Revista Colombiana de Química

Generación de farmacóforos y clasificación de drogas utilizando complejos proteína-ligando

Pharmacophore identification is a very important step in de novo design, lead optimization, chemogenomics, and virtual screening of drugs. Unfortunately, the high cost of comercial software for pharmacophore detection is a common limiting factor for researchers with limited funding. This paper presents a set of freely available perl routines that were designed to help in the process of 3D pharmacophore identification and QSAR studies. These routines also allowed the classification of ligands based on their tridimensional similarity and binding mechanism. The family of phosphodiesterases and their inhibitors were used as test model.

La identificación de farmacóforos es uno de los pasos más importantes en el diseño de novo, identificación de compuestos líder, quimiogenómica y tamizaje virtual de nuevos medicamentos. Sin embargo, el alto costo de los paquetes comerciales de software para la detección de farmacóforos es un factor limitante para investigadores con recursos limitados. En este artículo se presentan un conjuto de rutinas en Perl que se diseñaron para la identificación de farmacóforos en 3 dimensiones y estudios de QSAR. Estas rutinas también permitieron una clasificación de ligandos basada en su similitud tridimensional y mecanismo de unión. La utilidad de estos programas se probó con los inhibidores de las fosfodiesterasas.

A identificação de farmacóforos, é um dos passos mais importantes no desenho de novo, identificação de compostos líder, quimiogenômica e triagem virtual de novos medicamentos. No entanto, o alto custo dos pacotes comerciais de software para a detecção de farmacóforos é um fator limitante para os pesquisadores com recursos limitados. Neste artigo apresentamos um conjunto de rotinas em Perl que foram desenhadas para a identificação de farmacóforos em 3 dimensões e estudos de QSAR. Estas rotinas permitiram uma classificação de ligandos baseada na similitude tridimensional e nos mecanismos de união. A utilidade dos programas foi testada com os inibidores da família das fosfodiesterases.

Las aroilhidrazonas como sistemas potenciales para el almacenamiento de información: fotoisomerización y complejación de metales.

Aroylhydrazones are compounds formed from the condensation of an acylhydrazine and an aldehyde. These compounds exhibit dynamic reversible properties such as isomerization photochemically and thermally activated, hydrazine substitution and coordination to metallic centers. All these together represent systems with multiple dynamics suitable for information storage devices and for the design of molecular photoswitches.

Las aroilhidrazonas son compuestos formados a partir de la condensación de una acilhidrazina y un aldehído. Estos compuestos presentan propiedades dinámicas reversibles tales como la isomerización activada térmica y fotoquímicamente, la sustitución de hidracina y la coordinación con centros metálicos. Todas estas representan sistemas con dinámicas múltiples apropiadas para dispositivos de almacenamiento de información y para el diseño de foto-interruptores moleculares.

Aroilhidrazonas são compostos formados a partir da condensação de uma acilhidrazina e um aldeído. Estes compostos apresentam propriedades reversíveis dinâmicas, como isomerização fotoquímica e termicamente ativada, substituição de hidrazina e coordenação de centros metálicos. Todos estes em conjunto representam sistemas com múl350 Revista Colombiana de Química, Volumen 41, nro. 3 de 2012 tiplas dinâmicas adequadas para dispositivos de armazenamento de informações e para o desenho de fotodispositivos moleculares.

Determinación in vitro de los patrones de inducción de una endo-xilanasa (E.C.3.2.1.8) secretada por Fusarium oxysporum f.sp. dianthi. Purificación y caracterización parcial

Comparación de dos aproximaciones para la estimación de la incertidumbre en análisis de residuos de plaguicidas mediante cromatografía de gases

La correcta interpretación de un resultado de medición requiere el conocimiento de la incertidumbre de la medida; de esta manera, se han desarrollado diferentes aproximaciones y guías para realizar el cálculo y la interpretación de la incertidumbre de la medición. En este estudio se comparan dos aproximaciones para la estimación de la incertidumbre de una metodología, de manera rápida y económica basada en el método QuEChERS para el análisis de 15 plaguicidas organofosforados mediante cromatografía de gases con detector de nitrógeno fósforo. El primer método empleado se basa en la aproximación descrita por la guía para la expresión de la incertidumbre de medición (GUM), la cual se apoya en la combinación de las incertidumbres involucradas en los procesos de medición de la metodología. El segundo método utilizado correspondió a la aproximación propuesta por Haslòva y Stêpán, la cual incluye algunos elementos del método de arriba hacia abajo (top down) y se basa en el empleo de los datos de repetibilidad en diferentes etapas del proceso analítico. Los resultados mostraron que al emplear la aproximación de la GUM, los valores de incertidumbre son más bajos que al utilizar el método de Haslòva. Asimismo, mediante la aproximación GUM se encontró que el aporte a la incertidumbre por la preparación de los estándares (peso, dilución y pureza) representa el principal componente. Por otro lado, mediante el método combinado se pudo establecer que la principal fuente de incertidumbre corresponde al proceso de extracción de los analitos, y, en contraste, se halló que la fuente que menor aporta corresponde a la preparación de los estándares. Finalmente, los valores calculados de incertidumbre expandida mediante el método combinado se encontraron entre el 12,7 y el 27,1% de la concentración a la cual se estimó la incertidumbre.

The correct interpretation of a measurement result requires knowledge about its uncertainty. Very different approaches for the estimation of the uncertainty related to measurement results are found in the literature and in published guidelines. In this work two different approaches for uncertainty estimation are compared on an easy, rapid and low-cost sample preparation approach for the determination of pesticide residues in fruits by gas chromatography with nitrogenous phosphorous detector. It was determined the contributions to the uncertainty at each analytical step such as extraction, clean up, evaporation and instrumental analysis. The first method was based on the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) approach, which derives the uncertainty of a measurement result by combining the uncertainties related to the uncertainty sources of the measurement process. The second method was an approach previously presented by Haslòva and Stêpán, which included some elements of "top-down" estimation in that it included repeatability data generated by fortification experiments at different stages of the method to estimate the contribution of each step to the overall uncertainty. The results showed that when is employing GUM approach the uncertainty values were lowest compared with Haslòva method. Using the GUM approach uncertainty of standard preparation (uncertainties of weighing and diluting standards, uncertainties of purity of standards) was shown to represent the main source of combined standard. On the other hand, when the second method was used, the main source of uncertainty extraction process was identified. By contrast, it was found that the source contributes less to global uncertainty was the standards preparation. Finally, the expanded uncertainties for Haslòva method using a coverage factor of two were between 12.7% and 27.1% of the concentration, which was estimated uncertainty.

A correta interpretação do resultado de uma medição requer o conhecimento da incerteza de medição, assim, diferentes abordagens têm sido desenvolvidos e orientações para o cálculo e interpretação da incerteza de medição. Este estudo compara duas abordagens para estimar a incerteza de uma metodologia, mais rápido, baseado no custo método para analisar QuEChERS 15 pesticidas organofosforados por cromatografia gasosa com detector de nitrogênio e fósforo. O primeiro método utilizado baseiase o procedimento descrito pelo guia para a expressão da incerteza de medição (GUM) que é baseado numa combinação de incertezas envolvidas no processo de medição da metodologia. O segundo método utilizado foi o método proposto pelo Haslòva e Stepan, que inclui alguns elementos de cima para baixo método (de cima para baixo) e baseia-se na utilização de dados de repetibilidade em diferentes fases do processo analítico. Os resultados mostraram que, utilizando a aproximação dos valores de incerteza GUM são inferiores quando se utiliza o método Haslòva. Além disso, através da abordagem de goma foi encontrada para contribuir para a incerteza para a preparação de padrões (diluição de peso e pureza) é o componente principal. Por outro lado, pelo método combinado verificou-se que a principal fonte de incerteza corresponde à extracção de analitos em contraste verificou-se que a fonte fornece corresponde menos para a preparação de padrões. Finalmente, os valores calculados para a incerteza expandida foram entre 12,7% e 27,1% da concentração à qual a incerteza estimada.

Reducción de la biohidrogenación del ácido linoleico y alfa linolénico por la adición de diferentes proporciones de ácido eicosapentaenoico y docosahexaenoico

Se evaluó el efecto de la adición de ácido docosahexaenoicoe (DHA) y eicosapentaenocio (EPA) a una mezcla de ácido linoleico (ALi) y alfa-linolénico (ALn), sobre su biohidrogenación, en fluido ruminal in vitro. A 500 mg de kikuyo, se agregaron 18 μL de una mezcla de ALi:ALn (75:25) (Control) o una mezcla de 14,9 μL ALi:ALn (75:25) con 3,1 μL de una mezcla que contenía cuatro relaciones de DHA:EPA (100:0, 75:25, 25:75, 0:100). El kikuyo sin adición de ácidos grasos (AG) (Control negativo) o con adición de estos, fue incubado con fluido ruminal por triplicado, durante 0, 5 o 16 horas, en tubos de 50 mL. Los lípidos del material incubado fueron extraídos, metilados y analizados para AG por CG-FID. Las concentraciones relativas (g/100 g AG) de los AG incubados y los principales productos de la isomerización y biohidrogenación se compararon mediante un modelo completamente al azar, usando el PROC GLM de SAS. La concentración relativa de ALi y ALn disminuyó con el tiempo de incubación, pero no fue diferente entre tratamientos con EPA y DHA a las 16 horas. La adición de DHA y EPA puros o en mezclas disminuyó la concentración relativa de C18:0 (P < 0,01) e incrementó la de C18:1 trans-11 (ATV) (P < 0,01) y C18:2 trans-11, cis-15 (P < 0,01) (ALC), mientras que los cambios en la concentración relativa del C18:2 cis-9, trans-11 no fueron claros. Los resultados sugieren que la acción inhibitoria del EPA y DHA ocurre en los pasos finales de la biohidrogenación del ALi y del ALn.

The effect of adding docosahexaenoic (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) on the in vitro biohydrogenation of linoleic (ALi) and alpha-linolenic acid (ALn) using ruminal fluid was evaluated. To 500 mg of kikuyo, 18 μL of a mixture of ALi:ALn (75:25) (Control) or a mixture of 14,9 μL ALi:ALn (75:25) and 3,1 μL of a mixture containing four ratios of EPA:DHA (100:0, 75:25, 25:75, 0:100) were added. In 50 mL tubes, kikuyo without fatty acids (FA) (negative control) or with their addition was incubated with ruminal fluid by triplicate during 0, 5 or 16 hours. Lipids in the incubated material were extracted, methylated and fatty acids were quantified by GC-FID. Relative concentrations (g/100 g FA) of incubated fatty acids and their main isomerization and ruminal biohydrogenation products were compared by a completely randomized model using PROC GLM of SAS. The relative concentration of ALi and ALn decreased with incubation time but was not different between EPA and DHA treatments at 16 hours. Addition of EPA and DHA, pure or in mixtures, decreased the relative concentration of C18:0 and increased the relative concentration of C18:1 trans-11 (TVA) (P<0,01 ) and C18:2 trans-11, cis-15 (P<0,01), while changes in the relative concentration of C18:2 cis-9, trans-11 (CLA) were not clear. Our results suggest that EPA and DHA inhibit the final steps of ruminal biohydrogenation of ALi and ALn.

Foi avaliado o efeito da adição do ácido docosahexaenóico (DHA) e eicosapentaenóico (EPA) a uma mistura de ácido linoleico (ALi) e linolênico (ALn) sobre à sua biohidrogenação, em fluido ruminal in vitro. Foram adicionados, a 500 mg de kikuio, 18 μL de uma mistura de ALi:ALn (75:25) (Controle) ou uma mistura de 14,9 μL ALi:ALn (75:25) com 3,1 μL de quatro relações de EPA:DHA (100:0, 75:25, 25:75, 0:100). O kikuio sem adição de ácidos graxos (AG) (Controle negativo) ou com adição destes foi incubado com fluido ruminal por triplicata durante 0, 5 ou 16 horas, em tubos de 50 mL. Os lipídeos do material incubado foram extraídos, metilados e analisados para AG por CG-FID. As concentrações relativas (g/100 g AG) dos AG incubados e dos principais produtos da isomerizacão e biohidrogenação ruminal foram comparados por meio de um modelo completamente ao acaso, utilizando o PROC GLM do SAS. A concentração relativa de ALi e ALn diminuiu com o tempo de incubação, mas não foi diferente entre tratamentos com EPA e DHA às 16 horas. A adição de EPA e DHA puros ou em misturas diminuiu a concentração relativa de C18:0 e incremento ua presencia da C18:1 trans-11 (ATV) (P<0,01) e C18:2 trans-11, cis-15 (P<0,01), en quanto que a concentração relativa do C18:2 cis-9, trans-11 (ALC) a presentou um comportamento errático. Os resultados sugerem que a adição inibitória do EPA e DHA acontece nos estágios finais da biohidrogenação ruminal de ALi e ALn.

Transferencia de protón desde el 1,4-pentadieno al radical anión superóxido: un análisis QTAIM

We studied the bis-allylic proton transfer reaction from 1,4-pentadiene to superoxide radical anion (O2.-). Minima and transition state geometries, as well as thermochemical parameters were computed at the B3LYP/6-311+G(3df,2p) level of theory. The electronic wave functions of reactants, intermediates, and products were analyzed within the framework of the Quantum Theory of Atoms in Molecules. The results show the formation of strongly hydrogen bonded complexes between the 1,4-pentadien- 3-yl anion and the hydroperoxyl radical as the reaction products. These product complexes (PCs) are more stable than the isolated reactants and much more stable than the isolated products. This reaction occurs via pre-reactive complexes which are more stable than the PCs and the transition states. This is in agreement with the fact that the net proton transfer reaction that leads to free products is an endothermic and nonspontaneous process.

Nosotros estudiamos la reacción de transferencia de protón bis-alílico del 1,4-pentadieno al radical anión superóxido (O2.--). Las geometrías de los mínimos y de los estados de transición, así como también los parámetros termoquímicos se calcularon usando el nivel de teoría B3LYP/6-311+G(3df,2p). Las funciones de onda electrónicas de los reactantes, intermedios y productos se analizaron dentro del marco de la teoría cuántica de átomos en moléculas. Nuestros resultados muestran la formación de complejos estabilizados por enlaces de hidrógeno entre el anión 1,4pentadien-3-ilo y el radical hidroperoxilo como productos de reacción. Estos complejos producto (PCs) son más estables que los reactantes aislados y mucho más estables que los productos aislados. Esta reacción ocurre vía la formación de complejos pre-reactivos, los cuales son más estables que los PCs y los estados de transición. Estos resultados están de acuerdo con el hecho de que la reacción global de transferencia de protón que conduce a la formación de los productos libres es un proceso endotérmico y no espontáneo.

Estudou-se a reação de transferência do próton bis-alílico do 1,4-pentadieno ao radical ânion superóxido (O2.-). As geometrias dos mínimos e dos estados de transição, bem como os parâmetros termoquímicos foram calculadas utilizando o nível de teoria B3LYP/6-311+G(3df, 2p). As funçÃμes de onda eletrònica dos reagentes, intermediários e produtos foram analisadas no âmbito da teoria quântica de átomos em moléculas. Os resultados obtidos demonstram a formação de complexos estabilizados por ligaçÃμes de hidrogênio entre o ânion 1,4-pentadieno- 3-ilo e o radical hidroperoxilo como produtos de reação. Estes complexos formados como produtos (PCs) são mais estáveis do que os reagentes isolados e muito mais estáveis do que os produtos isolados. Esta reação ocorre por meio de complexos pré-reativos mais estáveis do que os PCs e os estados de transição. Estes resultados estão de acordo com o fato da reação global de transferência de próton que conduz à formação dos produtos livres, é um processo endotérmico e não espontâneo.

Estimación de la solubilidad del acetaminofeno en mezclas polietilenglicol 400 + agua según el método extendido de Hildebrand

The Extended Hildebrand Solubility Approach(EHSA) was applied in the present work to evaluate the solubility of the analgesic drug acetaminophen (paracetamol) in polyethylene glycol 400 + water mixtures at 298.15 K. An acceptable correlative capacity of EHSA was found using a regular polynomial model in order four (overall deviation below 0.7%), when the W interaction parameter is related to the solubility parameter of the mixtures. Thus, the deviations obtained in the estimated solubility with respect to experimental solubility were lower than those obtained directly by means of an empiric regression of the experimental solubility as a function of the mixtures´ solubility parameters (close to 1.5%).

En el presente trabajo se aplicó el Método Extendido de Solubilidad de Hildebrand (MESH) al estudio de la solubilidad del acetaminofeno en mezclas binarias polietilenglicol 400 + agua a 298,15 K. Se obtuvo una capacidad predictiva aceptable del MESH (desviación general inferior al 0,7%) al utilizar un modelo polinómico regular de cuarto orden que relaciona el parámetro de interacción W con el parámetro de solubilidad de las mezclas solventes. Las desviaciones obtenidas en la solubilidad estimada fueron de menor magnitud que las obtenidas al calcular esta propiedad directamente, utilizando una regresión empírica regular del mismo orden de la solubilidad experimental del fármaco en función del parámetro de solubilidad de las mezclas disolventes (cerca del 1.5%).

O método estendido de solubilidade de Hildebrand (MESH) foi aplicado nesta pesquisa para avaliar a solubilidade do paracetamol em água de misturas binárias + polietileno glicol 400 em 298,15 K. Obteve-se boa capacidade preditiva com o MESH (desvio inferior a 0,7%) quando se utiliza um polinòmio regular de quarta ordem do parâmetro de interação W com o parâmetro de solubilidade das misturas de solventes. Os desvios obtidos na solubilidade estimada foram inferiores do que os obtidos através do cálculo desta propriedade diretamente, utilizando uma regressão normal empírica da mesma ordem da solubilidade experimental da droga em função do parâmetro de solubilidade das misturas solventes (cerca de 1,5 %).

Densidades y propiedades volumétricas de la glicina en soluciones acuosas de tiosulfato de sodio pentahidratado (Na₂S₂O₃.5H₂O) a diferentes temperaturas

Se determinaron las densidades de la glicina en soluciones acuosas de tiosulfato de sodio pentahidratado (0,01-2,0 mol kg-1) usando un densímetro de tubo vibrador DMA 5000 a las temperaturas de (283,15; 288,15; 293,15; 298,15; 303,15; 308,15; 313,15 y 318,15) K y 101,1 Kpa. Se calcularon los volúmenes molares aparentes ( Vø ), los volúmenes molares aparentes a dilución infinita (Vø ∞), la pendiente experimental (S*v), los volúmenes estándares de transferencia (Δ trV°2,m), las expansibilidades molares parciales a dilución infinita (V E ∞), la segunda derivada del volumen molar aparente a dilución infinita con respecto a la temperatura (δ² Vø ∞ / δT²)p y los números de hidratación (nH ). Los valores obtenidos para estos parámetros se analizaron en términos de las interacciones que ocurren a nivel de la solución. Adicionalmente, los valores de ΔtrV°2m,se interpretaron en función de las interacciones soluto-cosoluto de acuerdo al modelo de la coesfera y calculándose a partir de estos los los parámetros de interacción volumétricos dobles V AB y triples V ABB,, usando la teoría de McMillan-Mayer. Los valores de ΔtrV°2m, son positivos y aumentan con el aumento de la molalidad del Na2S2O3.5H2O, mientras que los valores de (∂²Vø∞/∂T²)P son negativos en todas las concentraciones de solvente mixto; lo que sugiere que a nivel de la solución se favorecen las interacciones soluto-solvente y que la glicina actúa como un disruptor de la estructura de las soluciones acuosas de tiosulfato de sodio pentahidratado.

Densities of glycine in aqueous solutions sodium thiosulfate pentahydrate (0,01- 2,0 mol kg-1) were determined using a vibrating-tube densimeter DMA 5000, at temperatures of (283,15; 288,15; 293,15; 298,15; 303,15; 308,15; 313,15 and 318,15) K and 101,1 Kpa. Apparent molar volumes (Vø), apparent molar volumes at infinite dilution (Vø ∞), experimental slope (S*v), standard partial molar volumes of transfer (Δ trV°2,m), partial molar expansivities at infinite dilution (V E ∞), second derivative apparent molar volume at infinite dilution with respect to temperature (δ² Vø ∞ / δT²)p and hydration numbers (nH ) were calculated. The values obtained for these parameters were discussed in terms of the interactions present in solution. Additionally, values of ΔtrV°2m,, have been interpreted in terms of solute-cosolute interactions on the basis of a cosphere overlap model and calculated from these parameters the double of V AB and triple V ABB, volumetric interaction,using the McMillan-Mayer theory. The values of ΔtrV°2m, are positive and increase with the increase of Na2S2O3.5H2O molality, while negative values of (∂²Vø∞/∂T²)P are all mixed solvent concentrations, suggesting that the level of solution are favored and solutesolvent interactions that glycine acts as a disruptor of the structure of the aqueous solutions of sodium thiosulfate pentahydrate.

As densidades foram determinados doglicina em soluções aquosas pentahydrate tiossulfato de sódio (0,01-2,0 mol kg-1) em temperaturas de (283,15; 288,15; 293,15; 298,15; 303,15; 308,15; 313,15 and 318,15) K 101,1 Kpa, usando um tubo vibrando densímetro DMA 5000. Foram calculados volumes molares aparentes (Vø), volume aparente molar a diluição infinita (Vø ∞),inclinaçõ experimentais ((S*v),transferir volume padrão (Δ trV°2,m), expansividades molaresparciais à diluição infinita (V E ∞), segundo volume aparente derivado molar a diluição infinita em relação à temperatura (δ² Vø ∞ / δT²)p e números de hidratação (nH). Os valores obtidos para os parmetros foram analisados em termos das interacções que ocorrem na solução de. Além disso, os valores de ΔtrV°2m, foram interpretados de acordo com as interacções soluto-cosoluto de acordo com o modelo de coesfera e calcular a partir destes parâmetros dos duplos V AB e triplos V ABB, interacção volumétricas, utilizando a teoria da McMillan- Mayer.ΔtrV°2m, valores são positivos e aumenta com o aumento da molalidade Na2S2O3.5H2O enquanto (∂²Vø∞/∂T²)P são valores negativos em todas as concentrações de solvente misto, sugerindo que o nível da solução é de interacções favoráveis soluto-solvente e que a glicina actua como um disruptor da estrutura das soluções aquosas de tiossulfato de sódio penta-hidratado.