Cobre (Cu): Reactividad, compuestos de coordinación y acción biológica

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i3.45291

Palabras clave:

Complejos metálicos; Hemocianinas; Rieles; Proteínas de cobre azul.

Resumen

El cobre (Cu) es uno de los metales más utilizados por el ser humano y su uso, en las más diversas aplicaciones, se remonta a la antigüedad. Al presentar una versatilidad redox relativamente alta (más de tres (3) posibles estados de oxidación con estabilidad significativa: Cu(I); Cu(II); Cu(III); y Cu(IV)), se encuentra principalmente en estados de oxidación + 1 (ion cuproso, Cu(I)) y +2 (ion cúprico, Cu(II)). El cobre (Cu) presenta una química de coordinación extremadamente rica y variada, comenzando por las diferencias significativas encontradas en las posibles geometrías de sus respectivos complejos metálicos. El Cu(I) tiene una configuración electrónica d10, mientras que el Cu(II) tiene una configuración d9 y el Cu(III) constituye una configuración d8. Estas tres (3) configuraciones electrónicas distintas representan predisposiciones a diferentes geometrías complejas de metales (tetraédrica, octaédrica distorsionada y cuadrática plana, respectivamente). Destaca también por ser uno de los principales metales de transición en el medio biológico, con especial acción en sitios activos de metaloproteínas de gran relevancia, como las hemocianinas y las proteínas azules de cobre (Cu). El objetivo de este trabajo es presentar un estudio introductorio a la química del cobre (Cu), con especial atención a su química bioinorgánica, especialmente a la relación estructura-función de las metaloproteínas del cobre (Cu), a través de "Narrative Literature Review". Por lo tanto, este artículo presenta la química del cobre (Cu), partiendo de las propriedades fundamentales de este elemento, passando por las características del Cu como centro de coordinación y culminando com ejemplos relevantes del papel del Cu em le médio biológico, em particular, actuando como sítio activo de proteínas.

Citas

Beltramini, M., Bubacco, L., Casella, L., Alzuet, G., Gullotti, M., & Salvato, B. (1995). The oxidation of hemocyanin – Kinetics, reaction mechanism and characterization of Met-hemocyanin product. European Journal of Biochemistry, 232, 98-05.

Bonaventura, J., Brunori, M., Wilson, M. T., Martin, J. P., Garlick, R. L., & Davis, B. J. (1978). Propriedades das hemoglobinas isoladas de artrópodos e moluscos do rio Amazonas. Acta Amazonica, 8, (4), 337-45.

Coates, C. J., & Decker, H. (2017). Immunological properties of oxygen-transport proteins: hemoglobin, hemocyanin and hemerythin. Cellular and Molecular Life Sciences, 74, 293-17.

Decker, H. Hellmann, N., Jaenicke, E., Lieb, B., Meissner, U., & Markl, J. (2007). Minireview: Recent progress in hemocyanin research. Integrative and Comparative Biology, 47, (4), 631-44.

Farias, R. F. (org.). (2005). Química de Coordenação – fundamentos e atualidades. Editora Átomo. Campinas-SP. 316p.

Gray, H. B. (1986). Long-range Electron-transfer in Blue Copper Proteins. Chemical Society Reviews, 15, 17-30.

Haddad, P. S., Mauro, A. E., & Frem, R. C. G. (2001). Borohidreto Complexos de Cobre (I) contendo difosfinas. Caracterização espectroscópica e comportamento térmico. Química Nova, 24, (6), 786-89.

Hagner-Holler, S., Schoen, A., Erker, W., Marden, J. H., Rupprecht, R., Decker, H., & Burmester, T. (2004). A respiratory hemocyanin from an insect. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 101, (3), 871-74.

Huheey, J. E., Keiter, E. A., & Keiter, R. L. (1993). Inorganic Chemistry – Principles of Structure and Reactivity, (4a ed.), Harper Collins College Publishers.

Hussain, A., AlAjmi, M. F., Rehman, M. T., Amir, S., Husain, F. M., Alsalme, A., Siddiqui, M. A., AlKhedhairy, A. A., & Khan, R. A. (2019). Copper(II) complexes as potential anticancer and Nonsteroidal anti-inflammatory agents: In vitro and in vivo studies. Nature – Scientific Reports, 9, 5237(17p.).

Iakovidis, I., Delimaris, I., & Piperakis, S. M. (2011). Copper and Its Complexes in Medicine: A Biochemical Approach. Molecular Biology International, 2011, 1-13.

Jiewkok, A., Tsukimura, B., & Utarabhand, P. (2015). Purification and molecular cloning of hemocyanin from Fenneropenaeus merguiensis (De Man, 1888): Response to vibrio harveyi exposure. Journal of Crustacean Biology, 35, (5), 659-69.

Kong, Y., Chen, L., Ding, Z., Qin, J., Sun, S., Wang, L., Ye, J. (2016). Molecular Cloning, Characterization, and mRNA Expression of Hemocyanin Subunit in Oriental River Prawn Macrobrachium nipponense, International Journal of Genomics, 6404817, 1-9.

Koury, J. C., Oliveira, C. F., & Donangelo, C. M. (2007). Associação da concentração plasmática de cobre com metaloproteínas cobre-dependentes em atletas de elite. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, 13, (4), 259-62.

Lee, J. D. (2003). Química Inorgânica não tão Concisa[trad. Henrique E. Toma; Koiti Araki, Reginaldo C. Rocha]. Editora Edgar Blücher Ltda., São Paulo-SP, Primeira Edição (terceira reimpressão da 5aed inglesa).

Lieb, B., Gebauer, W., Gatsogiannis, C., Depoix, F., Hellmann, N., Harasewych, M. G., Strong, E. E., Markl, J. (2010). Molluscan mega-hemocyanin: an ancient oxygen carrier tuned by a ~550kDa polypeptide. Frontiers in Zoology, 7, 1-14.

Loewe, R. (1978). Hemocyanins in spiders. Journal of Physiology B, 128, 161-68.

Makino, N. (1972). Hemocyanin from Dolabella auricularia IV. Dissociation by DEAE-Cellulose. Journal of Biochemistry, 72, 29-37.

Matsumoto, M. Y., Toyama, M. M., Mayer, I., Winnischofer, H., Araki, K. & Toma, H. E. (2009). Eletronic Conduction and Electrocatalysis by Supramolecular Tetraruthenated Copper Porphyrazine Films. Journal of the Brazilian Chemical Society, 20, (4), 728-36.

McDowell, L. R. (1992). Minerals in Animal and Human Nutrition. Academic Press. Florida. 1-25 e 396-06.

Moreira, L. M., Lyon, J. P., Pereira, C., Silva, R. S., & Schultz, M. S. (2024). Manganês (Mn): Propriedades redox, química de coordenação e implicações biológicas. Research, Society and Development, 13, (2), 1-9.

Moreira, L. M., Lyon, J. P., & Teixeira, A. O. (2023a). A relação estrutura-atividade da vitamina b12 e das cobalaminas e suas correlações nutricionais. Research, Society and Development, 12, (11), e05121143658.

Moreira, L. M., Teixeira, A. O., & Lyon, J. P. (2023b). A flexibilidade dos anéis macrocíclicos e as diferentes conformações espaciais de compostos macrocíclicos metalados e não-metalados. Research, Society and Development, 12, (10), e28121043407.

Mukherjee, R. N. (2003). The bioinorganic chemistry of copper. Indian Journal of Chemistry, 42, (A), 2175-84.

Nakagaki, S., Friedermann, G. R., & Caiut, J. M. A. (2006). Metil coenzima M redutase (MCR) e o fator 430 (F430). Química Nova, 29, (5), 1003-08.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica [free e-book/repositório.ufsm.br]. Santa Maria/RS. Ed. UAB/NTE/UFSM. https://www.ufsm.br/app/uploads/sites/358/2019/02/Metodologia-da-Pesquisa-Científica_final.pdf

Shriver, D. F., Atkins, P. W., Overton, T. L., Rourke, J. P., Weller, M. T., & Armstrong, F. A. (2008). Química Inorgânica [Trad. Roberto B. Farias; Cristina M. P. dos Santos], 4ed. Artmed Editora S. A., Porto Alegre-RS.

Sima, J., & Makanova, J. (1997). Photochemistry of iron(III) complexes. Coordination Chemistry Reviews, 160, 161-89.

Stadler, E. Estudos de Reatividade de Complexos Macrocíclicios de Ferro(II). São Paulo-SP, 143p. Tese (Doutorado) Instituto de Química, Universidade de São Paulo. Brasil. 1988.

Toma, H. E. (2000). Supramolecular Chemistry and Technology. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 72, (1), 5-25.

Van Holde, K. E., Miller, K. I., & Decker, H. (2001). Hemocyanins and Invertebrate Evolution. The Journal of Biological Chemistry, 276, (19), 15563-66.

Walker, F. A. (1999). Magnetic spectroscopic (EPR, ESEEM, Mössabauer, MCD and NMR) studies of low-spin ferriheme centers and their corresponding heme proteins. Coordination Chemistry Reviews, 185-186, 471-34.

Weber, R.E., Hagerman, L. (1981). Oxygen and carbon dioxide transpoting qualities of hemocyanin in the hemolymph of a natant decapodPalaemon adspersus. Journal of comparative physiology, 145, 21-27.

Publicado

16/03/2024

Cómo citar

MOREIRA, L. M.; TEIXEIRA, A. de O. .; LYON, J. P. . Cobre (Cu): Reactividad, compuestos de coordinación y acción biológica. Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 3, p. e5313345291, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i3.45291. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/45291. Acesso em: 17 jul. 2024.

Número

Sección

Ciencias Exactas y de la Tierra