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La mineralización del nitrógeno (N) desde la materia orgánica es el principal proceso de aporte de N a los cultivos. Este puede variar espacialmente de manera considerable, siendo importante la predicción del mismo a escala intralote para el diagnóstico sitio específico de la fertilización nitrogenada. El objetivo de este trabajo fue identificar la variabilidad espacial de la mineralización de N a escala de lote a través de aproximaciones sencillas para poder realizar recomendaciones de fertilización variable en el cultivo de maíz. Además, se evaluó el desempeño de diferentes índices espectrales (IE) para explicar la variabilidad espacial del rendimiento del cultivo y de los parámetros de mineralización a nivel intralote en ensayos en franja con niveles crecientes de N. Los ensayos se llevaron a cabo en la Pampa arenosa húmeda realizándose un muestreo sistemático en grilla y un muestreo en transectas durante las campañas 2012/13 y 2013/14, respectivamente. Se encontraron marcados niveles de variabilidad espacial en las variables de mineralización a escala intralote para todos los parámetros analizados, donde se observaron estructuras espaciales definidas haciendo posible la confección de mapas de las variables. La relación entre el N potencialmente mineralizable (N0) con el N mineralizado en anaerobiosis (Nan) en el espacio fue errática, no permitiendo utilizar el Nan como estimador confiable a escala de grilla. Los índices espectrales presentaron relaciones significativas y robustas con los rendimientos de maíz, siendo los coeficientes de correlación más altos de 0.43(TCARI campaña 12/13) y 0.62 (NDVI campaña 13/14), y con los parámetros de mineralización (coeficiente de correlación 0.42 en la campaña 12/13 para el parámetro Nap e IE TCARI/OSAVI en estadio R1 y coeficiente de correlación 0.37 en la campaña 13/14 para el parámetro Nan e IE OSAVI en estadio V8). La inclusión de los parámetros de mineralización en los modelos de explicación de rendimiento permitió mejorar el ajuste en un 20 por ciento, no así en los modelos de respuesta a la fertilización nitrogenada. Es necesario profundizar estas aproximaciones para definir con mejor precisión las dosis de N a emplear en cada sector de los lotes de producción.

El objetivo principal de este trabajo es la determinación de características espectroscópicas en fase gaseosa y en solución de compuestos orgánicos liberados a la atmósfera y el estudio de sus reacciones heterogéneas con ozono. En la primera parte se presentan resultados de estudios espectroscópicos en diferentes fases de COVs y en la segunda parte se analizan los coeficientes de captura de ozono en presencia de los compuestos orgánicos en fase sólida en reactores de flujo tubular y detección UV. Se presentan también resultados de distintas técnicas de análisis, como espectroscopía infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) por transmisión, de reflectancia difusa (DRIFTS, Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy) y de Cromatografía Gaseosa-Espectroscopia de Masa (GC-MS) sobre los productos de reacción de estos compuestos con ozono en distintas condiciones, en especial el efecto de la radiación de distintas longitudes de onda. Por último se propone en base al análisis de productos, un mecanismo de reacción por el cual estos compuestos reaccionan con ozono y se analizan las posibles implicaciones atmosféricas. Finalmente se hace uso de la química computacional, la cual mediante la utilización de programas informáticos, basados en algoritmos y teorías desarrollados en química teórica, permiten predicciones precisas de propiedades atómicas y moleculares (energía, momento dipolar, frecuencias vibracionales, etc.) así como del desarrollo de reacciones químicas. En conexión con nuestro trabajo, la información teórica no solo es un complemento a los datos experimentales, sino que también es una fuente independiente de información acerca de estructuras moleculares, información vibracional y propiedades experimentales del estado basal electrónico de los compuestos bajo estudio.

Uno de los procesos biológicos más importantes a nivel molecular es la formación de complejos proteína-ligando. Determinar la estructura de estos sistemas y las interacciones clave subyacentes resulta no sólo relevante per se, sino que posee aplicaciones directas en los esquemas de descubrimiento de fármacos. En este contexto, las simulaciones de dinámica molecular en presencia de solventes mixtos pueden utilizarse para estudiar sitios activos o de unión en proteínas. Los solventes mixtos consisten en mezclas acuosas de pequeñas moléculas orgánicas (cosolventes) con grupos funcionales que reproducen distintos tipos de interacciones moleculares específicas observadas en ligandos de mayor tamaño. De este modo, y gracias a su competencia con las moléculas de agua para unirse a la superficie proteica, los cosolventes actúan como sondas o moléculas de prueba que resultan útiles para revelar sitios de interacción proteína-ligando importantes (hot spots).En el presente trabajo de tesis realizamos simulaciones de dinámica molecular de 18 proteínas diferentes usando como solvente mezclas acuosas de etanol, acetamida, acetonitrilo y acetato de metilamonio, además de agua pura. Para cada sistema se determinaron los sitios de solvente correspondientes, definidos como regiones del espacio adyacentes a la superficie proteica donde la probabilidad de hallar un átomo de prueba de solvente es mayor que la de encontrarlo en el seno del solvente. Se realizó entonces una comparación sistemática entre los sitios identificados para las diferentes moléculas de prueba y 121 complejos proteína-ligando con estructura conocida. Se analizó estadísticamente la capacidad de los diferentes sitios de solvente para revelar las interacciones proteína-ligando de estos complejos, especialmente aquellas que resultan determinantes para la unión y constituyen el farmacóforo derivado de ligando. La sensibilidad obtenida para los sitios de agua y la especificidad y precisión de la sonda de etanol resultaron puntos salientes de este análisis.Por otro lado, los sitios de solvente fueron caracterizados termodinámicamente. Dicha información, especialmente la ocupancia (energía libre de unión) y la dispersión (entropía traslacional) de los sitios, fue traducida para generar puntos farmacofóricos derivados de los cosolventes. La especificidad mostrada por el etanol para reproducir interacciones proteína-ligando lo posiciona como una excelente sonda para usar como sesgo farmacofórico en experimentos de docking. Por ende, se aplicó el sesgo derivado de los sitios de etanol para la predicción estructural de complejos proteína-ligando y la evaluación retrospectiva del desempeño en campañas de screening virtual de inhibidores. El método sesgado mostró éxito en la predicción del modo de unión de ligandos, tanto en experimentos de self docking como de cross docking, y se lograron incrementos significativos en el enriquecimiento de ligandos activos según su afinidad relativa al evaluar el desempeño en screening virtual.Finalmente, se obtuvieron estimaciones de energía libre de unión de complejos proteína-ligando con estructura conocida sumando las contribuciones de energía libre de los sitios de solvente que son reemplazados por grupos de ligando capaces de establecer el mismo tipo de interacciones. Las correlaciones entre la energía libre de unión predicha y experimental resultaron altas y, de modo más amplio, se lograron discriminar exitosamente ligandos similares según la afinidad relativa predicha.En conclusión, el trabajo de tesis presenta un método desarrollado y validado que permite aplicar de modo directo y simple la técnica de dinámica molecular en solventes mixtos como herramienta para el descubrimiento de drogas basado en estructura.