Studio dell’ossidazione intracellulare di NADH catalizzata da complessi metallici

La respirazione cellulare è uno dei meccanismi più importanti della vita. In particolare, nell’ultima fase avviene la fosforilazione ossidativa nella quale viene prodotto ATP (adenosina trifosfato) che è la principale fonte energetica cellulare. Un passaggio fondamentale è la riduzione della nicotinammide adenina di nucleotide (NAD+) in NADH mediante una reazione di trasferimento di idrogeno, catalizzata da enzimi. Su scala industriale, la stessa reazione procede impiegando acido formico o alcoli come donatori di idrogeno e viene catalizzata da complessi metallici. In natura esistono alcuni enzimi costituiti da siti attivi che possiedono ioni metallici e sono in grado di lavorare in matrici complesse. I principali metalli presenti sono Fe, Cu e Zn che sono immagazzinati da proteine con lo scopo sia di creare siti di reazione specializzati che di proteggere il metallo dall’avvelenamento; per questo motivo è ingente l’interesse nel creare metallo-enzimi artificiali. Inizialmente sono stati sviluppati complessi metallici a basso peso molecolare che venivano avvelenati facilmente, mentre recentemente sono stati scoperti complessi metallici a base di Ru, Rh, Ir e Os, che possiedono qualità migliori. Il rapporto NAD+/NADH è fondamentale per mantenere l’equilibrio redox cellulare e il controllo delle reazioni vitali. È possibile alterare l’equilibrio cellulare, controllando in modo indiretto la vitalità di una cellula, mediante l’utilizzo di complessi che possono catalizzare reazioni di trasferimento di idrogeno, nelle quali sono coinvolte le specie citate precedentemente, ponendo così le basi per lo studio di farmaci antitumorali. L’obiettivo dell’elaborato è di introdurre lo sviluppo delle reazioni di trasferimento di idrogeno nella storia, trattare il funzionamento principale del NADH e di focalizzarsi nelle reazioni di trasferimento di idrogeno a livello cellulare, analizzando nel dettaglio reazioni di ossidazione di NADH, catalizzate da complessi metallici, mediante l’utilizzo di ricerche effettuate nel corso degli anni.