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Bioactivação de fármacos mediada pela trametes versicolor lacase

Author(s): Santos, Iolanda Sofia de Morais

Date: 2016

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/6995

Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa

Subject(s): Lacase; Fármacos; Bioactivação; Oxidação biomimética; Metabolitos reactivos; Laccase; Drugs; Bioactivation; Biomimetic oxidation; Reactive metabolites


Description

Este trabalho teve como objectivo avaliar a capacidade da enzima Trametes versicolor lacase (TvL) em mimetizar as reacções de biotransformação de fármacos, levadas a cabo pelo citocromo P450 (CYP). A TvL tem a grande vantagem de ser acessível comercialmente e a baixo preço. Para este estudo escolheram-se vários fármacos cujos efeitos adversos estão ligados ao fenómeno de bioactivação , do próprio fármaco ou de metabolitos de Fase I a metabolitos reactivos quinóides. Numa primeira aproximação, testou-se a capacidade da TvL em oxidar os fármacos Nevirapina (NVP), Trimetoprim (TMP) e Paracetamol (APAP) a compostos quinóides capazes de reagir com bionucleófilos (por exemplo, a glutationa (GSH) e a N-acetil-cisteína (NAC)). Foi possível identificar por espectrometria de massa (MS) os mono -aductos e os di-aductos de GSH e NAC do APAP. As mesmas condições foram testadas para a oxidação dos metabolitos fenólicos 2-OH-NVP e 8-OH-Efavirenz (8-OH-EFV), dos fármacos anti-HIV NVP e Efavirenz (EFV). Ao contrário do que que aconteceu com o 8 -OH-EFV, a oxidação do 2-OH-NVP mediada pela TvL resultou na formação da quinona-imina correspondente. Tendo sido identificados por MS não só os produtos de hidrólise deste metabolito reactivo como também um aducto formado com a lisina. Testou-se ainda a capacidade do sistema TvL/ácido 2,2’-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico) (ABTS) oxidar posições benzílicas, que são também posições de oxidação catalisadas pelo CYP. Esta capacidade foi comprovada pela formação do metabolito hidró xi-benzílico do fármaco Etravirina (ETV), que foi confirmada por espectrometria de massa de alta resolução. Os resultados obtidos sugerem que a TvL pode ser utilizada como um sistema de oxidação capaz de mimetizar algumas das vias metabólicas catalisadas pelo CYP. Desta forma, pode-se antecipar a utilidade deste sistema em estudos de toxicologia molecular, dado o baixo custo desta enzima.

Abstract: This work aimed to evaluate the enzyme's ability Trametes versicolor laccase (TvL) to mimic the drug biotransformation reactions, carried out by cytochrome P450(CYP). The TvL has the great advantage of being available commercially and at a low price. For this study were chosen several drugs whose side effects are linked to the phenomenon of bioactivation, of the drug itself or of Phase I metabolites into quinoid reactive metabolites. In a first approach, we tested the ability of TvL to oxidize Nevirapine (NVP), Trimethoprim (TMP) and Paracetamol (APAP) to quinoid compounds capable of reacting with bionucleophiles (eg. glutathione (GSH) and Nacetyl-cysteine (NAC)). It was identified by mass spectrometry (MS) mono-adducts and di-adducts of GSH and NAC with APAP. The same conditions were tested for the oxidation of phenolic metabolites 2-OH-NVP and 8-OH-Efavirenz (EFV), of the anti-HIV drugs NVP and EFV. Contrasting with what was observed with the 8-OH-EFV, the oxidation of 2-OH-NVP mediated by TvL resulted in formation of the corresponding quinone-imine. This was attested through the identification by MS, not only of the hydrolysis products derived from the reactive metabolite, but also one lysine adduct. It also tested the ability of TvL to mimic benzylic oxidations catalyzed by CYP. This ability was evidenced by the formation of hydroxy-benzylic metabolite of the antiHIV Etravirine, a reactionmediated by 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS). The formation of this metabolite was evidenced upon analysis by high resolution mass spectrometry. Taken together, these results suggest that TvL can mediate the oxidation reactions mirroring the CYP metabolic pathways, which anticipates the usefulness of this system for molecular toxicology studies.

Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Robalo, Maria Paula Alves; Antunes, Alexandra Maria Moita
Contributor(s) Santos, Iolanda Sofia de Morais
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