Determinación de la constante de unión para la interacción de risperdal® con lisozima

Se estudió por medio de titulaciones, por espectroscopía ultravioleta-visible, la interacción entre la lisozima y el fármaco risperdal® a 25, 30 y 35 °C para determinar la constante de equilibrio. Se observó un aumento en la absorción de la lisozima por aumento de la concentración de risperdal® durante cada punto de la titulación. Se monitoreó el aumento de absorbencia a 280 nm y se construyó un diagrama de Scatchard para poder obtener la constante de unión del sistema a las tres temperaturas. El cambio de energía libre de Gibss (Δ G 0 y ΔS >0 indican que la unión no covalente para la formación del complejo entre lisozima y risperdal® se da principalmente mediante interacciones hidrofóbicas.The interaction between lysozyme and the drug risperdal® at 25, 30 and 35 °C was studied by means of titration, by ultraviolet-visible spectroscopy, to determine the equilibrium constant. An increase in lysozyme uptake was observed by increasing risperdal®concentration during each point of the titration. The increase in absorbance at 280 nm was monitored and a Scatchard diagram was constructed in order to obtain the binding constant of the system at the three temperatures. The Gibss free energy change (∆G 0 and ∆S >0 indicate that the non-covalent bond for the formation of the complex between lysozyme and risperdal® occurs mainly through hydrophobic interactions

Presión de vapor y entalpia de vaporización del agua. Experimento de bajo costo en condiciones PEER

Ante la emergencia sanitaria por COVID-19 la Universidad Autónoma Metropolitana instrumentó el Programa Emergente de Enseñanza Remota (PEER), para poder continuar con las actividades de docencia a distancia. Un reto grande fue para los cursos experimentales. En este trabajo se diseñó un sistema experimental de bajo costo, construido con materiales caseros para determinar la presión de vapor y el cambio de entalpia de vapor del agua (ΔHvap). Se utilizan conceptos de Ley de gas ideal, Ley de presiones parciales de Dalton, equilibrio de fases y ecuación de Clausius-Clapeyron. Con las mediciones y cálculos realizados se construyó un gráfico de Clausius-Clapeyron, también se construyó un gráfico con datos de la literatura, concluyendo que los valores obtenidos para el ΔHvap, son del mismo orden. Esta actividad experimental se puede realizar en casa de manera asincrónica y es apropiada para un curso de química general o fisicoquímica.Due to the COVID-19 emergency, the Universidad Autónoma Metropolitana implemented an emerging remote teaching program (PEER) in order to continue with distance teaching activities. In this work, a low-cost experimental system was designed, built with easily accessible materials at home to determine the vapor pressure and the change in enthalpy of water vapor (ΔHvap). Concepts of ideal gas law, Dalton's law of partial pressures, phase equilibrium and the Clausius-Clapeyron equation are used. With the measurements and calculations performed, a Clausius- Clapeyron graph was constructed, a graph was also constructed with data from the literature, concluding that the values obtained for the ΔHvap are of the same order. This experimental activity can be done at home asynchronously and is appropriate for a general chemistry or physicochemical course

Desnaturalización térmica de la β-galactosidasa de Kluyveromyces lactis

En este trabajo se estudió por dicroísmo circular, una técnica espectroscópica, la desnaturalización térmica de la β-galactosidasa de Kluyveromices lactis, una enzima dimérica, para establecer un posible mecanismo de desplegamiento. El análisis inicial de las curvas de transición térmica de la enzima implica que el proceso se encuentra bajo control cinético y cumple con un modelo irreversible simple de dos estados, las curvas obtenidas se ajustan a un proceso monofásico. Sin embargo, un análisis más profundo de dichas curvas de transición conduce a que la desnaturalización sigue un modelo irreversible más complejo, el cual implica la presencia de intermediarios. Se propone que en una primera etapa la proteína se disocia de dímero a dos monómeros en forma irreversible, recordando que las cadenas polipeptídicas no son iguales, y después cada uno de ellos se desnaturaliza de forma irreversible.In this work the thermal denaturation of the β-galactosidase of Kluyveromices lactis, a dimer enzyme, was studied by circular dichroism, a spectroscopic technique, to establish a possible unfolding mechanism. The initial analysis of the thermal transition curves of the enzyme implies that the process is under kinetic control (consistent with a two-state model). However, when a more detailed analysis of such transition curves was made, it leads to denaturation following a more complex irreversible model. It is proposed that in a first step the protein dissociates from dimer to two monomers irreversibly. Polypeptide chains have different mass. Then each of them is irreversibly denatured

Estudio fluorométrico de la interacción de fenolftaleína y lisozima

Se estudió la interacción no covalente entra la lisozima y la fenolftaleína a pH 4, por seguimiento del apagamiento de la fluorescencia de la proteína por titulación con el ligando. Se estudió el proceso a 20, 25 y 30°C. Para el análisis de los datos experimentales se utilizó el modelo de Stern-Volmer y el modelo modificado de Stern-Volmer. A partir del gráfico del modelo modificado se determinó la constante de unión y la estequiometría de formación del complejo lisozima-fenolftaleína. Se observó que el modelo de interacción es de tipo estático con una estequiometría 1:1. Además, se determinaron los parámetros termodinámicos y se obtuvo que tanto ΔH como ΔS fueron mayores a cero, lo que implica que las fuerzas predominantes durante la interacción son de naturaleza hidrofóbica.Non-covalent interaction between lysozyme and phenolphthalein at pH 4 was studied, by monitoring the protein fluorescence quenching by titration with the ligand. Interaction studies were performed at 20, 25 and 30°C. Experimental data analysis was performed using the Stern-Volmer model and the modified Stern-Volmer model. Binding constant and the stoichiometry of formation of the lysozyme-phenolphthalein complex were determined. It was observed that the interaction model is static type with a 1:1 stoichiometry. In addition, the thermodynamic parameters were determined and it was obtained that both ΔH and ΔS were greater than zero, which implies that the predominant forces during the interaction are hydrophobic nature

Estudio conformacional de la lisozima, por dicroísmo circular, en función de la temperatura a diferentes valores de pH

En este trabajo se estudiaron los cambios conformacionales en la estructura secundaria de la lisozima en solución acuosa, por medio de dicroísmo circular en el ultravioleta lejano (190 a 240 nm), en función de la temperatura a valores de pH 4, 7 y 10. Los espectros de dicroísmo circular fueron analizados utilizando el algoritmo CDSSRT para la obtención del contenido de estructura secundaria a cada valor de pH y a cada temperatura. Se observa que la estructura secundaria de la lisozima es estable a temperaturas menores a 70 °C. El proceso de desnaturalización renaturalización térmica fue reversible a los tres valores de pH estudiados.In this work we studied the conformational changes in the secondary structure of lysozyme in aqueous solution, using circular dichroism spectroscopy (190-240 nm), in temperature function at pH values 4, 7 and 10. Circular dichroism spectra were analyzed using the CDSSRT algorithm to obtain the secondary structure content at each pH value and at each temperature. It is observed that the secondary structure of lysozyme is stable at temperatures below 70 ° C. The process of denaturing and thermal renaturation of lysozyme was reversible at the three pH values studied

Elucidación de la irreversibilidad en la desnaturalización térmica de la mioglobina

En este trabajo se estudió la estabilidad y desnaturalización térmica de la mioglobina a pH 4.5. Los espectros de dicroísmo circular, en la región del ultravioleta lejano, se estudiaron en el intervalo de temperaturas de 25 a 85 °C, sin que se observara reversibilidad total. Las transiciones térmicas se realizaron a diferentes velocidades de calentamiento, por medio del monitoreo de la elipticidad a 222 nm. Se estudiaron velocidades de barrido de 1, 2, 3, 4 y 5 °C/min. Se observó que el proceso se encuentra bajo control cinético, la temperatura media de la transición depende de la velocidad de calentamiento, además se presentó histéresis en las curvas del ciclo de desnaturalización-renaturalización. Se propone que el mecanismo de desnaturalización térmica de la mioglobina se ajusta un modelo del tipo Lumry-Eyring.In this paper we study the stability and thermal denaturation of myoglobin at pH 4.5. The circular dichroism spectra were recorded in the temperature range of 25 to 85 °C, it was not observed complete reversibility. Thermal transitions to different heating rates (1, 2, 3, 4 y 5 °C/min) were studied by monitoring the ellipticity at 222 nm. The process is under kinetic control, the average temperature of the transition depends on the heating rate. Unfolding-refolding curves showed hysteresis. We propose that the mechanism of thermal denaturation of myoglobin follows a Lumry-Eyring model type

Estudio preliminar del mecanismo de apagamiento de la fluorescencia de la lisozima por tetrakis-para-carboxifenil porfirina

Las interacciones moleculares son procesos centrales que regulan la vasta mayoría de reacciones catabólicas y metabólicas en los organismos vivos. Así mismo, el estudio de las interacciones intermoleculares proteína-ligando forman parte sustancial en las primeras etapas del desarrollo de nuevos agentes farmacéuticos. En esta investigación se sintetizó la tetrakis-para-carboxifenil porfirina, H₂T(p-COOH)PP, y se estudió su interacción con lisozima por métodos espectroscópicos: UV- visible y fluorescencia. Se encontró que la especie H₂T(p-COOH)PP no tiende a formar agregados, ni a protonarse en medio acuoso. Se observó el apagamiento intrínseco de la fluorescencia de la lisozima en presencia de H₂T(p-COOH)PP, el análisis a diferentes temperaturas usando el método de Stern-Volmer, reveló que el apagamiento es principalmente de carácter dinámico, por lo que se estableció que no existe un contacto importante para que se genere una interacción no covalente estable entre lisozima y H₂T(p-COOH)PP.Molecular interactions are central processes and mediate the majority of catabolic and metabolic reactions in living organisms. Therefore, the study of intermolecular interactions protein-ligand is an essential part for the early stages of the development of new pharmaceutical compounds. In this work, tetrakis-para-carboxyphenil porphyrin was synthetized and its interaction with lysozyme by spectroscopic methods, UV-vis and fluorescence, was studied. Aggregation or protonation of H₂T(p-COOH)PP did not tend to occur in aqueous medium. Intrinsic adhesion of fluorescence of lysozyme was observed in the presence of H₂T(p¬COOH) and the analysis at different temperatures using the Stern-Volmer method, revealed that H₂T[p-COOH)PP causes fluorescence quenching of lysozyme through a dynamic quenching process. Consequently, it was determined that it does not form a stable non-covalent interaction with lysozyme

Desplegamiento térmico de colágeno bovino tipo I

En este trabajo se estudió el desplegamiento térmico del colágeno tipo I de tendón bovino, en solución ácida a pHfinal 3.5, a diferentes velocidades de calentamiento, por el monitoreo de la elipticidad. Se observó que el desplegamiento térmico del colágeno tipo I, de forma global cumple con un proceso irreversible y se encuentra bajo control cinético. Las curvas de transición térmica, a diferentes velocidades de calentamiento, presentaron una forma bifásica que implica la existencia de un intermediario estable durante la desnaturalización, por lo que se propone que el mecanismo del desplegamiento térmico del colágeno tipo I, sigue un proceso en el que intervienen tres estados, podría ajustarse al modelo de Lumry-Eyring (Tello-Solís, 1995; Tello-Solís y Hernández-Arana, 1995): N3 →3I →3D, donde N es el estado nativo, que en este caso es un trímero, I un estado intermediario y del estado desnaturalizado irreversiblemente.In this work the thermal unfolding of collagen type I bovine tendon was studied in acidic solution at pHfinal 3.5, at different heating rates, by monitoring the ellipticity. It is observed that thermal unfolding of type I collagen, on a global basis meets an irreversible process and is under kinetic control. Thermal transition curves at different heating rates, showed a biphasic manner, which implies the existence of a stable intermediate during denaturation. It is proposed that the mechanism of the thermal unfolding of type I collagen, is a process in which three states are involved. The process is described by Lumry-Eyring model (Tello-Solís, 1995; Tello-Solís and Hernández-Arana, 1995): N3 →3I →3D, where N is nativestate, I is an intermediary state and D is irreversible denaturated state

Determinación de las interacciones no-covalentes del complejo base libre de tetrasulfoftalocianina-Lisozima

El estudio de las interacciones no-covalentes de proteínas con macromoléculas es de gran importancia, para el conocimiento y análisis, por ejemplo, de cómo las enzimas se unen a un sustrato. En este trabajo, se determinó fluorométricamente el tipo de interacciones no-covalentes presentes en el complejo de la base libre de tetrasulfoftalocianina con Lisozima. La base libre de tetrasulfoftalocianina se sintetizó y caracterizó por UV-vis, observándose la formación de un monómero. Se propone una estequiometria de asociación de la base libre de tetrasulfoftalocianina--Lisozima 1:1. A partir de este modelo se calculó la constante de unión y el cambio en la energía libre de Gibbs de unión (ΔGu) a 25, 35 y 42.5 0C, además, se determinaron los parámetros termodinámicos ΔHu y ΔSu a partir de estos resultados, se establece que las principales interacciones no-covalentes en la asociación, son debidas a puentes de Hidrógeno.The study of non-covalent interactions between proteins and macromolecules is of major importance for the understanding and analysis, for example, as enzymes are bind to a substrate. In this work, we determined the thermodynamic parameters of the binding process (Ku, ΔGu, ΔHu, and ΔSu) of the interactions present in the complex free-base tetrasulphophthalocyanine–Lysozyme, using fluorimetric titrations at different temperatures (25, 35 and 42.5 0C). The values of ΔHu and ΔSu obtained implies that non-covalent interactions present in the complex tetrasulphophthalocyanine–Lysozyme are mainly electrostatic contacts and Hydrogen bonds

Síntesis de tetrasulfoftalocianina de Fe (III) y su interacción con lisozima

Las interacciones de proteínas con pequeñas moléculas son de importancia central, tanto para el diseño de nuevos compuestos farmacéuticos, como en una amplia variedad de procesos biológicos, por ejemplo, en terapia fotodinámica. Se ha encontrado que la lisozima ha sido ampliamente estudiada como agente anticanceroso, sin embargo, existen pocos reportes de su interacción con ftalocianinas. En este trabajo, se sintetizó una tetrasulfoftalocianina de Hierro (III) [µ-(OH) FeTSPc] y se estudió su interacción con lisozima por espectroscopia UV-vis en un regulador de fosfatos a pH 7. La tetrasulfoftalocianina se caracterizó por UV-vis (en la solución reguladora a pH 7) y FTIR, observándose la formación de un dímero. Se propone una estequiometría de unión entre la tetrasulfoftalocianina y la lisozima 1:1. A partir de este modelo se calculó la constante de unión y el cambio en la energía libre de Gibbs de unión (ΔGu) a 25 ºC. Además, se realizaron estudios in silico del acoplamiento molecular o docking, entre la lisozima y la sulfoftalocianina, para el cálculo de Gu computacional del confórmero más favorable, y así obtener una aproximación del sitio de unión entre µ-(OH) FeTSPc-lisozima.Protein interactions with small molecules are of central importance, both for the design of new pharmaceutical compounds, and a wide variety of biological processes (photodinamic therapy). In this work, an Iron (III) tetrasulfophthalocyanine, [µ-(OH) FeTSPc], was synthesized and its interaction with lysozyme was studied by UV-Vis spectroscopy in a phosphate buffer at pH 7. Tetrasulfophthalocyanine was characterized by FTIR and UV-vis, showing the formation of a dimer. The results showed binding stoichiometry between tetrasulfophthalocyanine and lysozyme 1: 1. Considering this model the binding constant and the Gibbs free energy (ΔGu) of binding was calculated. In addition, docking studies were performed to calculate the absolute binding free energy between µ-(OH) FeTSPc and lysozyme