Sensores luminiscentes para el estudio de modificaciones post-traduccionales

Abstract

[Resumen] Las modificaciones post-traduccionales (MPTs) de las proteínas son transformaciones covalentes de las cadenas laterales de los aminoácidos cuyo origen puede ser enzimático o no enzimático. Muchas de ellas están implicadas en la regulación de los procesos celulares fundamentales y ejemplo del primer tipo encontramos la fosforilación muy relacionada con diversas enfermedades como el cáncer. La S-nitrosilación, la glutationilación de la cisteína, la nitración o la halogenación de la tirosina tienen origen no enzimático y se producen en aquellas proteínas expuestas a diferentes situaciones como, entre muchas otras, el estrés oxidativo. En este trabajo se diseña un posible sensor para monitorizar la halogenación que consta de un metalopéptido de Ln(III) en el que el residuo de tirosina actúa de ’antena’ y analito. Para entender los estados de la sonda se sintetizan la versión bromada y no bromada y se caracterizan. Finalmente, se estudia la capacidad del sensor de responder a condiciones de bromación. Los resultados indican que una relación adecuada entre los equivalentes del metalopéptido y de los reactivos NaBr y NaOCl permiten la bromación de la tirosina al actuar el NaOCl como agente oxidante fuerte produciendo, a partir del Br􀀀, una especie electrófila y bromante. Por otra parte, los experimentos de luminiscencia dan idea de las buenas propiedades ópticas de este metalopéptido mediante las cuales, eliminando el efecto quenching del NaOCl, se monitoriza la bromación de la tirosina al observar una disminución en la fluorescencia y, consecuentemente, fosforescencia concordante con la menor eficiencia de la ’antena’ bromada en la transferencia de energía al ión metálico.[Resumo] As modificacións post-traducionais (MPTs) das proteínas son transformacións covalentes das cadeas laterais dos aminoácidos cuxo orixe pode ser encimático ou non encimático. Moitas delas están implicadas na regulación dos procesos celulares fundamentais e exemplo do primeiro tipo atopamos a fosforilación moi relacionada con diversas enfermidades como o cancro. A S-nitrosilación, a glutationilación da cisteína, a nitración ou a haloxenación da tirosina teñen orixe non encimático e prodúcense naquelas proteínas expostas a diferentes situacións como, entre moitas outras, o estrés oxidativo. Neste traballo deséñase un posible sensor para monitorizar a haloxenación que consta dun metalopéptido de Ln(III) no que o residuo de tirosina actúa de ’antena’ e analito. Para entender os estados da sonda sintetízanse a versión bromada e non bromada e caracterízanse. Finalmente, estúdase a capacidade do sensor de responder a condicións de bromación. Os resultados indican que unha relación adecuada entre os equivalentes do metalopéptido e dos reactivos NaBr e NaOCl permiten a bromación da tirosina ao actuar o NaOCl como axente oxidante forte producindo, a partir do Br􀀀, unha especie electrófila e bromante. Por outra parte, os experimentos de luminescencia dan idea das boas propiedades ópticas deste metalopéptido mediante as cales, eliminando o efecto quenching do NaOCl, se monitoriza a bromación da tirosina ao observar unha diminución na fluorescencia e, consecuentemente, fosforescencia concordante coa menor eficiencia da ’antena’ bromada na transferencia de enerxía ao ión metálico. [Abstract] Post-translational modifications (PMTs) of proteins are covalent tranformations of the amino acid side chains whose origin can be enzymatic or non enzymatic. Many of them are involved in regulation of fundamental cellular processes, and an example of the first type is phosphorylation, which is closely related to various diseases such as cancer. S-nitrosilation, cystein glutathionylation, tyrosine nitration or halogenation have an non enzymatic origin and occur in those proteins exposed to different conditions such as, among many others, oxidative stress. In this work, a potential sensor is designed to monitor halogenation consisting of an Ln(III) metallopeptide in which tyrosine residue acts as ’antenna’ and analyte. To understand the states of the probe, both the non bromated and bromated versions are synthesized and characterized. Finally, the sensor’s ability to respond to bromination conditions is studied. The results indicate that an appropriate ratio between the equivalents of the metallopeptide and the reagents NaBr and NaOCl allows the bromination of tyrosine with NaOCl acting as a strong oxidizing agent producing, from Br􀀀, an electrophilic and brominating specie. On the other hand, luminescent studies give an idea of the good optical properties of this metallopeptide, through which, by eliminating the quenching effect of NaOCl, tyrosine bromination is monitored by observing a decrease in fluorescence and, consequently, phosphorescence consistent with the reduced efficiency of the brominated ’antenna’ in transferring energy to the metal ion.