Desenvolvimento de nanoinibidores enzimáticos para a enzima tirosinase : interação molecular, mecanismo e cinética inibitória

Abstract

A tirosinase é uma enzima que atua catalisando a o-hidroxilação e a consecutiva oxidação de compostos fenólicos, tendo papel chave na produção de melanina. Logo, desordens de pigmentação estão diretamente ligadas a ação desta enzima, como hiperpigmentação, melasmas e câncer, o que a torna um marcador sensível, uma vez que ela é super-expressa durante tais desordens. Por isso, muitos inibidores de fontes naturais e sintéticas têm sido estudados para inibir a tirosinase, porém possuem desvantagens quanto a toxicidade, baixa estabilidade e solubilidade, e biocompatibilidade. Nesse cenário, nanopartículas de carbono (CDs) surgem como candidatos promissores para inibição enzimática, sendo a proposta desse trabalho sintetizar e caracterizar quatro CDs utilizando técnicas espectroscópicas (FTIR, UV-vis) e investigar suas propriedades de interação e inibição usando experimentos espectroscópicos (UV-vis, Espectroscopia de Fluorescência) e cinéticos. Os resultados expõem que os CDs hidrofóbicos contendo grupos superficiais amínicos e carboxil aumentaram a capacidade de inibição da tirosinase (IC50) para a faixa nanomolar para todas as quatro nanopartículas. Além disso, todos os CDs apresentam interações moderadas com a enzima com constantes de associação Ka ≈ 10^6 M-1, interagindo de forma espontânea (ΔG<0) e foram inibidores da tirosinase até três ordens de grandeza mais potentes que o inibidor comercial ácido kójico e aproximadamente duas a três ordens de grandeza mais efetivos que as nanopartículas de amido relatadas anteriormente. Dentre as quatro nanopartículas, as que mostraram a presença de grupos NH em sua superfície foram as que mostraram maior afinidade e capacidade de inibição, sendo estes os melhores inibidores desse trabalho: MnCdots (Ki = 44,28 ± 8,83 nM) e EuCdots (Ki = 234,8 ± 31,75 nM), evidenciando que a presença desses grupos pode ser um diferencial na inibição. Cada um dos quatro CDs inibiu a tirosinase de formas diferentes (Cdots competitivo, FeCdots acompetitivo, MnCdots misto e EuCdots não-competitivo), realizando interações hidrofóbicas, exceto EuCdots com interações hidrofóbicas e de ligações de hidrogênio, provavelmente por possuir mais grupos amina.