Flavonoidy v prítomnosti iónu Cu(II): spínač pre pro-oxidačné vlastnosti a poškodenie DNA?!

Pozitívne účinky polyfenolových zlúčenín boli popísané najmä v súvislosti s ochoreniami spôsobenými oxidačným stresom ako sú neurodegenerácie, rakovina a iné. Veľká skupina polyfenolov, flavonoidy, sú známe pre svoje dokázateľné antioxidačné účinky in vitro, no len málo štúdií popisuje aj ich možný pro-oxidačný charakter [1].  V rámci predkladaného projektu bolo študovaných päť štruktúrne rozdielnych fenolových zlúčenín (myricetín, morín, 3′,4′-dihydroxyflavón, taxifolín a 4-hydroxy-kumarín) samostatne a v prítomnosti iónu medi Cu(II). Pochopenie štruktúry a chemických vlastností týchto systémov je kľúčom k objasneniu mechanizmu pôsobenia [2]. EPR a UV-Vis spektroskopia potvrdila schopnosť Cu(II) viazať sa na flavonoidy. V rámci UV/Vis spektroskopie, ABTS test odhalil, že aktivita vychytávania radikálov fenolovými zlúčeninami súvisí s počtom hydroxylových skupín, planaritou molekulárneho skeletu, delokalizáciou a je odlišná v prítomnosti Cu(II). Detailný popis možných väzbových módov bol objasnený metódami teoretickej chémie pomocou kvantovo-mechanických výpočtov (DFT, QTAIM). Gélová elektroforéza ukázala, že ochranný účinok flavonoidu je taktiež závislý od jeho štruktúry a možno to vysvetliť skutočnosťou, že myricetín, taxifolin a morín tvoria stabilné Cu(II) komplexy schopné spôsobiť poškodenie DNA prostredníctvom interakcie a tvorbou ROS (reaktívnych foriem kyslíka) v rámci Fentonovej reakcie. Aplikácia vychytávačov ROS odhalila tvorbu singletového kyslíka, superoxidu a hydroxylového radikálu a ich spoločný synergický účinok na DNA. Celkové výsledky naznačujú že najvýraznejšie poškodenie DNA bolo pozorované pre flavonoidy s vyšším počtom hydroxylových skupín. Navrhovaný mechanizmus pôsobenia, pri ktorom komplexy myricetínu, morínu a taxifolínu s Cu(II) interagujú s molekulou DNA naznačuje schopnosť pôsobiť ako potenciálne protirakovinové látky. Protirakovinovú aktivitu fenolových zlúčenín je možné vysvetliť ich miernymi prooxidačnými vlastnosťami, ktoré môžu zvýšiť tvorbu ROS a spôsobiť zničenie DNA rakovinovej bunky. Alternatívne, mierne prooxidačný charakter pôsobenia môže aktivovať a podporiť vlastný antioxidačný systém organizmu.