CONVERSÃO DE COLCHICINA EM LUMICOLCHICINAS EM PLANTAS: FOTOQUÍMICA NA AUSÊNCIA DE LUZ ?

Etelvino J. H. Bechara (PQ)^#, João P. S. Farah (PQ)*, Frank H. Quina (PQ)*, Luiz H. Catalani (PQ)*, Karina Shimizu(PG)* e Ana L. P. Nery (PQ)^#

Instituto de Química – Universidade de São Paulo

CP 26077 – 05513-970 – São Paulo

^# Departamento de Bioquímica

* Departamento de Química Fundamental

palavras-chaves : colchicina, fotólise, espécies tripletes

Introdução

A colchicina (COL) é um alcalóide tropolônico, abundante nas plantas Colchicum autumnale e Gloriosa superba, utilizado há mais de 2000 anos no tratamento contra gota e, mais recentemente, em pesquisas básicas como agente antineoplásico.

A fotólise de COL resulta na formação de lumicolchicinas: b-Lumicolchicina (b LC), g-Lumicolchicina (g LC) e a a-Lumicolchicina (a-LC), um dímero da b-LC formado sob irradiação prolongada (Esquema 1).¹

Esquema 1 :

A transformação da colchicina em lumicolchicinas é um processo que, embora tipicamente fotoquímico, foi também detectada por marcação isotópica na raiz da planta C. autumnale em completa ausência de luz. Segundo Cilento (Instituto de Química - USP) e White e colaboradores (Johns Hopkins University), esta transformação ocorre na planta provavelmente através de uma via enzimática geradora de espécies doadoras de energia triplete.

Objetivos

Este projeto tem como objetivo central a elucidação do mecanismo desta fotoconversão, há muito proposto ocorrer via um estado excitado triplete,² estudando o efeito da polaridade do solvente sobre constantes de velocidade de conversão (k_obs) e as relações b-LC/g-LC. Para investigar a natureza do intermediário envolvido foram realizados experimentos de transferência de energia de fontes carbonílicas tripletes e de supressão com oxigênio e dienos conjugados.

Métodos

COL (50 mM) foi fotolizada em solventes polares e apolares (grau HPLC) em um Actinômetro Bondine Electric Co., utilizando-se uma lâmpada de mercúrio de média pressão (Hanovia Hg-450W) e filtro UVCS7-37 para isolar a banda de 366 nm. A análise dos produtos foi realizada através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) em um Cromatógrafo Waters equipado com 2 bombas modelo 515, detector PDA 996, injetor automático 717, coluna Nova-Pack C18 (150 x 3,9 mm) Waters Millipore Co, fase móvel metanol:água 1:1 e fluxo de 1 mL/min. O tempo de vida do transiente foi determinado em um equipamento LP900SI Time Resolved Absorption/Emission Spectrometer fabricado pela Edinburgh Analytical Instruments provido de uma lâmpada de excitação de energia 355 nm, conectado a um osciloscópio TDS 520 (Tektronic). Experimentos de transferência de energia foram realizados utilizando-se tetrametildioxetano (TMD) e o sistema isobutiraldeído (IBAL)/”horeseradish peroxidase” (HRP) como fontes geradoras de estados excitados tripletes.

Resultados e Discussões

Os resultados obtidos do estudo da fotoconversão de COL em LCs indicam que o solvente não afeta apenas os valores de rendimentos quânticos, e, l_máx, conforme já previamente descrito,² mas também as constantes de velocidade de consumo de COL e as relações b LC/g-LC. Os valores determinados para k_obs, apresentam uma correlação linear com a constante dielétrica do meio. Em todos os solventes, o isômero b-LC é preferencialmente formado, provavelmente devido a sua energia de formação ser inferior a de g-LC. Em solventes polares a relação b LC/g-LC também se correlaciona, embora não linearmente com a constante dielétrica do meio.

Não foi observada qualquer supressão significativa quando utilizados como sequestradores ácido sórbico, oxigênio molecular e azida de sódio.

A fotólise-relâmpago em solventes orgânicos indicou a presença de um transiente com tempo de vida médio de aproximadamente 340 ns em meio aerado e 1000 ns em meio deaerado, o qual não é responsável pela fotoisomerização.

Experimentos de sensibilização, utilizando-se os sistemas IBAL/HRP e TMD, não confirmam a hipótese de “fotoquímica no escuro” defendida por Bruneti e col.³

Concluimos que a fotoisomerização de COL a LCs não envolve intermediários tripletes e sugerimos que, na planta, ou é um processo fotoquímico ou ocorre no estado fundamental sob catálise metálica.

Bibliografia

1. Forbes, E. J. (1955) Colchicine and Related Compounds. Part XIV. Structure of b- and g-Lumicolchicine. J. Chem. Soc., 3864-3870.

2. Roigt, H. & Leblanc, R. M. (1973) Processus photophysiques dans la molécule de colchicine. Can. J. Chem., 51, 2821-2827.

3. Brunetti, I. L.; Bechara, E. J. H.; Cilento, G. (1982) Possible in vivo formation of lumicolchicines from colchicine by endogenously generated triplet species. Photochem. Photobiol., 36, 245-249.

FAPESP