Porfirinas catiônicas meso-substituidas possuem grande afinidade pela cadeia de DNA, sendo conhecidos três modos de interação: a) intercalação, b) ligação desordenada na parte externa e c) formação de empilhados na parte externa da cadeia. Os estudos com complexos de rutênio polipiridinas tem mostrado que esses compostos interagem com o DNA pelos mecanismos (a) e (b), dependendo da estrutura dos mesmos. Por exemplo, os complexos com o ligante 2,3-dipiridofenazina tendem a se intercalar entre as bases nucleicas do DNA, enquanto que [Ru(bipy)3]2+ tende a se associar preferencialmente por interações eletrostáticas. Contudo, ainda existem controvérsias com relação ao modo de interação desses fotossensibilizadores.
Foi estudada a interação das porfirinas supermoleculares com DNA de timo de bezerro (calf-thymus DNA) por espectroscopia uv-vis e de luminescência. A interação de H2(TRPyP) com DNA provoca mudanças significativas nos espectros de absorção e emissão. As mudanças observadas na banda Soret e nas bandas de fluorescência indicam que a interação com o DNA ocorre em dois estágios. Quando as concentrações relativas de DNA são baixas, predominam as interações de natureza eletrostástica. Contudo, quando a concentração relativa de DNA aumenta, verificou-se uma mudança para o modo de interação predominantemente intercalativo. As constantes de equilíbrio calculadas para os processos 1 e 2 são iguais a K1 = 1,5x105 e K2 = 2,5x104 mol-1 dm3.
Zn(TRPyP) também interage com a cadeia de DNA em duas etapas, analogamente ao derivado de porfirina base-livre. As constantes de equilíbrio K1 = 3,0x104 e K2 = 5,0x105 mol-1 dm3 sugerem que Zn(TRPyP) interage mais fortemente via mecanismo intercalativo (ou coordenativo, pois foi observado o deslocamento batocrômico das bandas Q com o aumento da concentração de DNA, sugerindo a substituição do ligante axial no íon zinco) mantendo-se praticamente inalterada a força da interação eletrostática.
Amostras de DNA de timo de bezerro foram irradiadas na ausência e presença de sensibilizador, com o intuito de verificar a eficiência dos mesmos em provocar danos àquela molécula. Por exemplo, a irradiação do DNA cíclico de dupla fita superenovelada pBR322, na presença de 1,5 µM de H2(TRPyP), levou à ruptura da dupla fita com grande eficiência. O aumento da percentagem dessa espécie ocorre paralelamente à formação de 8-oxodGuo. Comportamento análogo foi observado com o DNA de timo de bezerro. Contudo, somente com esses dados é impossível saber o mecanismo de atuação dos sensibilizadores supermoleculares.
Assim, foram realizados experimentos de foto-oxidação
utilizando dGuo como composto modelo e H2(TRPyP) e Zn(TRPyP)
como fotossensibilizadores, monitorando-se as concentrações
de oxazolona, 4-OH-8-oxodGuo e 8-oxodGuo. Ambos induzem a formação
destes dois últimos fotoprodutos em quantidades relativas muito
maiores que de oxazolona, indicando que ambos atuam preferencialmente pelo
mecanismo do tipo II. Em particular, Zn(TRPyP) é um fotossensibilizador
que atua quase que exclusivamente pelo mecanismo do tipo II, sendo a relação
tipo II/tipo I muito superior ao do padrão azul de metileno. Uma
evidência direta desse fato foi obtida medindo-se a fosforescência
do oxigênio singlete em 1270 nm, em acetonitrila. O tempo de vida
determinado foi de t = 8,0x10-5 s, em excelente concordância
com os dados da literatura.