Fotoquímica de pterinas aromáticas

Las pterinas aromáticas substituidas en la posición 6, en soluciones acuosas aireadas bajo irradiación UV-A, sufren fotooxidaciones. Muchas de estas oxidaciones modifican químicamente al sustituyente, pero no afectan la estructura de doble anillo de las pterinas o lo hacen en muy bajas proporciones. El mecanismo involucrado en la fotooxidación de estos compuestos depende fuertemente de la naturaleza del sustituyente y del pH (por ejemplo, la fotoquímica de las formas ácidas y básicas de las pterinas es diferente). En los próximos párrafos, se presentan algunos ejemplos de la fotoquímica de pterinas aromáticas relevantes desde el punto de vista biomédico.

La neopterina (Nep) es sintetizada por los macrófagos activados y la concentración de este derivado en los fuidos corporales aumenta cuando se activa el sistema inmune celular. Biopterina (Bip), 6-formilpterina (Fop) y 6-carboxipterina (Cap) son compuestos que se acumulan en las manchas blancas de la piel de pacientes que sufren vitiligo. Bajo irradiación UV-A, los estados excitados singletes de Bip o Nep sufren cruzamiento entre sistemas para generar los correspondientes estados excitados tripletes, los cuales se convierten en 6-formil-5,8-dihidropterina (5,8-H2Fop), en un proceso independiente del O2. Este compuesto reacciona rápidamente con O2 para formar Fop y anión superóxido (O2•–), esta última especie se desproporciona para dar H2O2. En presencia de O2, Fop, a su vez, se fotooxida a Cap, que es un compuesto mucho más estable que Nep, Bip y Fop y, por consiguiente, se acumula en la solución.

El ácido fólico, o ácido pteroil-L-glutámico (PteGlu), es un precursor de coenzimas involucradas en el metabolismo de nucleótidos y aminoácidos. PteGlu se compone de tres estructuras: 6-methilpterina (Mep), ácido p-aminobenzoico (PABA) y ácido glutámico (Glu). Existe abundante evidencia que indica que la fotólisis de PteGlu conduce a un aumento del riesgo de contraer varias patologías. Cuando una solución aireada de PteGlu se expone a radiación UV-A, la velocidad de degradación aumenta con el tiempo de irradiación. El mecanismo responsable de este efecto “auto-foto-catalítico” fue investigado usando diferentes metodologías. Mientras PteGlu es fotoestable en condiciones anaeróbicas, se convierte en Fop y ácido p-aminobenzoil-L-glutámico (PABA-Glu) en presencia de oxígeno. Cuando Fop se acumula en la solución, comienza un proceso fotosensibilizado de transferencia de electrones, en el cual Fop fotoinduce la oxidación de PteGlu a Fop, y se forma H2O2. Este proceso también ocurre con otras pterinas oxidadas como fotosensibilizadores.

La fotoquímica del doble anillo pterínico fue investigada usando pterina y otros derivados que contienen sustituyentes que no se oxidan fácilmente, como 6-carboxipterina y 6-methilpterina. Para estos casos se observó que la estructura de la pterina es fotoestable en condiciones anaeróbicas, mientras que su excitación en presencia de O2 conduce a su oxidación, dando productos no pterínicos (ruptura del doble anillo) y H2O2. Aunque las pterinas son buenos generadores fotoquímicos de 1O2 y son capaces de desactivar esta especie, la reacción química entre las pterinas y el 1O2 no es la única vía de fotooxidación del doble anillo pterínico. Sin embargo, los rendimientos cuánticos de consumo de los compuestos mencionados en este párrafo son mucho menores que los correspondientes a derivados pterínicos que contienen sustituyentes oxidables. La fotoquímica de lumazina es similar a la de pterina.

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