As poliaminas estão presentes em bactérias, plantas e tecidos animais, e exercem importantes funções biológicas, sendo essenciais nos processos de crescimento e diferenciação de células eucariotas. No entanto, a natureza dos mecanismos bioquímicos segundo os quais elas actuam nos organismos vivos, levando a cabo funções vitais (como, por exemplo, a reconhecida acção anti-cancerígena de alguns dos seus complexos metálicos, através da interacção com o DNA), é ainda desconhecida, e tem sido alvo de intensa investigação nos últimos anos. Não existem publicados, até à data, quaisquer estudos ao nível molecular, que permitam compreender as relações estrutura/actividade nestas moléculas de tão grande importância biológica. Tal facto será provavelmente consequência da elevada liberdade conformacional deste tipo de sistemas, e da interdependência existente entre os diversos efeitos devidos à electronegatividade dos átomos de nitrogénio e à presença dos respectivos pares de electrões não partilhados.
O actual estudo visa colmatar esta lacuna. Para o conseguir, serão utilizados métodos espectroscópicos e cálculos ab initio de orbitais moleculares, de modo a levar a cabo uma análise conformacional rigorosa das poliaminas biogénicas putrescina (1,4-diaminobutano, H2N(CH2)4NH2), espermidina (H2N(CH2)3NH(CH2)4NH2) e espermina (H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2), tanto nas amostras puras (líquidas ou sólidas), como em solução aquosa em função da temperatura e do pH. O seu comportamento na presença de iões metálicos como a platina ou o paládio será também estudado, e investigar-se-à o efeito citotóxico destes complexos metálicos em diferentes linhas cancerígenas humanas (comparando-o com o das drogas actualmente em uso clínico).
Serão utilizadas as seguintes técnicas de espectroscopia vibracional: infravermelho com transformadas ndos livres como para os respectivos complexos metálicos, usando bases de funções completas, a aproximação dos potenciais eficazes (ECP´s) e ainda o método baseado na teoria das funcionais de densidade (DFT´s). Os estudos citotóxicos dos complexos a investigar serão levados a cabo usando os métodos básicos de cultura de células e determinação da respectiva viabilidade (na presença e ausência de droga).de Fourier (FTIR), Raman, Raman de amostras adsorvidas a uma superfície metálica (SERS) e difusão inelástica de neutrões (INS). Os cálculos teóricos serão levados a cabo tanto para os liga.
State
Finished
Period
2001 to 2003
Funding
89.783,62 euros
Project code
POCTI/33199/QUI/99
Funding Entity
Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT), Portugal
Members
Maria Paula Matos Marques Catarro (Principal Investigator)
António Marinho Amorim da Costa
Luís Alberto Esteves Batista de Carvalho
José Joaquim Cristino Teixeira Dias (Advisor) – University of Aveiro
John Tomkinson – Appleton Laboratory (ISIS Facility), United Kingdom
Paulo Jorge de Almeida Ribeiro Claro
Juan Carlos Otero Fernandez de Molina – University of Málaga, Spain
Ana Margarida Amado Roque Batista
Luís Brandão Mendes Lima (Consultor) – Instituto Português de Oncologia, Coimbra
Eulália Fernanda Alves de Carvalho Pereira – University of Porto
Maria Teresa Girão – University of Coimbra
Luísa Josefina Teixeira Estanqueiro
Catarina Alexandra Reis Vale Gomes
Sónia Martins Fiuza
Publications
Intra- versus Interchain Interactions in α,ω-Polyamines: A Raman Spectroscopy Study
A.M. Amorim da Costa, M.P.M. Marques, L.A.E. Batista de Carvalho
Vibrational Spectroscopy 35, 165-171 (2004)
Raman Spectra of Putrescine, Spermidine and Spermine Polyamines and their N-Deuterated and N-Ionised Derivatives
A.M. Amorim da Costa, M.P.M. Marques, L.A.E. Batista de Carvalho
Journal of Raman Spectroscopy 34, 357-366 (2003)
The Carbon-Hydrogen Stretching Region of the Raman Spectra of 1,6-Hexane-diamine: N-Deuteration, Ionization and Temperature Effects
A.M. Amorim da Costa, M.P.M. Marques, L.A.E. Batista de Carvalho
Vibrational Spectroscopy 29, 61-67 (2002)
Cytotoxic Effects of Metal Complexes of Biogenic Polyamines. I – Platinum(II) Spermidine Compounds: Prediction of their Antitumour Activity
M.P.M. Marques, T. Girão, M.C. Pedroso de Lima, A. Gameiro, E. Pereira, P. Garcia
Biochimica et Biophysica Acta – Molecular Cell Research 1589 (1), 63-70 (2002)
Evidence of CH···O Hydrogen Bonds in Liquid 4-Ethoxybenzaldehyde by NMR and Vibrational Spectroscopies
M.P.M. Marques, A.M. Amorim da Costa, P.J.A. Ribeiro-Claro
The Journal of Physical Chemistry A 105, 5292-5297 (2001)