Efecto del disolvente en mezclas de etanol-agua para la hidrólisis biomimética de un sustrato modelo del ARN

Abstract

En el presente trabajo se muestra el estudio cinético de la reacción de transesterificación del sustrato modelo del ARN, el 2-hidroxipropil p-nitrofenilfosfato. Los experimentos se hicieron en mezclas de etanol con agua en diferentes proporciones volumen/volumen (desde 10% hasta 80% de etanol) a 37°C en presencia del amortiguador guanidina-guanidinio. Para determinar el mecanismo de reacción se hicieron perfiles de la variación de a constante de rapidez observada con la concentración total del amortiguador (50% neutralizado), el grado de neutralización (con concentración constante) y además un perfil de catálisis básica especifica con hidróxido de tetrametilamonio. De los perfiles de la variación de la constante de rapidez de la reacción con la concentración el amortiguador y el grado de neutralización, se obtuvo la siguiente ecuación de rapidez: kobs = k1[Gu] + k2[Gu] [HGu+] + kOH[OH-], donde la permitividad del medio y el efecto del medio sobre el pKw y pKa de la mezcla permiten que predomine alguna ruta. De la ecuación de la velocidad se concluye que hay tres rutas catalíticas posibles en la eacción de ruptura del HpNPP en el medio estudiado: una implica una catálisis básica general con constante de velocidad k1. La catálisis por guanidina libre no presenta un efecto de disolvente y está presente en todos los porcentajes de manera constante. En el caso de la ruptura por iones OH- esta se da en mayores valores de permitividad dieléctrica, lo que es consistente con el hecho de que no predomine en altos porcentajes de etanol. a ruta de la catálisis bifuncional, donde participan ambas especies del catalizador: guanidina como base y el guanidinio en su forma ácida, este último activa de manera electrostática al grupo fosfato, predomina a menores permitividades diélectricas y donde la diferencia de pKw–pKa del catalizador sea mayor a 5. Está ruta, puede considerarse como imitación del mecanismo enzimático de la ARNasa y en este trabajo se encontró en las mezclas de etanol con agua con mayor proporción del disolvente orgánico (de 50 a 80%) predomina esta ruta catalítica.