Study of the mechanism of action of selenium‐containing amino acids as antioxidants

Abstract

[Resumen]: Desde el punto de vista bioquímico el selenio forma parte esencial del metabolismo a través de las denominadas selenoproteínas. Estas moléculas presentan una gran importancia en el sistema inmunológico, como defensa antioxidante y en el mantenimiento del estado redox celular. En una sociedad cada vez más concienciada en el cuidado personal, la adquisición de conductas saludables y la preocupación por evitar enfermedades, existen todavía graves problemas que afectan a muchos individuos de nuestra sociedad. Uno de estos problemas es el daño oxidativo o también denominado estrés oxidativo. En los últimos años se han acumulado datos que nos permiten afirmar que los radicales libres y el conjunto de especies reactivas que se les asocian, permiten mantener un equilibrio homeostático en los organismos y participan también en diversos procesos fisiológicos, como, por ejemplo, en la defensa ante agentes infecciosos. Sin embargo, estas moléculas son altamente reactivas y son capaces de dañar a biomoléculas presentes en las células. Una alta concentración de radicales libres en un organismo ocasiona un fenómeno conocido como estrés oxidativo el cual, está asociado a diversas enfermedades. Este incremento de radicales libres puede verse reflejado por la presencia de contaminantes ambientales, del consumo de ciertos alimentos y de sustancias nocivas para el organismo. Los aminoácidos de selenio son una de las respuestas antioxidantes que los organismos presentan para la eliminación de radicales libres y para combatir el estrés oxidativo. Los selenoaminoácidos actúan en la defensa antioxidante a través principalmente de los de la selenometionina y la selenocisteína. Estudios previos han determinado que las reacciones de aminoácidos derivados de selenio con agentes oxidantes son excepcionalmente rápidas en comparación con aminoácidos análogos de azufre. Por lo cual se pretende aportar datos que verifiquen estos estudios. En este trabajo de fin de grado se pretenden determinar cómo estos selenoaminoácidos actúan en las reacciones con agentes oxidantes, aportando información de los mecanismos de estas y de sus propiedades cinéticas, analizando también factores que puedan afectar a estas dos características[Resumo]: Dende o punto de vista bioquímico o selenio forma unha parte esencial do metabolismo a través das chamadas selenoproteínas. Estas moléculas teñen unha grande importancia no sistema inmunolóxico, como sistema antioxidante e no mantemento do estado redox celular. Nunha sociedade cada vez máis conscente do coidado persoal, a adquisición de conductas saudables e a preocupación por evitar enfermidades, aínda existen graves problemas que afectan a moitos individuos da nosa sociedade. Un destes problemas é o daño oxidativo ou tamén chamado estrés oxidativo. Nos derradeiros anos acumúlanse datos que permiten afirmar que os radicais libres e o conxunto das especies reactivas asociadas a eles, permiten manter o equilibrio homeostático nos organismos e tamén participar nos diversos procesos fisiolóxicos, como, por exemplo, a defensa contra axentes infecciosos. Non obstante, estas moléculas son moi reactivas e son capaces de danar as biomoléculas presentes nas células. Unha alta concentración de radicais libres nun organismo provoca un fenómeno coñecido como estrés oxidativo, asociado a varias enfermidades. O aumento dos radicais libres poden reflectirse pola presenza de contaminantes ambientais, o consumo de certos alimentos e substancias nocivas para o organismo. Os aminoácidos de selenio son unha das respostas antioxidantes que presentan os organismos para a eliminación de radicais libres e para combater o estrés oxidativo. Os selenoaminoácidos actúan na defensa antioxidante principalmente a través da selenometionina e a selenocisteína. Estudos previos determinaron que as reaccións dos aminoácidos derivados do selenio con axentes oxidantes son excepcionalmente rápidas en comparación cos aminoácidos análogos de xofre. Polo tanto, preténdese proporcionar datos para verificar estes estudos. Neste traballo de fin de grao, o obxetivo é determinar cómo actúan estes selenoaminoácidos en reaccións con axentes oxidantes, proporcionando información sobre os seus mecanismo e as súas propiedades cinéticas, analizando tamén os factores que poden afectar a estas dúas características.[Abstract]: From a biochemical view, selenium forms an essential part of the metabolism through the so-called selenoproteins. These molecules have a great importance in the immune system, as an antioxidant defence and in the maintenance of the cellular redox state. In a society that is becoming increasingly aware of personal care, the acquisition of healthy behaviours and the concern to avoid illnesses, there are still serious problems that affect many individuals in our society. One of these problems is oxidative damage or oxidative stress. In recent years, the data recopilation allow us to affirm that free radicals and the set of reactive species associated with them allow us to maintain a homeostatic balance in organisms and also participate in various physiological processes, such as, for example, in the defence against infectious agents. However, these molecules are highly reactive and are capable of damaging biomolecules present in cells. A high concentration of free radicals in an organism causes a phenomenon known as oxidative stress, which is associated with various diseases. This increase in free radicals can be reflected in the presence of environmental pollutants, the consumption of certain foods and substances harmful to the body. Selenium amino acids are one of the antioxidant responses of organisms to delete free radicals and fight oxidative stress. Selenoamino acids act in the antioxidant defence mainly through the various selenoamino acids. Previous studies have determined that the reactions of selenium-derived amino acids with oxidising agents are exceptionally fast compared to sulphur analogue amino acids. It is therefore intended to provide data to verify these studies. In this thesis, the aim is to determine how these selenoamino acids act in reactions with oxidising agents, providing information on the mechanisms of these reactions and their kinetic properties, as well as analysing factors that may affect these two characteristics.Traballo fin de grao (UDC.CIE). Química. Curso 2020/202

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