 .Existem numerosos conceitos e teorias que são utilizados na interpretação e previsão da estabilidade dos complexos metalbiomoléculas e propriedades relacionadas (e.g. previsão dos potenciais redox 9-11 , a correlação entre potenciais redox e caracterís-ticas eletrônicas das biomoléculas 12-14 e/ou sinais de RMN 15 ). Algumas destas teorias são puramente qualitativas, outras permitem previsões semiquantitativas, mas todas são limitadas em sua aplicabilidade. Entretanto, freqüentemente as interações metaisbiomoléculas são interpretadas, com sucesso, com base no princí-pio HSBA de Pearson (dureza e maciez de ácidos e bases) ...

In vitro evaluation of the cyto-genotoxic potential of Ruthenium(II) SCAR complexes: a promising class of antituberculosis agents

“…In the search for new safer and more effective molecules, the ruthenium complexes have exhibited promising results, with minimum inhibitory concentrations (MIC), which are less than or equal to first-line drugs [7]. Ruthenium likewise most metals can form electron deficient cations, which tend to interact with molecules that have electron pairs available to be shared [8]. Ruthenium stands out among the transition metals thanks to its ability to assume different oxidation states [9] and it is this variety of states that gives ruthenium a very diversified chemistry [10].…”

Investigações de interações hiperfinas de DNA e anticorpos de diferentes linhagens de camundongos frente à infecção por T. cruzi pela espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada

“…Os metais podem perder elétrons e formar íons positivos, o que possibilita a sua solubilidade em meios biológicos [25]. Dessa forma os metais são importantes componentes funcionais e estruturais dos seres vivos, porém, íons metálicos simples podem não apresentar as características necessárias para desempenhar as funções biológicas necessárias.…”

“…Os complexos são, portanto, os compostos resultantes dessa atração entre as oposições de cargas [25].…”

“…As imunoglobulinas podem oferecer como sítios preferenciais de ligação para metais os átomos de oxigênio (O), nitrogênio (N) e enxofre (S), presentes na porção comum e diversificada da molécula [25]. Veja na figura 11 o esquema simplificado da estrutura de um IgG com possíveis sítios de ligações para metais.…”

Investigação da reatividade de complexos metálicos com ligantes bases de Schiff frente a infecções parasitárias

“…A utilização de metais como agentes terapêuticos tem contribuído para o aumento no interesse da compreensão da função de íons metálicos em processos biológicos e assim elucidar a função específica exercida pelos metais em humanos e compreender o que a falta ou excesso destes poderá resultar. 57 Compostos inorgânicos são empregados em uma grande diversidade de aplicações na medicina, atingindo as principais classes de medicamentos, por apresentarem diferentes mecanismos de ação.…”