Estudo voltamétrico de biomarcadores de estresse oxidativo: 3-nitro-, orto- e para-tirosina
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2019-12-13
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Resumo
Reactive nitrogen (RNS) and oxygen species (ROS) are produced in-vivo within cells as products of cellular metabolism. These species play important physiological roles in controlling blood pressure, cell signaling, apoptosis and phagocytosis. However, in-vivo excess of RNS and ROS can cause damage to biological molecules, such as double-helix deoxyribonucleic acid (dsDNA) and proteins, leading to mutations, with direct consequences in many pathological processes. Peroxynitrite (ONOO-) is an RNS that promotes reactions with proteins in tyrosine residues producing 3-nitro-tyrosine (3-NO2-Tyr), which can cause different types of diseases such as acute pulmonary injury, atherosclerosis and some type of cancers. Thus, 3-NO2-Tyr is an important biomarker of in-vivo production of RNs in various tissues. However, ROS provoke oxidative damage in the proteins leading to the production of ortho- (o-Tyr) and para-tyrosine (p-Tyr). Therefore, the objective of this work was to investigate via electrochemical techniques, such as cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry and square wave voltammetry, the redox behavior of 3-NO2-Tyr, o-Tyr and p-Tyr using a glassy-carbon electrode, as well as to develop electroanalytical methods for their quantifications. The study revealed the redox mechanisms of biomarkers. In addition, a bibliographic review was carried out to elaboration of a didactic text on amino acids and proteins, as well as on the fundamentals of voltammetric techniques and their applications in biological studies.
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Descrição
Espécies reativas de nitrogênio (ERN) e de oxigênio (ERO) são produzidas in-vivo dentro das células como produtos do metabolismo celular. Essas espécies desempenham papéis fisiológicos importantes no controle da pressão sanguínea, na sinalização celular, na apoptose e na fagocitose. Entretanto, o excesso de ERN e ERO in-vivo pode causar danos em moléculas biológicas, como ácido desoxirribonucléico de hélice dupla (dsDNA) e proteínas, provocando mutações, com consequências diretas em muitos processos patológicos. O peroxinitrito (ONOO-) é uma ERN que promove reações com proteínas nos resíduos de tirosina produzindo 3-nitro-tirosina (3-NO2-Tyr), podendo causar diferentes tipos de doenças tais como lesão pulmonar aguda, aterosclerose e alguns tipos de câncer. Assim, a 3-NO2-Tyr é um importante biomarcador de produção in-vivo de ERN em vários tecidos. No entanto, ERO provocam danos oxidativos nas proteínas levando à produção de orto- (o-Tyr) e para-tirosina (p-Tyr). Diante disso, este trabalho propôs como objetivo investigar por técnicas eletroquímicas, como voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial e voltametria de onda quadrada, o comportamento redox da 3-NO2-Tyr, o-Tyr e p-Tyr, utilizando eletrodo de carbono vítreo, bem como desenvolver métodos eletroanalíticos para suas quantificações. O estudo revelou os mecanismos redox dos biomarcadores. Além disso, foi realizada uma revisão bibliográfica para elaboração de um texto didático sobre os aminoácidos e proteínas, como também sobre os fundamentos das técnicas voltamétricas e suas aplicações em estudos biológicos.
Palavras-chave
Referência
NASCIMENTO, Maysa Lima do. Estudo voltamétrico de biomarcadores de estresse oxidativo: 3-nitro-, orto- e para-tirosina. 2019. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) - Departamento de Química, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2019.