Estudio cinético de reacciones de interés biológico con moléculas del ADN
[ES]Se han estudiado cinéticamente algunas reacciones de alquilación con moléculas modelo del ADN. Por su reactividad frente a centros nucleófilos presentes en medios biológicos, se ha investigado la capacidad alquilante de los siguientes epóxidos alifáticos y aromáticos: óxidos de propileno y butileno, cis- y trans-2,3-epoxibutanos, óxido de estireno y óxidos de p-cloroestireno, p-bromoestireno y p-nitroestireno. Se ha empleado como modelo la molécula 4-(p-nitrobencil)piridina, de nucleofilia semejante a la de la posición N7 de la guanosina. Junto al estudio de los mecanismos de las reacciones estudiadas y de la influencia sobre los mismos de sustituyentes en el anillo oxiránico, se han investigado cinéticamente las reacciones concurrentes que condicionan esos mecanismos y se han tratado de establecer correlaciones reactividad química-actividad biológica. Se ha llegado a las siguientes conclusiones: i) Todos los epóxidos estudiados muestran actividad alquilante sobre la NBP. ii) Para entender la capacidad alquilante de los epóxidos es necesario tener en cuenta las posibles reacciones concurrentes: a) alquilación propiamente dicha de la NBP. Con los epóxidos alifáticos tiene lugar en el carbono menos sustituido del anillo oxiránico a través de un mecanismo SN2 formando un aducto inestable, que se hidroliza. Con los epóxidos aromáticos transcurre además en el carbono más sustituido a través de un mecanismo SN2' formando un aducto estable; b) hidrólisis de los aductos inestables NBP-epóxido; c) hidrólisis de los epóxidos. El olvido de algunas de estas reacciones ha sido causa de frecuentes conclusiones erróneas detectadas en la bibliografía. iii) El estudio de la reactividad de los epóxidos como agentes alquilantes requiere evaluar el coeficiente de absorción molar de cada uno de los aductos formados. La asunción de algunas aproximaciones que soslayan estas medidas, encontradas en la bibliografía, puede conducir a conclusiones erróneas. iv) La secuencia de reactividad para la alquilación de NBP por los epóxidos es la misma que las de hidrólisis de los mismos y de los aductos inestables formados: óxidos de estireno > epóxidos lineales monosustituidos> epóxidos lineales disustituidos. v) Existe correlación entre mutagenia in vitro y reactividad química de los oxiranos del mismo tipo. La alquilación de la posición N7 de la guanosina facilita la adopción del ADN de la conformación Z que puede conducir a mutagénesis y carcinogénesis. Se han dado los primeros pasos en el estudio del cambio conformacional B-Z del ADN mediado por distintos promotores: dos cationes metálicos divalentes, Ni(II) y Zn(II) y el etanol, disolvente deshidratante del ADN. Como las secuencias repetitivas de pares de bases facilitan el cambio conformacional del ADN se ha empleado como modelo el polinucleótido, poli(dGdC)poli(dGdC). El estudio cinético del cambio conformacional ha conducido a las siguientes conclusiones: i) La tendencia encontrada para la eficiencia en la inducción del cambio conformacional B-Z por los agentes promotores individualmente, Zn (II) > EtOH > Ni (II), sugiere que en el proceso de transferencia del catión desde el agua a la superficie hidrófoba del ADN se encuentra implicado un proceso de deshidratación. ii) La mezcla etanol/ion metálico induce la transición de B-Z más eficazmente que cada promotor (EtOH o ion metálico) por separado. El efecto sinérgico se debe al hecho de que los promotores por separado inducen la transición B¿Z del poli(dGdC)poli(dGdC), mientras que la mezcla (EtOH/ion metálico) produce una forma agregada de las familias de las Z. iii) El cambio conformacional del ADN promovido por Ni(II) y Zn(II) ha puesto de manifiesto que la transición del poli(dGdC) de la forma B, dextrógira, a la Z, levógira o a la forma agregada Z* depende de la temperatura que actúa como factor selectivo. iv) Los valores de las constantes observadas para el cambio conformacional Z-B, mayores que las asociadas al cambio B-Z, revelan que el cambio conformacional inverso, Z-B, está más facilitado que el directo, B-Z. CONTENIDOS: 1. Introducción. 2. Estudio cinético de reacciones de alquilación de moléculas modelo del ADN por epóxidos. 2.1. Informe bibliográfico. 2.2. Estudio cinético de la alquilación de moléculas modelo del ADN por epóxidos lineales. 2.3. Estudio cinético de la alquilación de moléculas modelo del ADN por óxidos de estireno. 2.4. Estudio comparativo de los epóxidos lineales y aromáticos. 3. Otros estudios cinéticos mediante moléculas modelo: Estudio cinético del cambio conformacional del ADN.
Tesis y disertaciones académicas, Universidad de Salamanca (España), Tesis Doctoral, Cinética química, Chemical kinetics, Academic dissertations
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