[pt] O estudo de complexos binários de Al(III) com aminoácidos sulfurados (metionina, cisteína, homocisteína e penicilamina) e ligantes fosfatados (adenosina 5’-trifosfato e fosfocreatina) foi feito em solução aquosa por meio de titulações potenciométricas, de RMN de (13)C e (27)Al, de espectroscopia Raman, de modelagem molecular e de cálculos teóricos do espectro vibracional através do procedimento de cálculo DFT: B3LYP/6-311G. As titulações potenciométricas e o RMN de (13)C e (27)Al foram obtidos apenas para os complexos contendo aminoácidos. Através da potenciometria determinaram-se as constantes de estabilidade dos complexos binários de Al(III) com os aminoácidos e suas curvas de distribuição de espécies. Ao se analisar os valores de constantes obtidos percebe-se que o complexo Al-Penicilamina apresenta um valor maior que os demais complexos formados, indicando um comportamento distinto. Propôs-se que a penicilamina atuaria como tridentada através dos átomos de oxigênio do carboxilato, de nitrogênio da amina e de enxofre da sulfidrila, enquanto os outros atuariam como bidentados coordenando-se através dos átomos de oxigênio do carboxilato e de nitrogênio da amina. As distribuições de espécies em função do pH mostraram que no pH fisiológico há a predominância das espécies hidrolisadas do metal e do complexo. Os espetros de RMN de (13)C e de Raman e os cálculos teóricos confirmaram a possibilidade dos sítios coordenativos propostos para os aminoácidos. O RMN de (27)Al e a modelagem molecular mostraram que a geometria adotada pelo centro metálico é a octaédrica distorcida. Para os ligantes fosfatados, a espectroscopia Raman, a modelagem molecular e os cálculos teóricos indicaram que no complexo com a adenosina 5’-trifosfato a geometria deve ser octaédrica distorcida, com o ligante comportando-se como bidentado através dos átomos de oxigênio dos fosfatos terminais beta e gamma. Já no complexo com a fosfocreatina, a geometria deve ser tetraédrica distorcida, com o ligante comportando-se como tridentado coordenando-se pelos átomos de oxigênio do grupamento fosfato, de oxigênio do grupamento carboxilato e de nitrogênio do grupamento guanidino. Estes resultados mostram a variedade do comportamento dos ligantes na complexação com o Al(III). / [en] The study of binary complexes of Al(III) with sulfur amino acids (methionine, cysteine, homocysteine and penicillamine) and phosphate ligands (adenosine 5 - triphosphate and phosphocreatine) was done in aqueous solution applying potentiometric titrations, (13)C and (27)Al NMR, Raman spectroscopy, molecular modeling and DFT: B3LYP/6-311G theoretical calculations of the vibrational spectra. The potentiometric titrations and (13)C and (27)Al NMR were performed only for the complexes with amino acids. The potentiometry was used to determine the stability constants of the Al(III)-amino acid binary complexes and the distribution graphs of their species. The comparison between the values obtained for the constants revealed a distinct behavior for the Al-Penicillamine complex, with higher stability constants than the other complexes. It is suggested that penicillamine might act as a tridentate ligand through the oxygen of the carboxylate, the nitrogen of the amine and the sulfur of the sulfhydryl, while others act as bidentate ligands coordinating through the oxygen of the carboxylate and the nitrogen of the amine. The graphs of the species distribution in function of pH showed that in biological pH there is a predominance of hydrolyzed species of the metal and the complex. Raman and (13)C NMR spectroscopy associated with theoretical calculations confirmed the coordination sites proposed for the amino acids. (27)Al NMR and molecular modeling showed that the geometry adopted by the metal center is distorted octahedral. For phosphate ligands, Raman spectroscopy, molecular modeling and theoretical calculations indicated that the geometry of adenosine 5 - triphosphate complex can be distorted octahedral with the ligand behaving as bidentate through one oxygen atom of each terminal (beta) and (gamma) phosphates. Nevertheless, for the phosphocreatine complex the geometry seems to be a distorted tetrahedron with the ligand behaving as a tridentate, one coordinating through one of the oxygens in the phosphate, the oxygen in the carboxylate and the nitrogen in the guanidine group. These results bring to light the multiplicity of ligand behaviors in the complexation with Al(III).

[pt] Foram estudados os sistemas binários e ternários de cobalto (II) e de níquel(II) com os aminoácidos glicina, serina, ácido aspártico e ácido guanidoacético. Os aminoácidos glicina - Gly, serina - Ser, ácido aspártico - Asp e ácido guanidoacético - Gaa estão envolvidos em muitos processos bioquímicos. Esses aminoácidos fazem parte de muitas proteínas que, por sua vez, são bons agentes complexantes. O estudo das interações metal- aminoácido tem grande interesse, visto que estas representam modelos simplificados para a análise das mudanças provocadas nas propriedades das proteínas, quando estas se ligam aos íons metálicos. Neste estudo foram determinadas as constantes de formação e de interação das espécies pertencentes aos sistemas binários e ternários de cobalto(II) e de níquel(II), e também foram realizados estudos espectrofotométricos de UVVis de todos os sistemas estudados. A comparação dos espectros de UV-Vis em diferentes valores de pH com os gráficos de distribuição de espécies permitiu relacionar as bandas d-d com as respectivas espécies propostas. Analisando as constantes de formação dos complexos ternários ML1L2, constatou-se que os complexos de Ni(II) apresentam valores mais altos que os respectivos de Co(II), o que está de acordo com a série de Irving-Williams. Comparando-se os espectros de UV-Vis com os da literatura, pode-se concluir que as bandas encontradas, assim como os seus respectivos posicionamentos e absortividades molares referem-se a complexos octaédricos não regulares. Verificou-se que as maiores interações intramoleculares dos ligantes nos complexos estudados, ocorreram com as espécies contendo Gaa. A partir dos gráficos de distribuição de espécies em função do pH, pode-se verificar que, em pH biológico, para os três sistemas de Co(II), predominam as espécies ternárias protonadas. Para os sistemas de Ni(II), não é possível generalizar. No sistema Ni-Gly-Ser a espécie NiGlySer está em maior quantidade em pH em torno de 7; no sistema Ni-Asp- Gly, as espécies ternárias formam-se em menor quantidade em valores de pH mais baixos e em pH biológio, as espécies binárias de NiAsp hidrolizadas é que predominam; no sistema Ni-Ser-Gaa, as espécies ternárias protonadas é que estão em maior concentração. Em pH ~ 9, já encontramos espécies hidrolisadas (binárias e/ou ternárias) em todos os sistemas ternários. Em meio mais básico, as espécies ternárias fragmentam-se, gerando espécies binárias hidrolisadas dos tipos ML(OH)3 e ML(OH)4 que passam a ter maiores estabilidades. / [en] The binary and ternary systems of cobalt(II) and nickel (II) with the amino acids glycine, serine, aspartic acid and guanidinoacetic acid were studied. The amino acids glycine - Gly, serine - Ser, aspartic acid - Asp and guanidinoacetic acid - Gaa are all involved in several biochemical processes. These amino acids are constituents of many proteins, which are in turn, good complexing agents. The study of metal-amino acid interactions are of great interest, as they represent simplified models for the analysis of the changes caused in the proteins` properties, when these bond to metal ions. It was determined, in this work, the formation and interaction constants of species belonging to the binary and ternary systems of cobalt(II) and nickel(II). UV-Vis spectrophotometric analysis were also made for each of the systems studied. The comparison of the UV-Vis spectra in different pHs with the species` distribution graphs indicated a relationship between the d-d bands and the respective proposed specie. When analyzing the formation constants of the ternary complexes ML1L2, the Ni (II) complexes showed higher values than those of respective Co(II) complexes, a pattern which is in accordance with the Irving-Williams series. In conclusion to the comparison of the UV-Vis spectra with those in literature, we have that the bands found, as well as their respective position and molar absortivities, refer themselves to nonregular octahedral complexes. It was verified that the greatest intramolecular interactions beetween the ligands in the complexes studied were those of the species cointaining Gaa. From the graphs of species distribution in terms of pH, we were able to verify that in biological pH, for all three systems of Co(II), protonated ternary species were predominant. No generalizations were visible for the Ni(II) systems. In the Ni-Gly-Ser system, the specie NiGlySer is present in greater amounts in pH close to 7; in the Ni-Asp-Gly system, the ternary species are formed in lower quantities in lower pH values and in higher and biological pH values, binary species of hydrolyzed NiAsp are predominant; in Ni-Ser-Gaa systems, protonated ternary species are in higher concentration. In pH ~ 9, hydrolyzed (binary and/or ternary) species were found in all ternary systems. In more basic medium, the ternary species were fragmented, therefore generating ML(OH)3 and ML(OH)4 hydrolyzed binary species, which have in turn greater stability.

[pt] Foram estudados alguns sistemas binários de Cu(II) e Zn(II) formados com as poliaminas (PA= En, Tn, Put, Spd e Spm) e os complexos ternários (MLPA), onde L foi a PCr ou o ATP e PA uma das cinco poliaminas. O estudo foi realizado em solução aquosa por potenciometria, espectroscopia de ultravioleta-visível, Raman, RMN e RPE e cálculos de menor energia de estabilização e modelagem molecular. As constantes de estabilidade foram determinadas pela potenciometria. Os valores das constantes dos complexos com as poliaminas apresentam um comportamento bastante diferenciado entre os sistemas formados com o Cu(II) e Zn(II). A ordem dos valores das constantes de estabilidade dos sistemas com o Cu(II) é:CuPut<CuTn<CuEn<CuSpd<CuSpm, e dos sistemas com Zn(II) é: ZnPut<ZnEn<ZnTn<ZnSpm<ZnSpd. Esse comportamento diferenciado se deve a estrutura formada nos complexos. Enquanto o anel de 5 membros formado pelo complexo CuEn é mais estável do que o anel de 6 e 7 membros formados pelos complexos CuTn e CuPut, respectivamente, nos sistemas com o Zn(II) o complexo que forma anel de 6 membros (ZnTn) é mais estável do que o complexo que forma anel de 5 membros (ZnEn). Já o complexo ZnPut é o menos estável pela coordenação monodentada da poliamina ao Zn(II). Os complexos formados com Cu(II) e Zn(II) com a Spd e Spm também apresentam comportamento diferenciado. Com o Cu(II) as poliaminas Spd e Spm formam complexos se coordenando com três e quatro grupamentos amino, respectivamente. Com o Zn(II) a coordenação deve ser por três grupamentos amino nos dois complexos formados. Interações entre as poliaminas protonadas e os dois ligantes são observadas de um modo geral exceto no sistema Zn:ATP:Spd, e isso se deve a conformação que a molécula formada sofre que desfavorece a interação entre os ligantes. Interações entre as triamina (Spd) e tetramina (Spm) e a PCr, são observadas nos complexos ternários, para ambos os íons, mesmo quando estas não estão protonadas. Esta interação deve ser pelo átomo de nitrogênio não coordenado da poliamina e o átomo de oxigênio não coordenado da PCr. Neste trabalho foi possível esclarecer o modo de coordenação do Cu(II) com a PCr em solução, que é pelos grupamentos guanidino e fosfato do ligante, tanto no complexo binário como nos complexos ternários. Também para o Zn(II) a PCr se complexa do mesmo modo. O modo de coordenação do ATP ao Zn(II) tanto nos complexos binários como ternários, deve ser através dos grupamentos fosfatos PB e Py . / [en] Some binary systems of Cu(II) and Zn(II) with polyamines (PA=En, Tn, Put, Spd and Spm), and ternary complexes (MLPA) of Cu(II) and Zn(II), where L is PCr or ATP, and PA is one of the five polyamines, were studied. The study was performed in aqueous solution using potentiometry, ultraviolet-visible, Raman, NMR and EPR spectroscopies, and, calculations of the lowest stabilization energy for formed complexes and molecular modeling. The stability constants were determined by potentiometry. The order of the values of stability constants of the systems with Cu(II) is: CuPut<CuTn<CuEn<CuSpd<CuSpm. For systems with Zn(II) it is: ZnPut<ZnEn< ZnTn<ZnSpm<ZnSpd. This different behavior is due to the structures formed by the complexes. While the 5-membered ring formed by CuEn complex is more stable than the 6- and 7-membered ring complexes formed by CuTn and CuPut, respectively, in systems with Zn(II) the complex that forms the 6-membered ring (ZnTn) is more stable than 5-membered ring (ZnEn). The complex ZnPut is less stable than systems formed with other diamines, suggesting a monodentate coordination of this polyamine with Zn(II). The complexes formed by Cu(II) and Zn(II) with Spd and Spm also have a peculiar behavior. With Cu(II) the polyamines Spd and Spm form complexes by coordinating with three and four amino groups, respectively. With Zn(II) coordination should be through three amino groups in both complexes. Interactions between protonated polyamines and the two ligands are generally observed, except in the system Zn:ATP:Spd. This can be because of the conformation suffered by the molecule, hindering the interaction between the ligands. Interactions between the tridentate (Spd) and tetradentate (Spm) polyamines and PCr are observed in the ternary complexes for both ions, even when the PA´s are not protonated. This interaction should be between the non-coordinated nitrogen atom from the PA and the non-coordinated oxygen atom from PCr. It was possible to clarify the coordination mode of Cu(II) with PCr in solution, which occurs through the guanidine and phosphate groups of PCr, both in the binary and ternary complexes. The ion Zn(II) also coordinates in the same way. The coordination mode of ATP with Zn(II) in the binary and ternary complexes probably takes place through the PB and PY phosphates groups.

[pt] Foram estudados os sistemas binários de complexos de Cu(II) e Al(III) formados com a fosfocreatina (PCr), o adenosina 5 trifosfato (ATP), a glicina (Gli), a serina (Ser), a tirosina (Tir) e a treonina (Tre) e os sistemas ternários (MLaLb) onde La foi o ATP ou a PCr e o Lb foi um dos quatro aminoácidos. O estudo foi realizado em solução aquosa através da técnica potenciométrica e das técnicas espectroscópicas ultravioleta-visível, Raman, RMN e RPE. As constantes de estabilidade foram determinadas pela potenciometria. Considerando L como um dos aminoácidos, foi observado que todos os complexos CuL são mais estáveis que os complexos AlL correspondentes. Este fato pode ser explicado pela grande afinidade entre o Cu(II) e o grupo amino. Por outro lado, os complexos binários formados com os fosfatos (ATP ou PCr) e o Al(III) apresentaram valores maiores de log b, do que os complexos de Cu(II) correspondentes. Este fato pode ser justificado pela grande afinidade do Al(III) com os átomos de oxigênio dos fosfatos. Pela mesma razão, todos os complexos ternários de Al(III) apresentaram-se mais estáveis do que os de Cu(II) correlacionados. Os valores das constantes de estabilidade dos complexos poderiam ser divididos em dois grupos: o dos complexos binários e o dos complexos ternários, com valores mais altos. Para os complexos de cobre, este comportamento foi confirmado pelo decréscimo dos valores dos comprimentos de onda máximos no espectro de absorção e no aumento no parâmetro Ao à medida que as constantes de estabilidade aumentaram. Os comprimentos de onda máximos dos complexos CuATPLb foram maiores que os dos complexos CuPCrLb, o que indica que o ATP deve coordenar com o Cu(II) através de dois átomos de oxigênio dos fosfatos e a PCr deve coordenar, nos complexos CuPCrLb, através de um átomo de oxigênio e um átomo de nitrogênio. O valor de D log K [log bCuLaLb) - (log bCuLa + log bCuLb)] mostrou que, quando La foi o ATP, os complexos ternários de Cu(II) e de Al(III) foram menos estáveis do que os seus binários respectivos, sugerindo não existir qualquer tipo de interação entre os ligantes. Aplicando o mesmo cálculo para os sistemas de Cu(II) onde La foi a PCr e Lb a serina ou a tirosina, o valor de D log K foi maior do que zero, indicando que estes ligantes favoreceram a formação de complexos ternários mais estáveis, o que pode ser justificado pela interação do grupo OH destes aminoácidos com o grupo livre (carboxilato ou fosfato) da PCr. Para todos os complexos AlPCrLb, onde Lb foi um dos quatro aminoácidos em estudo, os valores das constantes de estabilidade dos ternários foram maiores do que a soma das constantes dos seus binários. Este fato, não pode ser justificado pela interação do grupo OH dos aminoácidos com a PCr, já que a glicina não apresenta este grupo. Provavelmente, a interação ocorre através do oxigênio não coordenado do fosfato da PCr e do hidrogênio do grupo amino do aminoácido. O estudo do sistema Al(III):Ser pela espectroscopia Raman, mostrou que o complexo [Al(Ser)(H2O)4] 2+ é a espécie predominante e a serina atua como ligante bidentado (átomo de N do grupo amino e átomo de oxigênio do carboxilato). Este deve ser o comportamento de todos os complexos de Al(III) com os aminoácidos. / [en] The binary systems of Cu(II) and Al(III) complexes with adenosine triphosphate (ATP), phosphocreatine (PCr), glycine (gly), serine (Ser), tyrosine (Tyr) and threonine (Thr) and the ternary systems where La was ATP or PCr and Lb was one of the four amino acids, were investigated. The study was performed in aqueous solution using potentiometry, ultraviolet visible, Raman, NMR and EPR spectroscopies. The stability constants of the complexes were determined by potentiometry. When L is one of the amino acids, it can be observed that all the CuL complexes are more stable than the correspondent AlL complexes. This can be explained by the greater affinity between the Cu(II) and the amino group. On the other hand, the binary complexes formed by one of the phosphates (ATP or PCr) and Al(III) have greater values of log b than the correspondent complexes of Cu(II). This can be explained by the greater affinity of Al(III) ion to the oxygen atoms of the phosphates. For this same reason, all the ternary complexes of Al(III) are more stable than the Cu(II) ones. The values of the stability constants of the complexes could be divided in two groups: one of the binary complexes and the second of the ternary complexes, with higher values. For the Cu(II) complexes this behavior was confirmed by the decreasing of the maximum wavelength in the absorption spectra and the increasing of the A0 parameter as the stability constants increase. The maximum wavelength of the CuATPLb complexes were greater than those of the CuPCrLb complexes and this means that ATP must be bound to Cu(II) ion through two oxygen atoms of the phosphates, whereas in CuPCrLb complexes, PCr is bound through one oxygen atom and one nitrogen atom and the amino acid is the same. Values of DlogK (logbCuLaLb - (logbCuLa+ logbCuLb) showed that when La was ATP, the ternary complexes of Cu(II) and Al(III) were less stable than the binary ones suggesting that it does not occur any interaction between the ligands in the ternary complexes. When La was PCr, the stability constants of the Cu(II) complexes where Lb was Ser or Tyr were greater. This showed that these ligands favored more stable ternary complexes and this must be due to the interaction of the OH group of these amino acids and the phosphate or carboxylate of PCr. For the AlPCrLb complexes, when Lb was one of the four amino acids, the stability constants of the complexes were greater. This shows that in this case, the interaction cannot be between the OH groups of the amino acid since glycine does not have any OH group. Probably the interaction occur through the non coordinated oxygen of the phosphate of PCr and the hydrogen of the amino group of the aminoacid. The study of the sistem Al(III):Ser by Raman spectroscopy, showed that [Al(Ser)(H2O)4]2+is the predominant species and that Ser acts as bidentate ligand (N atom of the amino group and O atom of the carboxylate). This must be the behavior of all the complexes of Al(III) and the amino acids.