Electronic structure and mechanism for the uptake of nitric oxide by the Ru(III) antitumor complex NAMI-A

Abstract

O óxido nítrico (NO) tem efeitos vasodilatadores bem conhecidos em organismos vivos e sua participação na metástase de células cancerígenas através do processo de angiogênese tem sido demonstrada experimentalmente. Portanto, a captação de NO tornou-se um foco de investigação para a produção de drogas antimetastáticas. Neste artigo, investigamos a captação de NO pelo metalodroga à base de rutênio transtetracloreto(dimetilsulfóxido)imidazol rutenato(III) [Im]trans-[RuCl4(Im)(DMSO)], conhecido como Novo Antitumoral Metastasis Inhibitor-A (NAMI- A). Cálculos de estrutura eletrônica usando Density Functional Theory, DFT e State-Averaged Complete Active Space Self Consistent Field, SA-CASSCF, com correções da teoria de perturbação de segunda ordem, NEVPT2 foram realizados para investigar o mecanismo envolvido na absorção de NO pelo Ru- metalodroga anticancerígena NAMI-A. Os cálculos revelaram que a reação ocorre na superfície de energia potencial triplete, com a superfície singlete sendo ~15 kcal mol1 deslocada para energias mais altas, e há um cruzamento de superfície para formar o produto singlete mais estável após a reação ocorrer na triplete superfície. O emparelhamento de spin e a transferência de elétrons do óxido nítrico para o fragmento metálico ocorre na região do ponto de cruzamento de energia mínima entre as duas superfícies. A ligação Ru–NO no produto {Ru–NO}6 tem ~10% do caráter RuIII–NO0. Os cálculos SACASSCF/NEVPT2 revelaram que a absorção de NO por NAMI-A tem uma pequena barreira de energia de ~8 kcal mol1 e, portanto, uma constante de velocidade de 11,3 x 106 s 1 a 300 K. Além disso, a reação é termodinamicamente favorável, com uma energia livre de Gibbs de ~30 kcal mol1 . Esses resultados mostram que a captação de óxido nítrico pelo complexo NAMI-A é cineticamente e termodinamicamente viável em meio biológico e, portanto, dá suporte à teoria anti-angiogênese associada ao modo de ação do NAMI-A e outros compostos relacionados.