Interações de alguns compostos di-imínicos de cobre(II) com albumina de soro bovino (BSA) foram investigadas por técnicas espectroscópicas, visando comparar a estabilidade dos complexos e verificar a sua capacidade de causar danos oxidativos à proteína. Os ligantes imínicos tri- e tetradentados utilizados neste trabalho contêm grupamentos piridina, pirazina ou imidazol, frequentemente encontrados no meio biológico. A estabilidade termodinâmica relativa de cada um dos complexos foi determinada através de dicroísmo circular (CD), usando a própria BSA como ligante competitivo. Os valores estimados das constantes de equilíbrio aparentes foram muito semelhantes entre si e ao da espécie Cu(BSA), para a qual log K Cu(BSA) = 12.9 já foi relatado na literatura, mostrando que os complexos estudados são bastante estáveis em condições fisiológicas. Dois diferentes sítios de coordenação do íon cobre foram verificados nestes estudos, evidenciados por medidas espectroscópicas (UV-Vis, CD e EPR), dependendo do ligante e da proporção estequiométrica [CuL]/[BSA] utilizada. Entretanto, a inserção do íon cobre em qualquer dos sítios ligantes ocasionou danos oxidativos significativos à proteína, especialmente em presença de peróxido de hidrogênio, indicando um processo oxidativo com formação de espécies reativas de oxigênio (EROs). Um tripeptídeo amidado, Asp-Thr-His-NH2, mimético do sítio N-terminal da BSA, foi sintetizado e a investigação de sua interação com os complexos de cobre permitiu uma compreensão melhor do sistema cobre-BSA. Cálculos de estrutura eletrônica empregando a teoria do funcional de densidade (DFT) foram efetuados para determinar as energias de ligação do cobre em cada complexo e no sítio N-terminal da proteína, buscando correlacioná-las com os dados de estabilidade termodinâmica.

Interactions of some diimine copper(II) complexes with bovine serum albumin (BSA) were investigated by spectroscopic techniques in order to compare the stability of the complexes and their capability of causing oxidative damage to the protein. The tri- and tetradentate imine ligands employed in this work contain pyridine, pyrazine or imidazole moieties, which are ubiquitous in biological systems. The relative thermodynamic stabilities of the copper(II) complexes were estimated by circular dichroism (CD) using BSA as the competitive ligand. The apparent stability constants determined for the complexes are very similar to one another and to that of the Cu(BSA) complex itself, for which log K Cu(BSA) = 12.9 has already been described in the literature, indicating that the complexes are quite stable under physiological conditions. Two different copper binding sites were evidenced on BSA by spectroscopic measurements (CD, UV-Vis and EPR), depending on the ligand and on the [CuL]:[protein] stoichiometric ratio. Metal binding to any of the sites gives rise to significant protein oxidative damage, especially in the presence of hydrogen peroxide, indicating an oxidative process based on reactive oxygen species (ROS). A small amidated peptide, Asp-Thr-His-NH2, corresponding to the N-terminal region of BSA was synthesized, and its interaction with all the diimine-copper(II) complexes was also investigated in order to clarify the copper imine complex-albumin interactions. Electronic structure calculations at the density functional theory (DFT) level were made to compare the copper-ligand binding energies for each complex with that of the metal coordinated at the N-terminal site of the protein.

Sínteses bem sucedidas de dipeptídeos a partir de Ac-L-Tyr-OEt ou Z-L-X-OMe (X: Asp, Tyr, Phe, Arg, Lys ou Thr) e glicina amidada em meio reacional bifásico foram realizadas usando dois tipos de preparações comerciais de lipase pancreática suína (PPL) (bruta (cPPL) e purificada (pPPL)). Nas mesmas condições reacionais, a α-quimotripsina, protease pancreática que também apresenta atividade esterásica, catalisou a síntese de Ac-L-Tyr-Gly-NH2 com alta produtividade. Na maioria das sínteses também ocorreu a hidrólise do produto formado. Eletroforese em gel de poliacrilamida, ensaios enzimáticos com substratos cromogênicos específicos e cromatografia de exclusão molecular demonstraram que cPPL e pPPL apresentam proteases contaminantes e, portanto, atividades esterásica e amidásica. Em conjunto, esses resultados indicam que tais proteases, e não a PPL, possam ser os catalisadores majoritários da síntese da ligação peptídica quando ésteres de Nα-acil-L-aminoácidos e preparações comerciais de PPL são usados. Por outro lado, tais dados não contradizem a possibilidade de usar cPPL como fonte barata de catalisadores para a síntese de dipeptídeos em condições reacionais brandas.

Dipeptide syntheses starting from Ac-L-Tyr-OEt or Z-L-X-OMe (X: Asp, Tyr, Phe, Arg, Lys or Thr) and glycine amide in biphasic reaction media were achieved using two commercially available porcine pancreatic lipase (PPL) preparations (crude (cPPL) and purified PPL (pPPL)). Under the mild conditions employed, α-chymotrypsin, a pancreatic protease that also presents esterase activity, catalyzed Ac-L-Tyr-Gly-NH2 synthesis with high productivity. Product hydrolysis also occurred in most of the syntheses studied. Polyacrylamide gel electrophoresis, enzymatic assays employing specific chromogenic substrates and size-exclusion chromatography revealed that cPPL and pPPL contain contaminant proteases and, therefore, exhibit esterase and amidase activities. Overall, these data indicate that those contaminants may be the main catalysts of peptide bond synthesis when Nα-blocked-L-amino acid esters and the commercial PPL preparations are used. On the other hand, such data do not contest the possibility of using such enzyme preparations as an inexpensive source of catalysts for dipeptide synthesis under soft conditions.

This review begins with a brief discussion of the biological importance and chemical features of peptides. A description of the existing synthetic methods follows with emphasis on the basic aspects of the chemical and enzymatic syntheses. Techniques used to purify and characterize the synthesized peptides are also discussed. Finally, a few applications of the final products in chemistry, biochemistry, immunology and medicine are presented, such as identification and quantification of naturally occurring peptides, inspection of structure-activity relationships, therapeutics, development and/or improvement of analytical techniques and search for new vaccines.