Catálogo de publicaciones

En los últimos años se han producido importantes avances en el descubrimiento de nuevos derivados y análogos de nucleósidos con el fin de modificar sus propiedades farmacológicas y ampliar así el espectro de drogas antivirales y anticancerígenas. En particular, los nucleósidos en los cuales el azúcar se encuentra en forma de cadena abierta, como aciclovir y ganciclovir, se utilizan en terapias para infecciones producidas por virus como el del herpes, la hepatitis y el de la inmunodeficiencia humana. En la constante búsqueda de nuevas drogas, es importante el descubrimiento de nuevas estructuras, pero también es importante su síntesis a través de metodologías compatibles con el desarrollo sustentable. En ese sentido, el uso de biocatalizadores y organocatalizadores origina importantes ventajas respecto a la síntesis química tradicional, en especial en cuanto a alta eficiencia, altos rendimientos, alta estereo-, regio- y quimioselectividad, baja formación de subproductos y bajo impacto ambiental.La reacción de adición aldólica es la reacción de formación de uniones C-C por excelencia. Esta reacción puede llevarse a cabo de manera estereoselectiva mediante aldolasas, como así también empleando organocatalizadores. Son reacciones sustentables, económicamente viables y que permiten utilizar una gran diversidad de sustratos y producir una gran variedad de productos.En este contexto, el objetivo de esta Tesis fue la obtención, mediante caminos enzimáticos y organocatalizados, de compuestos análogos a nucleósidos acíclicos que puedan ser útiles como potenciales agentes terapéuticos o como intermediarios en la síntesis de nuevas moléculas.En el capítulo uno se presenta una breve introducción general donde se compara la reacción aldólica química con las reacciones biocatalizadas y organocatalizadas. Luego se hace una descripción de las diferentes aldolasas, haciendo hincapié en su dependencia por el sustrato dador nucleofílico y por último una breve reseña de reacciones organocatalizadas.En el capítulo dos se presentan las hipótesis planteadas para la presente tesis doctoral y las estrategias utilizadas para alcanzar los objetivos propuestos.En el capítulo tres se muestra la síntesis de los sustratos utilizados en este trabajo, llevada a cabo por N-alquilación de bases nitrogenadas con un halogenuro de alquilo conteniendo un grupo aldehído protegido como acetal. Mediante esta estrategia se obtuvieron 2-oxoetil derivados, en posición 1 para las pirimidinas y en posición 9 para las purinas, los cuales se pueden almacenar hasta su uso en forma de acetales. Con elfin de optimizar la obtención de los correspondientes aldehídos, se estudió su estabilidad en medio acuoso determinándose la presencia de un equilibrio hidrato/aldehído diferencial dependiendo de la base presente en los mismos.En el capítulo cuatro se describe la utilización de los aldehídos como sustratos de biotransformaciones con aldolasas comerciales: fructosa 1,6-bisfosfato aldolasa de músculo de conejo (RAMA) y ácido N-acetilneuramínico aldolasa de Clostridium perfringens (NeuAcA). Las reacciones dieron lugar a diferentes análogos de nucleósidos dependiendo de los sustratos específicos de cada aldolasa (dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y piruvato respectivamente) con muy buenos rendimientos. Empleando técnicas cromatográficas se aislaron y purificaron los diferentes productos cuya estructura fue determinada por Resonancia Magnética Nuclear.En el capítulo cinco se detalla el uso de diferentes aldolasas recombinantes dependientes de DHAP, con las cuales se llevaron a cabo biotransformaciones que dieron lugar a diferentes estereoisómeros de los productos obtenidos en el capítulo cuatro con RAMA como biocatalizador. La sobreexpresión de estas enzimas se realizó a partir de una estadía en el laboratorio del Dr. Eduardo García-Junceda del Instituto de Química Orgánica General, CSIC, Madrid, España. Asimismo, se pudo contar con la enzima dihidroxiacetona quinasa lo que nos permitió obtener DHAP de manera más económica.Por último, en el capítulo seis se presenta el uso de organocatalizadores tales como pirrolidina, piperidina y L-prolinamida, con el fin de incrementar la diversidad estructural de los nucleósidos acíclicos obtenidos a partir de los derivados de las bases nitrogenadas, aprovechando que estos sistemas permiten usar una diversidad casi ilimitada de sustratos dadores. En particular, se estudió el equilibrio ceto-enólico de los productos obtenidos utilizando acetona como sustrato, los aldehídos anteriormente mencionados y pirrolidina como organocatalizador, evidenciado por los intercambios H-D observados en espectros de RMN.

El presente trabajo de tesis tuvo como objetivo principal evaluar estrategias productivas del ganado vacuno que permitan mejorar el perfil de ácidos grasos de la carne. Asimismo se evaluó el efecto que esta mejora genera sobre la estabilidad oxidativa de la carne en almacenamiento y el efecto de protección de los antioxidantes liposolubles naturalmente incorporados al tejido. La carne proveniente de animales en pastoreo presenta un mejor perfil de ácidos grasos en lo que respecta a la salud humana respecto a la proveniente de animales alimentados con altos niveles de concentrados. Dada la elevada demanda de carne tanto a nivel nacional como internacional, Argentina está utilizando diferentes estrategias productivas que le permiten incrementar los índices productivos, entre las más importantes se encuentran el incremento en el peso de los animales y la suplementación de animales en pastoreo con granos en la dieta. Sin embargo estas estrategias podrían impactar directamente en el perfil de ácidos grasos de la carne, un importante aspecto de calidad de creciente interés entre los consumidores de hoy en día. Es necesario encontrar estrategias que permitan cubrir las demandas de carne, manteniendo o mejorando la calidad por la cual Argentina ha logrado posicionarse en el mercado internacional de la carne. El presente trabajo se ordenó en los siguientes Capítulos: El Capítulo I corresponde a la Introducción, y en ella se abordan, en primer lugar, aspectos generales de la ganadería, comercialización y consumo de carne, la composición e importancia nutritiva de la carne. Posteriormente se desarrollaron los temas relacionados con alimentos funcionales, tales como: la relación entre los lípidos dietarios y la salud, recomendaciones de consumo, los lípidos intramusculares. Luego se abordaron temas relativos a la modificación del perfil de ácidos grasos de la carne, como la deposición de grasa, la utilización de pasturas y suplementos en las dietas, deterioro oxidativo de la carne, protección de antioxidantes naturalmente incorporados y almacenamiento. En el Capítulo 2 se definen los objetivos generales y específicos de este trabajo de Tesis. El Capítulo 3 comprende el análisis del perfil de ácidos grasos en los lípidos totales y neutros de dos músculos de elevado valor comercial de cuatro categorías de animales (asignadas según el sexo y el peso/edad de faena) provenientes de sistemas pastoriles. El Capítulo 4 comprende el estudio del efecto de la suplementación con grano de maíz y cantidades crecientes de semilla de lino a novillos pesados y livianos provenientes de sistemas pastoriles sobre la composición de ácidos grasos de la carne. Se estudiaron asimismo los consumos de ácidos grasos de estos animales. El Capítulo 5 estudia el efecto de la suplemenatción de animales en pastoreo con maíz y niveles crecientes de semilla de lino sobre el estado antioxidante y la estabilidad oxidativa de la carne madurada y expuesta a condiciones aeróbicas. Efecto de protección de los antioxidantes liposolubles naturalmente incorporados en el tejido. El Capítulo 6 comprende las conclusiones generales de este trabajo de Tesis tomando en cuenta los resultados presentados en los Capítulos anteriores.

Los seis primeros capítulos de esta tesis son monográficos y constituyen un encuadre general al atema que considero necesario incluir. Esta monografía, desde luego, no tiene pretensiones de originalidad sino que es tan sólo un resumen bibliográfico que intenta explicar la importancia del tema estudiado, más que nada por su relación con la génetica y la biología. La bibliografía consultada es detallada al final del trabajo. Con respecto a los métodos computacionales utilizados sucesivamente por los físicos para encarar estos problemas y de los cuales se ha hecho también un resumen (cap. 7), su inclusión, a mi modo de ver, queda justificada, ya que en esta tesis no se ha usado el más moderno sino un método semi-empírico previo. Si bien la explicación a esta hecho está incluida en el trabajo, creí mi deber exponer todos ellos para que queden bien claras las razones de nuestra elección. Evidentemente, al haber sido hecha esta tesis por una física lleva a la idea que la inclusión del desarrollo físico del problema es innecesario. A pesar de ello, he considerado que por tratarse de un tema de frontera, es decir, relacionado no sólo con la física, sino también la bioquímica y la biología, una explicación detallada de los métodos cuánticos utilizados no era superflua, sino más bien podía llegar a ser muy necesaria para cualquiera que trabaje en otras ramas de la ciencia. El trabajo de tesis propiamente dicho comprende el capítulo 8, debiendo indicar que la mayoría de lo expresado en él se basa en publicaciones previas realizadas por nuestro grupo.

El descubrimiento de los antibióticos planteó la creencia de que las enfermedades microbiológicas se reducirían gradualmente hasta un nivel en el que ya no tendrían un grave impacto en la salud humana. Sin embargo, en la actualidad el tratamiento de enfermedades infecciosas está siendo cada vez más cuestionado por los rápidos cambios evolutivos de los microorganismos, el gran número de patógenos encontrados y por la aparición continua de cepas resistentes a múltiples fármacos. Como consecuencia, ciertas infecciones que en el pasado podían ser tratadas fácilmente, hoy conducen a una mayor morbilidad y ponen en riesgo la vida de un paciente incluso en un ambiente hospitalario. En este sentido, la inactivación fotodinámica (PDI) podría brindar una solución a este problema. Así, en este trabajo de tesis se sintetizaron cuatro díadas porfirinas-fullereno C60, TCP-C60, TCP-C604+, TAP-C60 y TAP-C604+ como fotosensibilizadores eficientes para la PDI. Los espectros de absorción mostraron una interacción débil entre los monómeros en el estado fundamental, donde la porfirina actúa como una antena atrapadora de energía. Mientras que la emisión de fluorescencia revela una desactivación del estado excitado de la porfirina por parte del fullereno C60. Estudios de fotólisis en estado estacionario con un aceptor y un dador de electrones, indican que las díadas forman un estado de separación de carga fotoinducido en un solvente polar. Los resultados cinéticos con diferentes sustratos y distintos atrapadores de especies reactivas de oxígeno demuestran que las díadas actúan mediante un mecanismo de acción fotodinámico tipo I o II en función de la polaridad del microambiente donde se localizan. Estudios de PDI in vitro con la bacteria Gram positiva Staphyloccocus aureus muestran que las díadas catiónicas producen una mayor inactivación. Para los cultivos tratados con 5 μM de TCP-C604+ y 30 min de irradiación, la eficiencia superó un 99,998% de inactivación. Por otro lado, se logró una erradicación completa de S. aureus incubada con 0,5 μM de TAP-C604+ y 5 min de irradiación. También se llevaron a cabo estudios con la bacteria Gram negativa Escherichia coli. Se encontró que TCP-C604+ fue poco efectiva, mientras que TAP-C604+ produjo una inactivación del 99,9999% para las células tratadas con 1 μM del fotosensibilizador y 15 min de irradiación. Por lo tanto, TAP-C604+ es una molécula muy efectiva para la PDI de bacterias Gram positivas y Gram negativas. Por todas las ventajas que posee la PDI, es probable que en un futuro se convierta en una opción terapéutica convencional. Sin embargo, este tipo de tratamiento está en pleno desarrollo y aunque muchos fotosensibilizadores ya han sido evaluados in vitro, es necesario continuar con las investigaciones in vivo para que esta terapia llegue a las fases clínicas y luego al paciente.Por otro lado, se busca el desarrollo de superficies con fotosensibilizadores inmovilizados, con el objetivo de alcanzar la esterilidad de distintas áreas. Esto se debe a que en los últimos tiempos, ha disminuido la susceptibilidad de diferentes microbios a los biocidas más comúnmente utilizados en los procesos de desinfección de superficies. Este hecho ha dado lugar a la generación de cepas microbianas resistentes a múltiples fármacos siendo las responsables de numerosas infecciones intrahospitalarias. Así, se construyeron diferentes películas sobre superficies mediante la deposición electroquímica de díadas y porfirinas sustituidas por grupos capaces de formar polímeros mediante voltametrías cíclicas. Se detectó que las mismas generan especies reactivas de oxígeno cuando son irradiadas con luz visible. Las superficies poliméricas resultaron eficientes para inactivar tanto S. aureus (99,97%) y E. coli (99,98%) en estado planctónico, como así también, biopelículas de S. aureus (99,97%). Por lo tanto, esta nueva tecnología podría ser empleada para la construcción de superficies asépticas.

El objetivo general de esta Tesis Doctoral es la síntesis de nuevos polímeros que contengan heterociclos en su cadena principal o como sustituyentes, y el estudio de sus posibles aplicaciones. En virtud de este objetivo se propuso la polimerización del 3-amino-1,2,4-triazol (3ATA), así como la modificación sintética de policloruro de vinilo (PVC) y alcohol polivinílico (PVA) con anillos heterocíclicos. Los materiales resultantes se caracterizaron mediante métodos físicos, térmicos, reológicos y espectroscópicos. En principio se estudió la polimerización de la anilina para extenderla al 3-amino-1,2,4-triazol. A partir de la polimerización de anilina en presencia de diferentes partículas como agentes nucleantes se lograron desarrollar nuevos materiales híbridos. Por otra parte, al polimerizar el 3ATA hemos logrado obtener un oligómero (OATA). Se confirmó que el OATA se trata de un tetrámero con carácter de semiconductor. Se estudió su capacidad para interactuar con metales. Asimismo, se verificó que la capacidad de interacción con cobre aumentaba considerablemente cuando era insertado dentro de la vermiculita. Debido a las singulares propiedades ácido base del OATA y luego de un estudio exhaustivo de las mismas, se concluyó que dicho material puede ser aplicado satisfactoriamente como indicador de punto final de una titulación ácido base y como sensor de amoníaco. En cuanto a la modificación química del PVC, se realizó eficientemente la transformación, tanto por métodos tradicionales, así como por empleo de energía de microondas. Esta última técnica permitió obtener los mayores porcentajes de conversión. De todos los heterociclos estudiados, el 1,2,4-triazol-3-tiol resultó el más eficiente en la reacción de sustitución. Se determinó la capacidad de interacción con cobre, se vio que existe una interacción positiva entre la muestra con mayor porcentaje de conversión y dicho metal. Se logró la síntesis de nuevos copolímeros, obtenidos por modificación química del PVA. Las estrategias de síntesis aplicadas permitieron la obtención de copolímeros con grupos heterocíclicos unidos directamente a la cadena polimérica, así como sustituyentes heterocíclicos unidos a la cadena mediante un heteroátomo. Se realizaron ensayos de interacción para aplicar los nuevos copolímeros en la remoción de metales en aguas contaminadas. La interacción se evaluó en función del pH, tiempo y concentración. Se obtuvieron resultados muy promisorios en particular para la remoción de Hg (II), pero también para iones Cd (II), Zn (II) y Cu (II). Se realizaron ensayos de selectividad competitiva y no competitiva, y se evaluó la posibilidad de reutilización de los nuevos materiales.

Los microARN (miARN) son moléculas de ARN pequeñas de 21 nucleótidos de longitud que se sintetizan en el núcleo por la ARN polimerasa II. En plantas, están involucrados en la regulación de procesos como el desarrollo, respuestas a estrés y respuestas a hormonas. La biogénesis de miARN comienza con la transcripción  de precursores más largos con forma de hebilla dentro de los cuales está contenida su secuencia. Estos precursores son procesados por un complejo proteico formado por la proteína DICER-LIKE 1 (DCL1) junto a otras proteínas accesorias. Los precursores de plantas son sumamente heterogéneos. Sin embargo, la maquinaria de procesamiento, es capaz de liberar con precisión el miARN.En el presente trabajo se realizó un estudio del mecanismo de procesamiento de los precursores de miARN a través de técnicas de simulación computacional. Para ello, se analizaron distintos agentes participantes del proceso: el precursor de miARN, el dominio de unión a ARN de doble hebra de DCL1 (DCL1-1) y los dominios RIIID de DCL1 en los cuales transcurre la reacción de digestión del ARN.La creación de una estructura de un complejo entre DCL1-1 y un ARN de doble hebra (ARNdh) permitió detectar las diferencias entre este dominio y otros similares de diferentes proteínas. El análisis de las simulaciones de dinámica molecular permitió establecer algunos de los elementos principales que le permiten al dominio DCL1-1 identificar al precursor de miARN. Principalmente, se halló que el residuo Arg8 es un residuo importante en este proceso ya que puede reconocer pares de bases no canónicos en el ARNdh objetivo y anclar el dominio en una posición específica del mismo. Estos hallazgos fueron validados experimentalmente.El modelado de diferentes pares de base en la secuencia de dos precursores de miARN permitió establecer el efecto que las mismas tienen sobre la estructura del ARNdh. Se encontró que los  pares de bases no canónicos tienen comportamientos heterogéneos con diferentes grados de estabilidad y de interacción entre las bases. Los resultados hallados permiten explicar las diferencias de procesamiento en experimentos de mutación de precursores de miARN.El funcionamiento de los dominios RIIID se estudió a través de la proteína RNasa III bacteriana. Por medio de técnicas de modelado molecular, se construyó el complejo de este dominio con un ARNdh y se realizaron simulaciones de dinámica molecular dirigida a fin de recrear la reacción de hidrólisis sobre su grupo fosfato. Estos experimentos permitieron obtener información sobre el rol que juegan los diferentes elementos que componen el sitio activo: los iones de Mg2+, el nucleófilo, los residuos y las moléculas de solvente cercanas. Se halló que las moléculas de agua vecinas al sitio activo tienen una participación en la reacción al mediar en las transferencias de protones. Por otro lado, se reveló que el nucleófilo no es una molécula de agua, sino un ion hidroxilo. Finalmente, se encontró que los iones catalíticos tienen la capacidad de facilitar la deprotonación de una de las moléculas de agua coordinadas para generar el ion hidroxilo en una posición apropiada para el ataque nucleofílico.

Tabla de contenidos: - Capítulo 1: preparación del flúor - Capítulo 2: purificación y análisis del flúor - Capítulo 3: dióxido de cloro - Capítulo 4: descripción del aparato usado para estudiar cinéticamente la reacción de formación del FCIO2 a partir de flúor y dióxido de cloro - Capítulo 5: medición de las variables: concentraciones, temperatura y tiempo - Capítulo 6: técnicas y condiciones experimentales seguidas en el estudio de la reacción del flúor con el dióxido de cloro - Capítulo 7: los resultados experimentales - Capítulo 8: mecanismo de la reacción - Capítulo 9: resumen y conclusiones

El fluoroxiperfluorometano fue sintetizado por primera vez por Kollog y Cady en 1940. A partir de ese momento se publicaron una serie de trabajos relacionados con las propiedades químicas de esta sustancia, que demostraron que la misma presentaba una marcada reactividad frente a compuestos no saturados, con los que daba origen a compuestos de adición. En relación con estas reacciones puede consultarse la reseña publicada por Hoffman en 1963 y los trabajos posteriores indicados en la referencia. En 1955 Aymonino informó que el fluoroxiperfluorometano reaccionaba fotoquímicamente a temperatura ambiente con el monóxido de carbono para producir con un alto rendimiento el fluoroformiato de perfluoromotilo, sustancia que aun no había sido descrita. En el mismo trabajo se proponía un posible mecanismo de reacción. Do cualquier manera, no existía en la literatura ningún estudio cinético detallado sobre las reacciones del CF3OF. Sólo era posible encontrar el mecanismo ya mencionado postulado por Aymonino y los mecanismos propuestos por Pass y Roberts para las reacciones con el dióxido de azufre y con el tetraflucruro de azufre. En ninguno de los dos casos se había realizado un estudio cinético en apoyo do 103 esquemas do reacción publicados, que sólo pretendían justificar en forma razonable la naturaleza de los productos formados. Resultaba pues de interés confrontar la información cualitativa hasta ahora reunida con un estudio cuantitativo que pudiera confirmar o eventualmente corregir las presunciones en favor de los mecanismos propuestos. Por otra parta, era ya bien conocida la reactividad del monóxido de carbono hacia los compuestos fluorados. Así, Heras, Arvía, Aymonino y Schumacher habían estudiado desde el punto de vista cinético la reacción del monóxido de carbono con el flúor en presencia de oxígeno, y Arvía, Aymonino y Schumacher dilucidaron el mecanismo de la reacción térmica entre monóxido de carbono y difluoruro de oxígeno. Existía pues la posibilidad de comparar los resultados que so pudieran obtener con los de otros sistemas estrechamente relacionados.

Este trabajo tiene por objeto, en primer lugar, hallar las ecuaciones generales para la transferencia de materia en celdas de geometría sencilla, adecuadas para abordar el trata miento de los datos experimentales con cierta facilidad desde el punto de vista de la hidrodinámica y de las ecuaciones de los procesos de difusión, tratando de extender el estudio a la mayor cantidad posible de variables y a diversos sistemas cuyas reacciones electroquímicas puedan considerarse rápidas. En segundo lugar, y en base al análisis anterior, desarrollar una celda que resulte aplicable al estudio cinético de reacciones de electrodo por voltametría hidrodinámica, que permita realizar las medidas en condiciones conocidas de polarización óhmica y de concentración.

Con el fin de ampliar el estudio electroquímico del bisulfato de potasio y al mismo tiempo, estudiar la aplicabilidad de electrodos de grafito, se ha encarado el presente trabajo. En el mismo, se tratan separadamente los procesos de desprendimiento y disolución de hidrógeno sobre grafito en bisulfato de potasio fundido. Se utilizaron dos tipos de electrodos: grafito denso (espectroscópico), y grafito poroso. Este último se empleó con el fin de disminuir al máximo, cualquier posible influencia, de carácter difusional en la reacción.