TDX/TDR - Departament de Química Inorgànica

Disseny, sintesi i avaluació biològica de nous peptidomimètics

Wed, 25 May 2011 11:35:32 GMT

Disseny, sintesi i avaluació biològica de nous peptidomimètics Blasco i Yepes, Raül

Materiales magnéticos moleculares: Diseño de imanes quirales basados en cianuros bimetálicos y de agentes de contraste en IRM basados en complejos metálicos con radicales libres.

Tue, 12 Apr 2011 19:15:47 GMT

Materiales magnéticos moleculares: Diseño de imanes quirales basados en cianuros bimetálicos y de agentes de contraste en IRM basados en complejos metálicos con radicales libres. Nuez Imbernón, Alicia El primer capítulo de esta Tesis trata del diseño de imanes quirales basados en cianuros bimetálicos. Se presenta la síntesis y caracterización de diez análogos del azul de Prusia del tipo Ni3Fe2 y Cu3Fe2 obtenidos con los ligandos trans-chxn, trans-(1S,2S)-chxn, trans-(1R,2R)-chxn y cis-chxn (chxn = ciclohexano-1,2-diamina): [Ni(trans-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (1), [Ni(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (2), [Ni(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (3), [Ni(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (4), [Cu(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·7H2O (5), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (6), [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (7), [Cu(cis-chxn)]3[Fe(CN)6]2·6H2O (8), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (9) y [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (10).
Los productos (1)-(4) y (8)-(10) exhiben orden ferromagnético de largo alcance. Las estructuras de los compuestos (1), (3), (4) y (8), bidimensionales, confirman que el ligando voluminoso chxn da lugar a distancias interlaminares grandes y modula el comportamiento magnético global estabilizando la fase ferromagnética.
El estudio magnético detallado de los compuestos trans de NiIIFeIII, tanto en muestras policristalinas como en monocristales orientados, ha puesto de manifiesto la importancia de la anisotropía magnética en la dinámica lenta de los dominios en la fase ordenada.
En los sistemas de CuIIFeIII, el control estequiométrico del entorno de coordinación del cobre ha permitido obtener compuestos con orden magnético. El empleo de los precursores bisdiamino [Cu(L)2]2+ (L = cis-chxn, trans-(1S,2S)-chxn y trans-(1R,2R)-chxn) dio lugar a los compuestos monodimensionales (5)-(7), cuyo comportamiento es prácticamente paramagnético. El empleo de los precursores diamino [Cu(L)]2+ permitió obtener los compuestos (8)-(10), que se ordenan ferromagnéticamente. (8) es el primer ferromagneto de CuIIFeIII caracterizado estructuralmente del que hay constancia.
Por otra parte, el compuesto (5) parece experimentar una transición estructural a bajas temperaturas, detectada por las medidas de Mössbauer.
Finalmente, el empleo de los ligandos quirales trans-(1S,2S)-chxn y trans-(1R,2R)-chxn ha dado lugar a los imanes quirales (3), (4), (9) y (10). La quiralidad se ha confirmado mediante RX y dicroísmo circular.

El segundo capítulo de la Tesis trata del diseño de agentes de contraste para imagen por resonancia magnética (IRM). Se presenta la síntesis y la caracterización de cuatro complejos de gadolinio tipo DOTA y TETA sustituidos con radicales libres nitronil e imino aminoxilo ((8), (9), (12) y (13)) y de sus precursores ((2)-(7), (10) y (11)).
Los compuestos se caracterizaron mediante espectroscopia IR, RMN, absorción electrónica y ESI-MS. Además, se realizaron medidas magnéticas y EPR de los complejos de Gd3+. Éstos presentan un comportamiento quasi paramagnético, con débiles interacciones intermoleculares antiferromagéticas a muy bajas temperaturas, aunque no se descarta la existencia de interacciones metal-radical.
La caracterización de los compuestos de Gd3+ se completó con un estudio relaxométrico preliminar. Se realizaron medidas de relaxividad en función del campo (perfiles NMRD), del pH y de la temperatura. Éstas apuntan a que los productos (8) y (9) podrían ser buenos agentes de contraste para IRM. Sus relaxividades son superiores a las de otros complejos de gadolinio actualmente utilizados en la práctica médica como el [Gd-DOTA(H2O)]- (Dotarem®), [Gd-DTPA(H2O)]2- (Magnevist®) y [Gd-DTPA-BMA (H2O)] (Omniscan®). La sustitución de uno de los brazos del DOTA y el TETA por un sintón electrónicamente activo (un radical nitronil o imino aminoxilo) aumenta el espín electrónico de estos sistemas, lo que se espera contribuya de manera positiva a la relaxividad.
La relaxividad del derivado de ciclam (9) a pH 5 /5.5 es significativamente mayor que la del derivado de ciclen (8).
Por otra parte, las medidas de relaxividad en función de la temperatura indican que el intercambio protónico no es limitante en ninguno de los complejos estudiados.
Por último, la relaxividad de los dos compuestos es muy sensible al pH, característica que ayuda a diferenciar por IRM partes de un tejido que presentan diferente pH como consecuencia de una patología.; The first chapter of this Thesis deals with the design of chiral magnets based on bimetallic cyanides. The synthesis and characterization of ten Prussian blue analogues of Ni3Fe2 and Cu3Fe2 type obtained from trans-chxn, trans-(1S,2S)-chxn, trans-(1R,2R)-chxn and cis-chxn (chxn = cyclohexane-1,2-diamine) is given. These are compounds [Ni(trans-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (1), [Ni(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (2), [Ni(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (3), [Ni(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·2H2O (4), [Cu(cis-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·7H2O (5), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (6), [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)2]3[Fe(CN)6]2·4.5H2O (7), [Cu(cis-chxn)]3[Fe(CN)6]2·6H2O (8), [Cu(trans-(1S,2S)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (9) and [Cu(trans-(1R,2R)-chxn)]3[Fe(CN)6]2·nH2O (10).
Products (1)-(4) and (8)-(10) exhibit long rage ferromagnetic order. A magnetic study of compounds (1), (2) and (3) performed both on polycrystalline samples and oriented single crystals has shown that magnetic anisotropy plays an important role in domain dynamics.
Stoichiometric control of the coordination sphere of copper in CuIIFeIII systems has enabled the preparation of compounds with long range magnetic order. (8) is the first structurally characterized CuIIFeIII ferromagnet to date.
Finally, compounds (3), (4), (9) and (10) are chiral magnets. Chirality has been confirmed by X Rays and circular dichroism.

The second chapter of this Thesis deals with the design of contrast agents for magnetic resonance imaginery (MRI). It shows the synthesis and characterization of four DOTA-like and TETA-like gadolinium complexes substituted with nitronyl and imino nitroxide free radicals ((8), (9), (12) and (13)).
These complexes and their precursors have been characterized by IR, NMR, electronic absorption and ESI-MS. Magnetic measurements and EPR have been also performed, pointing to a quasi paramagnetic behaviour.
A preliminary relaxometric study of Gd3+ complexes indicates that products (8) and (9) could be suitable MRI contrast agents. Their relaxivities are higher than those of currently used contrast agents such as [Gd-DOTA(H2O)]- (Dotarem®), [Gd-DTPA(H2O)]2- (Magnevist®) or [Gd-DTPA-BMA (H2O)] (Omniscan®). Moreover, their relaxivities are highly pH-dependent. This feature might prove to be useful for differentiating between healthy and damaged parts of a tissue.

Síntesis y procesado de materiales inorgánicos por láser

Tue, 12 Apr 2011 19:15:45 GMT

Síntesis y procesado de materiales inorgánicos por láser Puche Roig, Abel Síntesis y procesado de materiales inorgánicos por láser" tiene como objetivo la utilización de la radiación láser como activador fototérmico de reacciones químicas en estado sólido para producir la síntesis o modificación de materiales inorgánicos. De entre todos los materialesinorgánicos disponibles se han escogido dos grandes conjuntos: cerámica (capítulo II) y vidrio(capítulo III).
En el capítulo II se presentan los resultados obtenidos sobre materiales cerámicos en los que la radiación láser actúa como activador de reacciones de síntesis de pigmentos cerámicos (II.2 yII.3), como modificador de la superficie de piezas cerámicas terminadas para fijar pigmentos cerámicos ya sintetizados (II.4) y como productora de material vítreo superficial que permita la reducción de la absorción de agua por parte de piezas cerámicas no esmaltadas (II.5).
En el capítulo 3 se presentan los resultados de combinar la acción fototérmica del láser cuando incide sobre vidrios que contienen nanopartículas de plata producidas mediante la técnica de coloración por cementación. Esta técnica está basada en la interdifusión iónica entre especies del vidrio y externas. El resultado es la posibilidad de desarrollar la coloración por láser activando el crecimiento de las nanopartículas y viceversa, disolver las nanopartículas de plata previamente formadas produciendo una decoloración láser del vidrio. También se ensayan procedimientos para obtener la coloración (interdifusión iónica y crecimiento de las nanopartículas) en un sólo paso empleando radiación láser.; The aim of the PhD work "Synthesis and inorganic materials laser processing" is the use of laser radiation as phototermic activator of solid-state reactions in inorganic materials synthesis or modification. The inorganic materials represent a vast collection of materials. Two of them have been chosen to use in this investigation: ceramic (second chapter) and glass (third chapter). In the second chapter the laser radiation is used as synthesis activator of ceramic pigments, as integrator of common pigments into the surface of commercial ceramic tiles by thermal surface modification and as a generator of a glass coating in porous ceramic surface to improve its waterproofing capabilities. In the third chapter the ancient techniques for producing silver yellow stained glasses, based on the ion-exchange process, are complemented with the laser processing techniques to produce modifications in the silver nanoparticles population characteristics (mean diameter, size dispersion, etc.). The yellow colour development in colourless glass (doped with high amounts of silver ions) is achieved using the laser phototermic activation and even the ion doping and nanoparticles development in a phototermic one-step process.

Complejos metálicos biestables para la electrónica molecular: síntesis y organización sobre superficies de rotaxanos y moléculas imán

Tue, 12 Apr 2011 19:15:43 GMT

Complejos metálicos biestables para la electrónica molecular: síntesis y organización sobre superficies de rotaxanos y moléculas imán Tatay Aguilar, Sergio En Capítulo 1 se aborda la síntesis de un nuevo sistema biestable basado en un rotaxano coordinado de cobre, incorporando en el fragmento lineal unidades de terpiridina y fenantrolina directamente enlazadas por sus posiciones T5 y F3 así como los intentos de utilizarlo en la construcción de un rotaxano biestable. En el Capítulo 2 se demuestra la posibilidad de utilizar un conjugado de 3,5-fenantrolina terpiridina (L) en la construcción de diferentes sistemas de interés. En una primera parte, se presenta la síntesis una serie de nuevos complejos luminiscentes mono-, di- y trinucleares basados en Ru/Os, estudiándose sus propiedades de absorción y emisión, así como los tiempos de vida del estado excitado. En la segunda parte, la naturaleza heteroditópica de L se explota en el diseño de sistemas metalosupramoleculares: cajas y polígonos moleculares, homo- y heterometálicos, con índices de coordinación variables. En el Capítulo 3 se presenta una estrategia que permite la deposición con precisión nanométrica de derivados catiónicos de la molécula imán Mn12 sobre superficies de silicio. El método combina la utilización de la técnica de oxidación local y las interacciones electrostáticas entre la molécula y una superficie funcionalizada.; In Chapter 1 the synthesis of a rigid linear ligand based on directly connected phenanthroline and terpyridine units by means of their T5 and F3 positions is presented accompanied by our attempts to use the ligand in the construction of a bistable rotaxane. In Chapter 2, the feasibility of using a 3,5-phenanthroline terpyridine conjugate (L) for the construction of different systems of interest is demonstrated. In the first part, the synthesis of a series of new luminescent mono-, di- and trinuclear Ru/Os complexes is presented; their absortion, emission and excited state lifetimes have also been studied. In the second part, the heteroditopic nature of L is exploited in the design of metallosupramolecular systems: molecular cages and homo- and heterometallic polygons with variable coordination indexes and finally in Chapter 3 a strategy for the deposition over silicon surfaces of cationic Mn12 derivative single molecule magnets with nanometric precision is presented. This method combines the use of local oxidation nanolithography and the electrostatic between the molecule and a functionalized monolayer.

Reacciones de compuestos organometálicos de Pt(IV) mononucleares y de Rh (II)dinucleares. Aspectos cinéticos y termodinámicos.

Tue, 12 Apr 2011 19:15:42 GMT

Reacciones de compuestos organometálicos de Pt(IV) mononucleares y de Rh (II)dinucleares. Aspectos cinéticos y termodinámicos. Esteban Moreno, Julio En este texto se presenta un resumen del trabajo experimental realizado por Julio
Esteban Moreno bajo la dirección de Pascual Lahuerta Peña y Manuel Martínez
López, Catedráticos ambos del Departament de Química Inorgànica de la Facultat de
Química de la Universitat de Valencia y Universitat de Barcelona, respectivamente.
Dicho trabajo se puede agrupar en dos bloques diferenciados, la Química de los
compuestos de Pt (IV) (Capítulo I) y Química de los compuestos dinucleares de Rh (II)
(Capítulo II-V). En el primer caso se han llevado a cabo estudios Cinético-Mecanísticos
de reacciones de substitución de ligandos coordinados, en función de la temperatura, de
la presión, del disolvente y de las características estéricas y electrónicas de los ligandos
tanto entrante como saliente. Las técnicas Cinéticas utilizadas para llevar a cabo estos
trabajos también serán aplicadas al estudio del comportamiento en disolución de
compuestos dinucleares de Rh (II), así como la utilización de técnicas espectroscópicas
para la determinación de constantes de equilibrio. De igual forma, la espectroscopia de
RMN de 1H, 31P y 19F constituye otra herramienta de común utilización en todo este
trabajo.
En último término, en la Química de compuestos de Rh(II) se llevó a cabo un
estudio de los aspectos más relevantes de la estructura de estos compuestos en estado
sólido. Para lo cual se utilizaron, tanto compuestos descritos previamente en la
bibliografía como otros nuevos caracterizados mediante técnicas de difracción de R-X
en este trabajo. El objetivo fundamental consistía en relacionar las propiedades de los
ligandos enlazados con la disposición de las moléculas en el cristal.; This document presents the experimental work realised by Julio Esteban Moreno.
It can be grouped in two different parts, Pt (IV) compounds chemistry (Chapter I) and
dinuclear Rh (II) compounds chemistry (Chapter II-V). In the first case, the substitution
reactions of a series of S, N and P_based ligand on cyclometallated Pt(IV) compounds
has been studied as a function of entering and leaving ligands, temperature and solvent.
For the second kind of compounds, kineticmechanistic studies of isomerization
processes have been carried out (Chapter IV-V) and the determination of the
equilibrium constants of the acid-base reaction of binuclear Rh(II) compounds with
different Lewis bases has also been report (Chapter II). The versatility of the ligands in
these compounds allows control of the activity and enantioselectivity of the catalysts.
Steric and electronic properties can be modified by exchanging the bridging
carboxylates and/or the metalated phosphines. For another point of view, it has been
also interesting to study by X-Ray techniques this kind of compounds (Chapter III). The
inherent backbone chirality of these binuclear compounds has been used for
enantioselective reactions, as the racemic mixture can be separated by standard
chromatographic methods. Even though, a new binuclear Rh(II) compound is obtained
enantiomerically pure by slow evaporation of the solvent.

Estudio de la interacción entre el ión Cu(II)y la fosfomicina (ácido L(cis) 1,2 epoxipropilfosfónico) en sus formas epóxido y glicol

Tue, 12 Apr 2011 19:15:42 GMT

Estudio de la interacción entre el ión Cu(II)y la fosfomicina (ácido L(cis) 1,2 epoxipropilfosfónico) en sus formas epóxido y glicol Romá Sánchez, Eva La experiencia es limitada en cuanto a las interacciones del ácido L-(cis) 1,2 epoxipropilfosfónico (fosfomicina, antibiótico de amplio espectro) con iones metálicos, aunque se sabe que los ácidos fosfónicos pueden interaccionar con metales como el Cu(II). El objetivo del estudio ha sido obtener un complejo de este ácido y su derivado glicólico (H2F(OH)2, ácido L-(cis) 1,2 dihidroxipropilfosfónico) con el Cu(II) para determinar las propiedades y efectos sobre el antibiótico. En solución acuosa de NaClO4 0.2M a 25  0.2ºC se obtienen dos especies CuF(OH)2 y CuFO(OH)-. El estudio espetrofotométrico permite deducir la existencia de dos puntos isosbésticos, los cuáles resultan útiles para calcular las constantes de estabilidad de las especies. A partir de ellas, hemos obtenido la constante de disociación ácida Ka3 para el grupo -OH de la fosfomicina glicólica que es de 1.14 . 10-11. Basándose en el análisis elemental hemos asignado al complejo la fórmula empírica NaCuFO (OH) . 2 H2O. En el espectro de infrarrojos del derivado glicólico y del complejo han desaparecido las bandas características del grupo epóxido de la fosfomicina. El espectro electrónico muestra una banda muy amplia que sugiere una geometría cuadrada plana para el Cu(II) en el complejo. El estudio de susceptibilidad magnética en función de la temperatura, realizado por el método de Faraday, indica que el complejo sigue la ley de Curie-Weiss y que no existe interacción Cu-Cu. El espectro ESR del complejo se ha realizado a dos temperaturas no mostrando diferencias apreciables. Se observa un cuarto máximo para un sistema d9 sin interacciones antiferromagnéticas. Los parámetros característicos del espectro sugieren una geometria cuadrada plana para este complejo.; The stability constans of the species CuF(OH)2 and CuFO(OH)- [H2F(OH)2, glycolic derivate of fosfomycin = L-(cis)-1,2 dihydroxypropylphosphonic acid] have been determined in 0.2 M NaClO4 aqueous solutions at 25  0.2ºC. The acid dissociation constant Ka3 of the fosfomycin glycolic - OH group has been determined using the same conditions. The solid complex has been prepared and characterized on the basis of elemental analyses, magnetic measurements and infrared, electronic and ESR spectral data. Spectrophotometric study allows to deduce the existence of two isosbestic points. This has been useful to calculate stability constants of the species and then we calculated an acid dissociation constant of 1.14 . 10-11. On the basis of the elemental analyses the complex has been assigned to the empiric formulae: NaCuFO (OH) . 2 H2O. The bands characteristic of the epoxyde group of fosfomycin disappear in the infrared spectrum of the glycolic derivate as well as in the complex. The electronic spectrum shows a very broad band which suggests a plane square geometry for the Cu(II) in the complex. A study of the magnetic susceptibility versus temperature by Faraday method, shows that the compound obeys the Curie-Weiss law and that there is not Cu-Cu interaction. The four maximum for a d9 system without antiferromagnetic interactions are observed in the ESR spectrum of the complex. Characteristic parameters of the spectrum have been calculated and they suggest a plane square geometry for this complex.

Aplicación de la resonancia magnética nuclear de sistemas paramagnéticos a la determinación de propiedades estructurales y dinámicas de las proteínas rusticianina y calbindina DqK

Tue, 12 Apr 2011 19:15:40 GMT

Aplicación de la resonancia magnética nuclear de sistemas paramagnéticos a la determinación de propiedades estructurales y dinámicas de las proteínas rusticianina y calbindina DqK Jiménez Garrido, Beatriz La presente tesis muestra la potencialidad de la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) aplicada
a sistemas paramagnéticos a la hora de determinar propiedades estructurales, moleculares y dinámicas de los sistemas de estudio. La RMN paramagnética er información en las proximidades del entorno metálico. En esta Tesis se demuestra, sin embargo, que el
paramagnetismo en RMN proporciona datos estructurales (derivados de las velocidades de relajación, de los desplazamientos de pseudocontacto y de los acoplamientos dipolares residuales) que compensan y superan la pérdida de información por relajación.
Los sistemas de estudio han sido la proteína azul de cobre (BCP) rusticianina (Rc) y la proteína activadora de calcio calbindina D9k (Cb). Rc es la BCP con el mayor potencial redox (680 mV), siendo, asimismo, muy estable a valores de pH extremadamente ácidos. Hemos caracterizado la interacción del metal con sus ligandos mediante estudios de RMN paramagnética tanto del sistema nativo, Cu(II), como del derivado de cobalto(II). La estructura electrónica del ion cobre viene determinada por la interacción de éste con los ligandos histidina, mientras que la interacción del cobre con los ligandos cisteína y metionina es debido al plegamiento global y en las proximidades del entorno metálico de la proteína. La
-SgCys es tanto más fuerte cuanto más cerca está el ion metálico del plano NHisNHisSCys
formado por los átomos dadores de los ligandos ecuatoriales. El estudio de mutantes de Rc en la
metionina axial revelan que aquellos aminoácidos que proporcionan al cobre tetraédrica (mutantes de glutamina, glutamato y cisteína) desplazan al cobre de ese plano y disminuyen la velocidad de autotransferencia electrónica. Mutantes en esta metionina que obligan al cobre a permanecer en dicho plano (leucina) favorecen la velocidad de transferencia electrónica. Por otra parte,
hemos constatado en la presente Tesis que el elevado potencial redox de Rc es consecuencia del alto entorno hidrofóbico que rodea al metal. Así mismo, hemos estudiado las características d
hidratación de esta proteína mediante RMN heteronuclear 1H-15N. Rc es la más rígida e hidrofóbica entre las BCPs. Estas dos singularidades están relacionadas con su gran estabilidad a bajo pH.
El otro sistema con el que hemos trabajado, la proteína Cb, nos ha servido como modelo para
determinar la relevancia de las restricciones paramagnéticas en el cálculo de estructuras de proteínas en disolución. El empleo adecuado de estas restricciones nos ha permitido obtener una estructura con una muy buena resolución (la desviación estándar de la familia de estructuras obtenida era 0.25 Å). También hemos realizado estudios de desplegamiento de la proteína en presencia de agente desnaturalizante. En
este estado incipiente desnaturalizado, el núcleo hidro compacto, conservando completamente su estructura terciaria. Éste es uno de los factores que influyen en la gran estabilidad de la proteína. Hemos puesto de manifiesto que los iones metálicos son esenciales en la estabilidad estructural de la calbindina D9k. De hecho, hemos relacionado la mayor movilidad de los
lazos en ausencia de iones metálicos con pequeños cambios estructurales y con la rotura de
interacciones terciarias fundamentales. Estos cambios pueden ser la causa de la disminución drástica de la estabilidad de apo-Cb con respecto a la calbindina metalada.; Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is the only methodology that allows the procurement of detailed, high quality structural information of biomolecules in solution at atomic level. NMR permits, as well, the complete dynamic characterization of a protein, and the acquaintance of its hydration properties.
When working with NMR, substantial advantages can be derived from the existence of
paramagnetic ions. The paramagnetism provides essential structural information not only from the metal site surroundings, but also from the whole protein.
This PhD Thesis represents an exhaustive example of this last statement. Two different and
complementary aims were pursued and reached in this Thesis. The first one was methodological. We
apply NMR to paramagnetic systems in order to obtain information on the electronic properties of the metal, on the structure of the whole systems, and also on its dynamic features. The second one was strictly biochemical. We have characterised the blue copper protein rusticyanin (Rc) and the calcium binding protein calbindin D9k (Cb) by paramagnetic NMR and we have correlated structural and dynamic aspects of each protein with their functional properties.
We have characterized the metal-ligand interplay in Rc by paramagnetic NMR studies on the
copper(II) native protein, the cobalt(II) derivative, and also on five different mutants. The electronic structure of the copper ion is defined by the orientation of the histidine ligands, while the interaction of the copper ion with the cysteine and the methionine ligands is independently determined by the protein folding around the metal site. We have also stated in the present Thesis that the high redox potential of Rc is due to the high hydrophobic environment of the copper ion. Studying dynamic and hydration
features of Rc by 1H-15N NMR we can assert that it is the most rigid and hydrophobic BCP.
We have selected monocerium(III) substituted Cb to study the relative importance of
paramagnetism-based constraints with respect to classical ones in solution structure determinations of paramagnetic metalloproteins. The adequate use of these constraints gave us a very refined structure(RMSD=0.25 Å). We have also monitored the unfolding of the calbindin D9k by 1H and heteronuclear NMR. The hydrophobic core of the protein shows a tighter packing at GdmHCl 2 M. This is one of the main factors for the great stability of the protein.

Complejos metálicos de cobre y manganeso con ligandos biologicamente activos

Tue, 12 Apr 2011 19:15:39 GMT

Complejos metálicos de cobre y manganeso con ligandos biologicamente activos Cejudo Marín, Rocio La tesis doctoral presentada tiene como objetivo general la síntesis y caracterización de complejos metálicos de Mn(II), Mn(III) y Cu(II) con sulfonamidas N-derivadas. Además del estudio químico de caracterización de los complejos obtenidos, se ha analizado su actividad biológica cuando actúan como agentes miméticos del enzima natural superóxido dismutasa y como nucleasas químicas.
Los ligandos utilizados para las síntesis de los diferentes complejos han sido:
4-amino-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)bencenosulfonamida (sulfametizol; Hsmtz),
4-amino-N-(4,6-dimetil-2-pirimidinil)bencenosulfonamida (sulfametazina; Hsmtzn),
N-(tiazol-2-il)toluenosulfonamida (Htz-tol), N-(tiazol-2-il)bencenosulfonamida
(Htz-ben) y N-(tiazol-2-il)naftalenosulfonamida (Htz-naf). Los dos primeros han sido adquiridos comercialmente, mientras que los últimos han sido sintetizados por primera vez para la realización de este trabajo.
La caracterización de estos ligandos se ha realizado a través de las técnicas de análisis elemental, espectroscopía infrarroja y mediante difracción de rayos-X.
Con estas sulfonamidas se han obtenido complejos binarios y ternarios de Mn(II), Mn(III) y Cu(II), con piridina o imidazol y derivados. Los complejos obtenidos han sido:

Mn(smtz)2(py)2·4H2O
Mn(smtz)2(imH)2·H2O
Mn(smtz)2(N-metilimH)2·3H2O
[Mn(4-metilimH)2(OH2)4](smtz)2
Mn(smtzn)2·3H2O
[Mn(smtzn)2(OH2)]·(imH)n
Mn(smtzn)3·3H2O
[Cu2(tz-tol)4]
Cu(tz-tol)2(N-metilimH)2
Cu(tz-tol)2(4-metilimH)2
[Cu2(tz-ben)4]
Cu(tz-ben)2(imH)2
Cu(tz-ben)2(N-metilimH)2
[Cu2(tz-naf)4]
Cu(tz-naf)2(N-metilimH)2
Cu(smtz)2H2O
[Cu(smtz)2(N-metilimH)2H2O
[Cu(smtz)2(imH)2]
Cu(smtz)2(4-metilimH)23H2O
[Cu(smtz)(1,2-dimetilimH)3(OH)]·½H2O
Cu(smtzn)23H2O
[Cu(smtzn)(imH)](NO3)½H2O
Cu(smtzn)2(N-metilimH)22H2O
[Cu(smtzn)(4-metilimH)](NO3)H2O

El estudio químico de caracterización de los complejos se ha realizado mediante las técnicas de análisis elemental, espectroscopía infrarroja (IR), espectroscopía electrónica, espectroscopía de resonancia paramagnética (RPE) y medidas magnéticas. Además se ha determinado la estructura cristalina de los compuestos [Mn(4-metilimH)2(OH2)4](smtz)2, [Mn(smtzn)2(OH2)]·(imH)n, [Cu(smtz)2(imH)2], [Cu(smtz)(1,2-dimetilimH)3(OH)]·½H2O, [Cu2(tz-tol)4] y [Cu2(tz-naf)4]

El anión O2.-, producido como consecuencia del metabolismo celular, es mediador de enfermedades tan importantes como infarto agudo de miocardio, apoplejía, isquemia cerebral, apoptosis celular, cáncer, artritis o desórdenes neurológicos como las enfermedades de Parkinson o Alzheimer.
Por ello, cabe suponer la existencia en la célula de ciertos mecanismos de defensa contra el daño provocado por la toxicidad de este radical. Entre estos mecanismos se encuentran los enzimas Superóxido Dismutasa (SOD), que catalizan la dismutación del superóxido (O2.-) para formar peróxido de hidrógeno y oxígeno molecular.
Se conocen diferentes clases de enzimas SOD clasificados basándose en el metal que se encuentra en el centro activo del enzima y que participa en la catálisis. Así, encontramos los enzimas Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, Fe-SOD y más recientemente Ni-SOD.
Actualmente existen ciertos complejos metálicos que se comportan mimetizando la actividad de este enzima. En el presente trabajo se ha ensayado la actividad SOD que presentan los complejos obtenidos mediante métodos in vitro indirectos (Oberley y Spitz) y se ha desarrollado un nuevo método in vivo basado en la protección que ejercen los complejos frente al estrés oxidativo en diferentes cepas de la levadura S. cerevisiae. (Cepa salvaje: W303-1ª, cepa mutada: ATCC 96687, carente del gen que expresa el enzima Cu/Zn-SOD). Los resultados obtenidos han puesto de manifiesto que algunos de los complejos ensayados presentan actividad SOD ya que éstos han mejorado el crecimiento de la cepa de S. cerevisiae mutada carente de la Cu/Zn-SOD.

A continuación se ha estudiado la actividad nucleasa de los complejos, consistente en la determinación de su capacidad para escindir la cadena helicoidal de ADN. El ADN es el material genético de los organismos celulares.
La capacidad que poseen los complejos para escindir la doble hélice del ADN mediante procesos de oxidación-reducción actuando como nucleasas químicas resulta de gran interés en el campo de la medicina y la biotecnología por el uso potencial de estos complejos metálicos como agentes antitumorales.
La capacidad nucleasa de los complejos se ha determinado mediante electroforesis en gel de agarosa.
El ADN utilizado para los ensayos es plásmido pUC 18. Los plásmidos existen como moléculas cíclicas de ADN superenrollado. La rotura de una cadena hace que este estado superenrollado (forma I), se convierta en un estado simple cíclico relajado (forma II). Cuando se produce la rotura en la otra cadena de la doble hélice se obtiene la forma lineal del ADN (forma III). La forma I superenrollada migra más rápidamente que la forma II relajada. La forma III, lineal, migra en los geles de agarosa en una posición intermedia entre la formas I y la forma II.
Se ha analizado el comportamiento electroforético, en geles de agarosa, del ADN tratado con los distintos complejos en diferentes tampones (TRIS-HCl, borato, cacodilato, etc.) y con diversos oxidantes y reductores (H2O2, ascorbato, oxone Na2S2O8, etc.). Se comprueba que son capaces de cortar el ADN y que son más activos como nucleasas que los metales que los forman. Mediante la técnica de AFM (Atomic Force Microscopy) se han confirmado los resultados obtenidos para el complejo Mn(smtzn)3·3H2O.
Para algunos de los complejos se han realizado estudios de especificidad de corte al ADN, utilizando los enzimas de restricción EcoRI y Sca. Estos estudios han mostrado que los complejos ensayados no presentan corte especifico sobre el ADN.; The main objective of this doctoral thesis is the synthesis and characterization of metal complexes of Mn(II), Mn(III) and Cu(II) with N-substituted sulfonamides that present biological activity (SOD-like activity and nuclease activity). Five sulfonamides derivatives have been used for the synthesis of the complexes.
The chemical characterization of the complexes has been carried out by elemental analysis, infrared spectroscopy, electronic resonance spectroscopy, electronic spectroscopy and magnetic measurements. Also, the crystal structures of the complexes [Mn(4-metilimH)2(OH2)4](smtz)2, [Mn(smtzn)2(OH2)](ImH)n, [Cu(smtz)2(imH)2], [Cu(smtz)(1,2-dimetilimH)3(OH)]·½H2O, [Cu2(tz-tol)4] and [Cu2(tz-naf)4 have been determined.
The biological activity of the complexes as SOD mimics and as chemical nucleases has been assayed.
The interest of complexes with SOD-like activity is due to their possible use in chemical therapy of diseases produced by free radicals generated in organism as subproducts of cellular metabolism. SOD-like activity of complexes has been tested by in vitro methods (Oberley and Spitz). Moreover, for determining this activity a new in vivo method based on the protection of the complexes against oxidative stress over diferent strains of S. cerevisae has been developed.
The results obtained in vivo have shown that some of the complexes present SOD-like activity. They are able to improve the growth of the S. cerevisae mutant strain (Δsod1) which is defective in Cu/Zn-SOD.
The capacity of complexes to cleave DNA acting as chemical nucleases has been studied too. This capacity is of great interest in medicine and biotecnology for the potencial use of these metal complexes as antitumoral agents.
The nuclease activity has been determined by agarose gel electrophoresis. DNA was treated with the complexes in the presence of different reducting agents (H2O2, ascorbate, .) at different pH. The results have pointed out that some complexes are able to cleave supercoiled DNA to linear DNA.
For the different complexes, specificity using restriction enzymes (EcoRI and Sca) and action mechanism have been investigated.

Sistemas híbridos orgánicos-inorgánicos en films de Langmuir-Blodgett

Tue, 12 Apr 2011 19:15:38 GMT

Sistemas híbridos orgánicos-inorgánicos en films de Langmuir-Blodgett Romualdo Torres, Gemma É
Ce travail porte sur la formation et la caractérisation de nouveaux systèmes organiques-inorganiques par l'utilisation de films de Langmuir et de la technique de Langmuir-Blodgett. Plusieurs voies ont ainsi été explorées afin d'obtenir des films minces hybrides aux propriétés multiples, en particulier magnétiques.
L'utilisation de l'interaction entre monocouches cationiques et des anions présents en sous-phase a ainsi permis l'organisation de différents polyanions inorganiques en structure lamellaire. Cette stratégie a ensuite été généralisée au cas de colloïdes de Bleu de Prusse, composés bimétalliques étendus. Une large étude (de la préparation à la caractérisation) a été consacrée à ces matériaux mixtes Bleu de Prusse-dérivé amphiphile de Ru(bpy)32+. Il a été également montré que la cristallisation du Bleu de Prusse et de ses analogues est favorisée en-dessous des films de Langmuir. Finalement, la coordination d'ions dissous en sous-phase avec des molécules amphiphiles à l'interface permet d'élaborer de nouveaux systèmes pouvant former des films LB, ce qui est notamment le cas d'agencements à base de cyanures métalliques.; El trabajo presentado como Tesis Doctoral trata sobre la formación y la caracterización de nuevos sistemas orgánicos-inorgánicos en películas de Langmuir y Langmuir-Blodgett. El método semi-anfifílico ha sido utilizado para obtener películas delgadas donde las dos entidades pueden participar en las propiedades del material híbrido. Así, un amplio estudio (desde la preparación hasta la caracterización) ha sido dedicado a las películas moleculares de Azul de Prusia y un derivado anfifílico de Ru(bpy)32+.
Además, otras estrategias han sido desarrolladas para obtener sistemas extendidos. La coordinación de iones disueltos en la subfase con las moléculas anfifílicas en la interfase permite elaborar nuevos sistemas que pueden formar posteriormente multicapas, como es el caso de los compuestos a base de cianuros.
Se ha demostrado también que la cristalización del Azul de Prusia y sus análogos a partir de sus iones precursores está favorecida en la interfase bajo las películas de Langmuir.
Las películas de Langmuir han sido estudiadas a partir de las isotermas de compresión y de la difracción de rayos X a ángulos rasantes y las películas de Langmuir-Blodgett han sido caracterizadas por espectroscopías infrarroja y UV-visible, difracción de rayos X a ángulos pequeños, magnetismo, electroquímica y Microscopía Electrónica a Transmisión.