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Untitled Prezi

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by

Izchel Figarola

on 7 November 2013

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Transcript of Untitled Prezi

Universidad de Guadalajara
Análisis de compuestos con capacidad antioxidante mediante la obtención índices de reactividad.
Centro Universitario de los Lagos
Tesis para obtener el título en licenciada en Ingeniería bioquímica
Izchel Figarola Centurión
Dr. Francisco José Tenorio Rangel
Dr. Roberto Flores Moreno

Lagos de Moreno , Jalisco

Antecedentes
Estrés oxidativo
Niveles bajos de Antioxidantes
Oxidación de macromoléculas en el organismo
Daño Celular
Cualquier molécula que contenga uno o más electrones desapareados provocando reacciones en cadena.
Radicales Libres
Exceso de radicales libres
Antioxidantes
Mecanismos de acción:
a) transferencia de un átomo de hidrógeno, que implica la cesión directa de un átomo de hidrógeno (es decir un electrón con su protón)

b) formación de un radical aducto estable como resultado de una reacción de adición entre un molécula antioxidante y un radical libre

c) el mecanismo de transferencia de electrón asume que los antioxidantes deben donar o aceptar un electrón para neutralizar a un radical libre.
Enfermedades
Cardiovasculares
Neurológicas
Envejecimiento prematuro
Cáncer
Defensa en el Organismo
Antioxidantes Endógenos
Primarios
Secundarios
Terciarios
Glutatión peroxidasa
Ácido úrico
Metionina sulfóxido reductasa
Antioxidantes Exógenos
Benzofuranonas
Reaccionan con radicales con oxígeno
Clorofilas
Clorofila a, b, c2
Feorbidas
Feofitinas
Derivados de la cumarina
Propiedades como analgésico, antiespermatogénico, antitubercular y diurético
Curcuminoides
Estrógenos
Previenen peroxidación lipídica inducida por varios pro-oxidantes en microsomas
Simplicidad en su estructura
No tóxico
Agente con potenciales antioxidante y anticancerígeno
Flavonoides
Derivados de hidroxifenilurea
Nitronas
Resveratroles
Otras moléculas de interés
Fármacos
Paracetamol

Aspirina

Probucol
Vitaminas
Vitamina E

Vitamina C
Cafeína
Planteamiento del problema
Discrepancia en la literatura en los beneficios del tratamiento con compuestos con capacidad antioxidante.
No hay un método estándar donde se pueda medir la capacidad antioxidante de cualquier compuesto.
Algunos compuestos antioxidantes actúan como pro oxidantes.
Justificación
El estrés oxidativo es una condición patológica que conlleva a padecer otras enfermedades degenerativas.
Los antioxidantes son la primera defensa del organismo contra los radicales libres causantes del estrés oxidativo
.
Cuáles son las características de una molécula que hacen que exhiba propiedades para mitigar radicales libres?
Objetivo:
Evaluar la capacidad antioxidante de una serie de compuestos mediante la utilización de métodos de estructura electrónica y la determinación de índices de reactividad química.
Objetivos particulares:
• Determinar la capacidad aceptadora y donadora de electrones de una serie de compuestos con potencial actividad antioxidante.
• Calcular índices de reactividad local (funciones de Fukui) para una serie de compuestos con potencial actividad antioxidante.
Calcular índices de reactividad global (poder electrodonador y aceptor) para una serie de compuestos con potencial actividad antioxidante.

• Predecir la capacidad antioxidante de compuestos que no han sido probados como antioxidantes y determinar su posible comportamiento comparado con los antioxidantes
Metodología
Resultados
Conclusiones
Perspectivas
Potencial de ionización y afinidad electrónica
Poder electrodonador (w-)
Índices de aceptación y donación
Mapa donador- Aceptor
Índices de reactividad Local
Índice de reactividad Global
Funciones de Fukui
Nivel de cálculo
252 estructuras analizadas
Poder electrodonador
Poder electroaceptor
CHO
Mapa Donador-aceptor
Funciones de Fukui
Ataque nucleofílico
Propuestas
Texto
Agradecimientos
El estudio de otros mecanismos por los cuales los compuestos con capacidad antioxidante pueden interaccionar con los radicales libres.
En el caso de las moléculas que mostraron una fuerte capacidad electroaceptora es preciso un análisis de toxicidad, ya que estos podrían oxidar tanto radicales libres como otras sustancias en un organismo en ciertas concentraciones.
Con el fin de aproximar el modelado molecular a condiciones experimentales, es indispensable incorporar el efecto del disolvente en los cálculos.
Familia
Asesores y profesores
Amigos
Promep oficio 103.5/11/716.
OH
MeO
para
orto
COOH
COOEt
Br
Cl
Resultados
Probucol
Anillo benzofurano
compuestos estrogenicos
catequinoides
Derivados de hidroxifenilurea
Resveratrol
Vitamina E
Feorbida b
Ataque electrofílico
Ataque por radical libre
Incremento en la capacidad electrodonadora
Aumento de la capacidad electroaceptora
Aumento tanto en la capacidad electroaceptora como electrodonadora
Representan los antioxidantes más abundantes en la dieta diaria
Pueden eliminar un amplio rango de especies reactivas de oxígeno (ROS) y en varios estudios se sugiere que también pueden inhibir la peroxidación lipídica
Potencial terapéutica en el tratamiento contra la isquemia cerebral o en enfermedades neurodegenerativas donde especies reactivas de oxigeno están implicadas.
Posee características antitumorales y un gran efecto antioxidante.
Presente naturalmente en uvas y una gran variedad de plantas medicinales.
Grupo de las alquilnitronas
Potencial de ionización
El valor de I más bajo fue para el compuesto 7 lo que significa que en términos de su capacidad electrodonadora esta molécula es la que más fácilmente se oxida y por ello se considera como el mejor antiradical.
Poder electrodonador (w-)
C15> C6> C7> C1 >C2> C4> C14> C8> C5> C3> C12> C11> C13> C10>C9
Índices de aceptación y donación electrónica
Ra

Funciones de Fukui
Estructuras
Afinidad electrónica
Los valores de la afinidad electrónica son negativos, lo que sugiere que estos compuestos no estabilizarían adiciones.
es muy similar por lo que el y el no influyen directamente.
w-
OH
MeO
w+
existe una disminución en presencia de sustituyentes.
La sustitución del por disminuyó
Me
w+
El disminuye pero aumenta
w+
w-
Compuesto 8
(2-Bromo-4-hidroxi-5-metoxifenil)-N-benzilnitrona

El aumenta pero disminuye
Br
w+
w-
El aumenta
Cl
w+
Br
Cl
>
CHO
w+
w-
Compuesto 2
(2-Bromo-4-metoxifenil)-N-tertbutilnitrona
La presencia de dos disminuye

pero aumenta
MeO
w-
w+
compuesto 8
compuesto 3
POSICIÓN
OH
MeO
w-
w+
<
1
Menos
efectivos aceptando electrones que el F
Rd
<
1
Más
efectivos donando electrones que el Na
Compuesto 15
(1H-3-Indolil)-N-tert-butilnitrona
Ataque electrofílico
Ataque nucleofílico
Ataque por radical libre
El más propenso
compuesto 14
compuesto 13
compuestos 1,2,6-8
compuestos 4 y 5
compuestos 2 y 8
compuestos 14 y 15
El átomo más propenso
Energía necesaria para arrancar un electrón de un átomo

Energía liberada cuando un electrón es agregado a un átomo.

Describe a una molécula en terminos de capacidad electrodonadora
.
Poder electroaceptor
Describe a una molécula en términos de su capacidad electroaceptora.
Se define como el cambio de la densidad electrónica respecto al cambio en el número de electrones de la forma:
Hartree Fock con la base 6-311 G**
.
Paquete Gaussian 09
BPPW91 con la base DZVP y el conjunto GEN A2*
deMon2K ver 4.0.8
.
Benzaldehídos
derivados de cumarina
Curcuminoides
Flavonoides
algunas nitronas
cafeína
paracetamol
Aspirina
CHO
OH
OXÍGENO
CARBONO
BROMO
AZUFRE
NITRÓGENO
CARBONO
CHO
COOH
BROMO
OXÍGENO
Las funciones de Fukui nucleares (la fuerza electrónica F actuando sobre los núcleos debido a una perturbación en el número de electrones a un potencial externo constante), en la aproximación de diferencias finitas se calculan:

Funciones nucleares
Ataque electrofílico
Ataque nucleofílico
Ataque por radical libre
PROPUESTAS
Estructuras
Moléculas con mayor capacidad electrodonadora
Moléculas con mayor capacidad electroaceptora
Propuesta 4
Propuesta 5
Propuestas 7 y 8
Propuesta 10 y 11
Propuesta 6
Moléculas con mayor capacidad electrodonadora y aceptora
Propuesta 16
Propuesta 13
Propuesta15
Propuesta 9
Propuesta 14
Propuesta 2
Propuesta 3
Propuesta 1
Propuesta 12
-Ceto
* COOH
+ OH
+ MeO
DERIVADOS DEL ÁCIDO CAFEICO
Aunque en el DAM estos compuestos se ubican en la zona de malos antiradicales, poseen mayor capacidad electrodonadora que su analogo el ácido cafeico
.
+MeO
C=C
c=c
- cadena alifática
+ anillo bencenico
+ OH
- Ceto
- Ceto
+ Glu
* COOet
MeO-OH-MeO
MeO-OH-MeO
* N
MeO-OH-MeO
9)
15)
6)
15)
7)
1)
2)
J. Phys.Chem. B. 113, 12113-12120

Para un mayor entendimiento del efecto de los antioxidantes en la eliminación de radicales libres el presente estudio se puede complementar con medidas potencial oxido-reducción de las moléculas.
Preventivas
Bloqueadores
Reparadoras
Phys. Chem. A. 111, 1966-1970
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