Caracterización fisioquímica del complejo de fenbendazol y B-ciclodextrina en solución acuosa

El presente trabajo de Tesis tuvo como objetivo de estudio realizar una caracterización fisicoquímica del complejo de fenbendazol y β-ciclodextrina y poder examinar si sería factible realizar una formulación farmacéutica conteniendo un complejo fenbendazol- β-ciclodextrina hidrosoluble. Para tal fin se prepararon los complejos en medio acuoso por el método de coprecipitación obteniéndose un aumento de la solubilidad del fármaco desde 0,28 hasta 2,5 µg/mL, para después caracterizarlos por técnicas de espectrofotometría UV/Vis, IR, DSC-TGA y con cálculos computacionales. Los resultados del presente estudio indicaron que el fenbendazol aumentaba su solubilidad conforme aumentaba la cantidad adicionada de β-ciclodextrina, esto se evidencio en el diagrama de solubilidad de fase del tipo B, el cual refleja que llegaba hasta un punto de saturación. La constante de asociación calculada por el método de Benesi-Hildebrand es de 10,9 M-1 y 1,78 x105 M-1 para una estequiometría 1:1 y 1:2, respectivamente, no mostrando una selectividad por alguna estequiometria propuesta. La caracterización por medio de IR, DSC-TGA evidencia la complejación del sistema al observar la desaparición de las señales de la molécula de fenbendazol. Con la intención de dilucidar la naturaleza de la inclusión se realizaron cálculos de mecánica cuántica y mecánica molecular, permitiendo entender el mecanismo de inclusión por el cual el grupo tiobencil del fenbendazol era favorecido energéticamente para interaccionar con la primera ciclodextrina, estos cálculos fueron obtenidos con los funcionales DFT-D3 y M05-2X, a su vez se demostró que la relación estequiométrica 1:2 (fenbendazol:β-ciclodextrina) era favorecida por cálculos de mecánica cuántica y por el método MM-PBSA de mecánica molecular.Tesi

Los receptores para el reconocimiento de patrones moleculares: aportaciones de la química computacional para el diseño de fármacos y la modulación de la inmunidad innata

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Farmacia, Departamento de Química Orgánica y Farmacéutica, leída el 18/11/2019In this Thesis we have aimed the study of the molecular recognition processes of receptors involved in the innate immunity. More concretely, we have focused in two different types of lectins, Galectins and DC-SIGN, and in Toll-like receptor 4. We have made use of computational techniques, including docking and virtual screening, molecular dynamics simulations, conformational analysis and quantum mechanics calculations. The work has been organized into several chapters that are summarized as follows: Chapter 1 corresponds to the current knowledge and perspectives about receptors related to immunity, in particular: galectins, DC-SIGN, and Toll-like receptor 4, corresponding to the molecular recognition events and modulation by small molecules. Chapter 2 describes the state-of-the-art methods in molecular modeling and computational chemistry applied to the study of molecular recognition processes and drug design...En esta tesis hemos estudiado los procesos reconocimiento molecular de receptores involucrados en la inmunidad innata. Más concretamente, nos hemos centrado en dos tipos diferentes de lectinas, Galectinas y DC-SIGN, y en el receptor Toll-like 4 (TLR4). Hemos utilizado técnicas computacionales, incluyendo docking y cribado virtual, simulaciones de dinámica molecular, análisis conformacional y cálculos de mecánica cuántica. El trabajo se ha organizado en diferentes capítulos que se resumen como sigue: El capítulo 1 corresponde al estado del arte y las perspectivas relacionadas con los estudios de reconocimiento molecular proteína-carbohidrato y diseño de nuevos moduladores con actividad biológica en receptores de la inmunidad, en particular galectinas, DC-SIGN y el receptor Toll-like 4. El capítulo 2 describe el estado actual de los métodos en modelado molecular y química computacional aplicados al estudio de los procesos de reconocimiento molecular y diseño de fármacos...Fac. de FarmaciaTRUEunpu

Detección de nuevas especies químicas en el espacio

El benzonitrilo (C6H5CN) es una molécula aromática de gran interés en el medio interestelar ya que fue el primer hidrocarburo aromático detectado en el espacio mediante espectroscopía de rotación. Su descubrimiento abrió la puerta a nuevos estudios relacionados con la presencia y generación de los hidrocarburos policíclicos aromáticos (siglas en inglés, PAHs) con el fin de comprender la química que rodea a este grupo de moléculas que fijan la mayor parte del carbono presente en el espacio. Este trabajo se ha realizado motivados por el estudio de nuevas especies químicas en el espacio a partir de análisis de la fragmentación de la molécula de benzonitrilo. Se ha combinado un trabajo computacional con un trabajo experimental realizado mediante un espectrómetro de microondas de banda ancha. La formación de nuevas especies se ha llevado a cabo a partir de la fragmentación del benzonitrilo en una fuente de descargas acoplada al espectrómetro de microondas de banda ancha tipo “Chirped”. Tras un proceso de identificación, análisis y predicción se ha logrado detectar la presencia de dos nuevas especies químicas inestables de elevada abundancia en el espacio. De lo que se deriva la importancia de la técnica como sistema para la generación de especies inestables que puedan estar presentes en el medio interestelar y, por consiguiente, como sistema que posibilita la detección de otras especies químicas en el espacio.Benzonitrile (C6H5CN) is an aromatic molecule of great interest in the interstellar medium since it was the first aromatic hydrocarbon detected in space by rotation spectroscopy. Its discovery opened the door to new studies related to the presence and generation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are aimed to understand the chemistry surrounding this group of molecules that bind most of the carbon present in space. This work has sought to unveil new chemical species in space by analyzing the fragmentation benzonitrile. Computational work has been combined with experimental studies carried out using a broadband microwave spectrometer. The formation of new species has been performed by the fragmentation of benzonitrile in a discharge source coupled to a broadband microwave spectrometer of the chirped type. After predicting, analyzing and identifying, the presence of two new unstable chemical species of high abundance in space has been revealed. Therefore, it has been confirmed the importance of this technique as a system for the generation of unstable species that may be present in the interstellar medium and, consequently, as a system that enables the detection of other chemical species in space.Departamento de Química Física y Química InorgánicaGrado en Químic

Estudio Computacional del mecanismo de unión-disociación de la flavodoxina de Helicobacter pylori y su ligando

Helicobacter pilori es una bacteria que coloniza el epitelio gástrico con una alta prevalencia. Su infección no suele producir trastornos, pero cuando lo hace abarcan desde gastritis y úlceras gastricas hasta cancer de estómago. La aparición de resistencias a antibióticos hace del desarrollo de nuevos fármacos una empresa necesaria. La flavodoxina de H pylori es crucial para la supervivencia del microorganismo y tiene particularidades estructurales que la distinguen de otras flavodoxinas, convirtiendo a esta proteína en una diana terapéutica muy interesante. Este trabajo busca complementar las investigaciones previas realizadas in vitro con anterioridad utilizando métodos computacionales para aportar luz acerca del mecanismo de unión-disociación del cofactor con la proteína

MODELADO MOLECULAR Y CARACTERIZACIÓN DE PROPIEDADES TERMO-MECÁNICAS DE MATERIALES CONSTITUYENTES DE CELDAS ELECTROLIZADORAS DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

Modelado a nivel molecular y posterior caracterización de las propiedades termo-mecánicas del electrolito YSZ, habitualmente utilizado en los electrolizadores de óxido sólido (SOEC). El trabajo consiste en el desarrollo de tres modelos en los que se realiza el calculo de la conductividad térmica, módulo de Young, coeficiente de Poisson y módulo de cizalladura mediante la técnica de dinámica molecular.<br /

TENSIÓN SUPERFICIAL DEL CLORO

Tesis que contiene resultados nuevos e inéditosMediante simulaciones moleculares se calculó la tensión superficial del cloro en un ensamble canónico. Se modificó el campo de fuerza 2CLJQ propuesto para la molécula diatómica de cloro con la intención de reproducir la tensión superficial experimental y posteriormente hacer predicciones en temperaturas donde no hay datos experimentales disponibles o no existen. Hasta donde sabemos, no hay un campo de fuerza en la literatura capaz de reproducir la evidencia experimental acerca de la tensión superficial en un amplio rango de temperaturas. Se modeló la molécula de cloro como una molécula rígida de tres sitios donde se asignó las cargas parciales y sólo los átomos de cloro tienen parámetros de cohesión y de tamaño. Las contribuciones cinética y virial de la presión fueron tomadas en cuenta para estimar la propiedad interfacial de interés y se hizo la comparación con aquella expresión matemática para la tensión superficial usada en publicaciones científicas donde la parte cinética es omitida con el argumento que la tensión superficial de la parte cinética es nula por la propiedad de isotropía. Se hizo un análisis a la variación de la temperatura como función de la temperatura

Interacciones intermoleculares de la proteína de membrana Arf*GTP con potasio y glicerol, componentes mayoritarios de la vinaza de caña de azúcar

PublishedLa vinaza de caña de azúcar, al ser un residuo producido en altas cantidades derivado de los procesos industriales para la producción de Etanol, es una mezcla de compuestos que tiene una utilidad cíclica para matrices de suelos debido a su composición natural e industrial que recaen en las ventajas y desventajas de sus aplicaciones. El potasio y el glicerol, compuestos mayoritarios en su composición, son ligandos que ayudan a la conformación de complejos proteicos con la vinaza para tener alternativas en los usos industriales como aditivos para alimento animal y fertilizantes en matrices de suelos, muchos de estos, utilizados en cultivos de las mismas industrias. Estudios de química computacional permiten conocer propiedades intermoleculares entre la vinaza, el glicerol y el potasio mediante in-eracciones moleculares estables convirtiéndola en una herramienta útil de evaluación de dichas propiedades y determinación de nuevas alternativas para usos industriales de este residuo. En esta investigación, se evaluó la dinámica de las interacciones intermoleculares entre el modelo proteínico tridimensional extraído del archivo de la base de datos de proteínas (PDB) por sus siglas en inglés, del modelo (2KSQ), el cual consiste en una proteína de membrana de la Echoli llamado Arf*GTP, con dos ligandos como potasio y glicerol mediante dinámica molecular utilizando un software llamado Dinámica Molecular Escalable por sus siglas en inglés, NAMD1. Se observaron y evaluaron las interacciones intermoleculares por medio del soft-ware llamado Visor de Dinámica Molecular por sus siglas en inglés, VMD2 de la molécula modelada de la proteína de membrana Arf*GTP con componentes mayoritarios, tales como, el potasio y el glicerol en un ambiente solvatado definido e implícito de modelo de caja de agua (TIP3) con el fin de identificar y caracterizar las fuerzas intermoleculares, equilibrio en trayectorias, fluctuaciones atómicas, afinidades, constantes de velocidad e interacciones Arf*GTP-Potasio, Arf*GTP-Glicerol y Arf*GTP-Potasio-Glicerol en el contexto de usos industriales de la vinaza como alimento animal y fertilizantes. Final-mente, se observó que los tres complejos Arf*GTP se ven favorecidos por afinidades posicionales de los ligandos como los aminoácidos GLN 155, para el caso del potasio, y para los gliceroles lo fueron GLY 27 y LYS 127, como también, apantallamientos de algunos átomos de los aminoácidos con los ligandos. Con esta investigación, se busca tener más información acerca de las interacciones intermoleculares y constantes de velocidad, equilibrio de trayectorias y afinidades químicas de la proteína de membrana Arf*GTP con otros ligandos orgánicos e inorgánicos que aporten nuevas alternativas industriales para el uso de la vinaza de caña de azúcar

Estudios Computacionales en la reactividad de sililoxi-vinilalenos y aldehídos

La reacción de Diels-Alder ha sido ampliamente analizada tanto desde el punto de vista teórico como experimental debido a su gran importancia en la química orgánica. Del mismo modo, la reacción de hetero Diels-Alder entre vinilalenos y aldehídos se ha estudiado en profundidad, y se ha podido confirmar a partir de cálculos computacionales que se trata de una reacción pericíclica asíncrona. No obstante, el uso de aldehídos y de vinilalenos con un sustituyente como el trialquilsililoxi, como grupo activante, no ha sido objeto de estudios computacionales. Este Trabajo de Fin de Máster se enfoca en el análisis teórico de la reacción de Hetero Diels-Alder entre un aldehído y un vinilaleno con un sustituyente activante sililoxi y del efecto de un ácido de Lewis en la reacción.The Diels-Alder reaction has been widely analyzed both theoretically and experimentally due to its great importance in organic chemistry. Similarly, hetero Diels-Alder reaction between vinylallenes and aldehydes has been studied in-depth, and it has been possible to confirm from computational calculations that it is an asynchronous pericyclic reaction. However, the use of aldehydes and vinyl-allenes with a substituent such as trialkylsilyloxy, as an activating group, has not been the subject of computational studies. This Final Master's Project focuses on the theoretical analysis of hetero Diels-Alder reaction between aldehyde and a vinylallene with a syliloxy activating substituent and also on the analysis of the effect of a Lewis acid on the reaction