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Tesis > TEMA

Química [ 574 tesis ]

Química Supramolecular [ 5 tesis ]

Rusjan, Marcia Cecilia. "Síntesis y estudio de propiedades fisicoquímica, estabilidad térmica y carácter mesomorfo de carboxilatos binucleares de metales de transición mono/ poliméricos" (2003) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El desarrollo de nuevos materiales es uno de los campos de la química en mayor expansión en la actualidad, debido principalmente a la búsqueda de compuestos con propiedades específicas para su uso en dispositivos tecnológicos. Dentro de los materiales moleculares, un área importante es la de los cristales líquidos que contienen átomos metálicos (metalomesógenos). En ese contexto, durante esta tesis se estudiaron diversas propiedades de compuestos metalomesógenos basados en carboxilatos binuclcares de metales de transición. Se puso especial énfasis en el rango térmico de existencia de las mesofases, su estructura, estabilidad térmica y procesabilidad. El trabajo abarca la síntesis, caracterización y estudio de propiedades dc polímeros de coordinación iónicos basados en carboxilatos de Ru de valencia mixta (II,III), carboxilatos no poliméricos de Cu y Os, carboxilatos pscudopoliméricos de Rh y Ru divalentes y polímeros de coordinación neutros derivados de carboxilatos de Rh y Ru divalentes puenteados por pirazina. El uso de ligandos voluminosos (aplicación del principio de llenado eficiente del espacio intermolccular) aseguró el mesomorfismo en los compuestos puenteados por pirazina, al tiempo que permitió disminuir las temperaturas de transición a la mesofase en polímeros iónicos. Se estableció la influencia de las distintas partes moleculares sobre la estabilidad térmica de algunos de esos compuestos, y sobre el rol que tienen las interacciones intermolcculares en la estabilización de las fases cristal líquido. El agregado de solvente hidrocarbonado condujo a variaciones estructurales interesantes, así como al descenso de la temperatura de transición y la viscosidad de las mesofascs. Los resultados fueron interpretados a través de modelos que consideran su arquitectura supramolecular.

Abstract:
The development of new materials is nowadays one of the fields of Chemistry in greater expansion, mostly due to the search of compounds with specific properties for their use in technological devices. Among the molecular materials, metal containing liquid crystals (metallomesogens) are an important area. In that context, several properties of metallomesogcnic compounds based on transition metal binuclear carboxylates were studied during this thesis. Special emphasis was placed on the thermal range of existence of the mesophase, structure, thermal stability and processability. The work involves the synthesis, characterization and study of coordination ionic polymers based on mixed-valence Ru (II,III) carboxylates, non polymeric Cu and Os carboxylates, pseudo-polymeric Rh and Ru divalent carboxylates, and neutral coordination covalent polymers derived from Rh and Ru divalent carboxylates bridged by pyrazine. The use of bulky ligands (application of the principle of efficient intermolecular space filling)ensured the mesomorphism of the pyrazine bridged compounds and, at the same time, produced the lowering of the mesophasc transition temperature for the ionic polymers. The influence of the different molecular moieties on the thermal stability of some of these compounds and on the role that the intermolecular interactions play in the stabilization of the liquid crystalline phases was established. Addition of hydrocarbon solvent leads to interesting structural changes as well as to a decrease of the transition temperature and viscosity of the mesophases. The results were interpreted with models that take into account their supramolecular architecture.

Cagnoni, Alejandro J.. "Ligandos multivalentes con residuos de tioazúcares. Síntesis y actividad biológica" (2013) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Las interacciones específicas entre hidratos de carbono y proteínas regulan una gran diversidad de fenómenos biológicos, puesto que desencadenan numerosos procesos de transferencia de información. Para lograr interacciones de alta afinidad, la Naturaleza ha diseñado biomoléculas que presentan múltiples copias de un determinado residuo oligosacarídico, que actúa como elemento de reconocimiento de una proteína. Esto conlleva al efecto cluster glicosídico o efecto multivalente, en el cual la afinidad del proceso global resulta mucho mayor que la simple suma de las interacciones individuales. Asimismo, estas interacciones entre ligandos multivalentes y sus proteínas receptoras (en la mayoría de los casos, lectinas) conducen a redes entrecruzadas que desencadenan procesos biológicos específicos. En búsqueda de compuestos de alta afinidad por lectinas que pudieran interferir con este tipo de procesos, y que además resultaran estables en medios biológicos sin sufrir degradación por glicosidasas endógenas, se planteó como objetivo principal de este trabajo de tesis la síntesis de ligandos multivalentes con unidades de tioazúcares específicamente diseñados para estudiar fenómenos biológicos regulados por lectinas. Estos ligandos se diseñaron para ser resistentes a la degradación enzimática, y a la vez, afines a lectinas que reconocen ß-galactósidos (lectina de maní y galectinas). Para ello, se sintetizaron cuatro elementos de reconocimiento distintos derivados de ß-galactósidos: ß-tiogalactósidos, ß- tiolactósidos, análogos isostéricos de la 3-desoxilactosa y análogos de tiodigalactósido. Su preparación requirió el desarrollo de metodología de síntesis específicas en cada caso. Estos fragmentos se conectaron a plataformas biocompatibles derivadas de hidratos de carbono a través de la reacción click, la cicloadición de azidas y alquinos catalizada por Cu(I) o Ru(II). Se evaluó la afinidad de los ligandos sintetizados por lectinas así como también su actividad enzimática como inhibidores de glicosidasas. Asimismo, se realizaron estudios conformacionales de los tioazúcares y análisis de la interacción enzima-inhibidor mediante técnicas de RMN y de modelado molecular.

Abstract:
The specific interactions between carbohydrates and proteins are determinant in a number of biological phenomena, since they trigger a myriad of biological processes related with communication processes. To achieve high affinity interactions, Nature has designed biomolecules presenting several copies of specific oligosaccharidic moieties recognized by a protein. This fact leads to the cluster glycosidic effect, also called multivalent effect, described as a high affinity process which is stronger than the simple sum of monovalent interactions. Moreover, these interactions between multivalent ligands and their protein receptors (mainly lectins), produce complex lattices which trigger specific biological responses. In order to obtain compounds with high affinity for lectins, being at the same time stable in biological fluids and resistant to endogenous glycosylhydrolases, the aim of this work was the synthesis of multivalent ligands bearing thiosugars, specifically selected to study lectinmediated biological events. These ligands have been designed to interact with lectins that recognize ß-galactosides (peanut lectin and galectins), and to be resistant to enzymatic degradation. Thus, four different recognition elements derived from ß-galactosides have been synthesized: ß-thiogalactosides, ß-thiolactosides, isosteric analogues of 3-deoxylactose and thiodigalactoside analogues. Specific methodology has been developed in each case to achieve their preparation. These fragments were connected to biocompatible carbohydrate-derived scaffolds through the “click” reaction, the cycloaddition between azides and alkynes catalyzed by Cu(I) or Ru(II). The affinity of the synthesized ligands for lectins, as well as their activity as glycosidase inhibitors was determined. In addition, conformational studies of the thiosugars and the analysis of the enzyme-inhibitor interactions were performed using NMR techniques and molecular modeling.

Guardia, Carlos M.A.. "Del átomo a la célula: determinantes moleculares que definen la función de galectinas humanas" (2014-05-30) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Las galectinas constituyen una familia de proteínas altamente conservadas a través de la evolución con capacidad de unir carbohidratos presentes en diferentes glicoproteínas de la membrana plasmática y la matriz extracelular. Estas proteínas reconocen en forma específica unidades repetidas de N-acetil lactosamina presentes en N- y O-glicanos. El énfasis del trabajo se centró en determinar los detalles estructurales que diferencian a cada una de estas proteínas, buscando correlaciones entre la dinámica molecular, la estabilidad y la selectividad de unión a glicanos para desencadenar la función celular para la que han sido evolutivamente selecccionadas. A través de una aproximación multidisciplinaria, se empleó una variedad de técnicas de simulación computacional y diversas estrategias experimentales para estudiar los mecanismos y determinantes moleculares de regulación de la unión a glicanos en galectinas y posterior activación de su función en diversos cultivos celulares. Las metodologías empleadas consistieron desde simulaciones de dinámica molecular clásica hasta la expresión y purificación de proteínas recombinantes y ensayos de unión al ligando, cinéticas de oxidación y apoptosis in vitro mediantes citometría de flujo y diversas técnicas de microscopía óptica y electrónica. En primer lugar, este estudio se ha centrado en la caracterización y comparacion estructural y dinámica de cada galectina y su especificidad por diversos glicanos fisiológicamente relevantes. En segundo lugar, se ha estudiado el mecanismo de oxidación y función de enlaces disulfuro en galectina-1, proponiendo la existencia de un interruptor molecular presente sólo en este miembro de la familia. El mismo explicaría el cambio de función al cambiar de estado redox. Por último, se estudió el impacto de la estructura cuaternaria en la unión a glicanos específicos en glicoproteínas y la formación de redes supramoleculares de glicanos en la superficie de la célula.

Abstract:
Galectins are members of a family of highly conserved proteins characterized by the ability to bind saccharide motifs in various cell glycoproteins and the extracellular matrix. These proteins specifically recognize repeating units of N-acetyl lactosamine present in N- and O-glycans. The aim of this work was to define the details and structural motifs that distinguish each individual member of the galectin family, seeking for correlations between the molecular dynamics, stability and selectivity for glycans displayed by these lectins and their proposed functional activity. Using a multidisciplinary approach, in the present study we used a wide variety of computational simulation tools and different experimental approaches to explore the mechanisms and molecular determinants that regulate glycan binding of galectins in cell cultures. The employed methodologies ranged from classical molecular dynamics simulations to the expression and purification of recombinant proteins and ligand-binding assays, oxidation kinetics and apoptosis assays using flow cytometry and various optical and electronic microscopy techniques. First, we have focused on the structural characterization and comparison of molecular dynamics of each galectin in the vicinity of their ligand binding site and mechanism of oxidation and disulfide bond formation in galectin-1 protein, seggesting the presence of a molecular switch that explains the function change during redox state turnover. Finally, we studied the impact of the quaternary structure in the binding properties of galectins to specific glycans and analyzed the ability of galectin-1 to form supramolecular membrane structures called lattices when they interact with specific glycans on the surface of target cells.

Mobbili, Marcos. "Residuos hidrofóbicos en clusters polares. Deflexión eléctrica de cresol (NH3)n(H2O)m" (2014-11-17) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El objetivo de esta tesis es estudiar, a escala molecular, la interacción de una molécula modelo con un número peque˜no y controlado de moléculas de solvente capaces de formar uniones H. Se ha elegido como prueba a la molécula de cresol, ya que es capaz de participar en la red de uniones H, y al mismo tiempo posee una región hidrofóbica (anillo aromático y grupo metilo) cuya interacción se desea investigar. Los sistemas elegidos para tal fin son clusters binarios formados por una molécula de p-cresol u o-cresol embebida en un número peque˜no (entre 1 y 8) de moléculas de agua y/o amoníaco. También se evalúa la existencia de procesos reactivos, como la tranferencia de carga del soluto al solvente a escala molecular, en función de la cantidad de moléculas de solvente presentes en el cluster. La técnica experimental utilizada fue la deflexión eléctrica en haces moleculares, asistida por diversas herramientas de cálculo como: métodos basados en el cálculo de estructura electrónica, simulaciones clásicas de dinámicas en campos eléctricos, dinámicas en campos de fuerza clásicos y dinámicas cuánticas. Los experimentos fueron realizados en diferentes condiciones, de manera de poder caracterizar a los clusters cuando son rígidos y cuando son flexibles. En esta última condición, se obtuvieron valores de susceptibilidad eléctrica de las diferentes familias de clusters en función de la cantidad de moléculas de solvente que forman el mismo. A partir de esas medidas se determinó el momento dipolar de dichas partículas. Estas propiedades nos permitieron revelar características estructurales y dinámicas del entorno de solvatación del cresol.

Abstract:
The goal of this thesis is to study, at a molecular level, the interaction of a model molecule with a small and controlled number of solvent molecules capables of forming H bonds. The test molecule is cresol, since it can share H bonds, and at the same time has a hydrophobic region (aromatic ring and methyl group), whose interaction we wish to investigate. The system chosen to perform the experiments are binary clusters, composed by a molecule of p-cresol or o-cresol immersed in a small number (1 to 8) of water or ammonia molecules. We also study the existence of reactive processes, like the charge transfer to solvent at the molecular scale, as a function of the amount of solvent molecules present in the cluster. The experimental technique used is the electric deflection in molecular beams, together with several computational calculations, such as: methods based in the calculation of electronic structure, molecular mechanics in electric fields, molecular mechanics in classic force fileds and quantum dynamics. The experiments were performed in several different conditions, as a mean to characterize the clusters when they are rigid and when they are flexible. In this latter case, we obtained electric susceptibility values for the different clusters families as a function of the solvent molecules. From these measurements, we determined the dipole moment of the particles. These properties allowed us to reveal structural and dynamical characteristics for the solvation environment of the cresol.

Andino Pavlovsky, Victoria. "Síntesis, diseño y caracterización de compuestos enjaulados para su uso in vivo" (2015-03-13) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En este trabajo se describe la síntesis y caracterización de compuestos enjaulados a base de rutenio para ser utilizados en experimentos neurofisiológicos in vivo. Estos compuestos pueden liberar diversos neurotransmisores/neuromoduladores al ser irradiados con luz visible, ya fueron probados con éxito en distintas preparaciones in vitro y existen resultados preliminares de su posible uso en animales bajo anestesia. Aquí se muestra por primera vez la posibilidad de alterar la actividad cerebral a través de la administración y posterior activación con luz de compuestos enjaulados de rutenio en animales moviéndose libremente. En particular, se presenta un nuevo miembro de la familia de estos compuestos, la RuBi-Dopa, la cual libera el neuromodulador dopamina al ser irradiado con luz. Su funcionalidad es probada tanto en régimen de un fotón con luz visible (405-532 nm) como de dos fotones con luz infrarroja (800 nm), demostrando así el amplio espectro de posibilidades que ofrece este nuevo complejo. Luego de su liberación, el neuromodulador actúa sobre los receptores correspondientes provocando cambios en la actividad neuronal. Para mostrar esto, RuBi-Dopa fue liberada en régimen de dos fotones logrando una gran resolución espacial tal que permitió estimular neuronas a nivel de espinas dendríticas. El compuesto también se administró en ratas vivas y moviéndose libremente, observando alteraciones en la actividad cerebral luego de su activación a través de una fibra óptica ubicada en el cerebro, demostrando así su funcionalidad in vivo, sin efectos secundarios detectables.

Abstract:
Ruthenium-based caged compounds are complexes capable of releasing biologically relevant molecules when irradiated with visible light. This raises the possibility of stimulating neurons and tissues with high spatial and temporal resolution. In past studies, they have been used in different systems to activate neuronal receptors in vitro as well as in vivo experiments. A recently incorporated member of the ruthenium-based caged compounds family is RuBi-Dopa, a complex that releases the neuromodulator dopamine when irradiated with blue/green light. This complex has recently been used to activate dopamine receptors at the level of single dendritic spines. In the present work, we report for the first time the use of a ruthenium-based caged compound in live, freely-moving rats. The animals were chronically implanted in prefrontal cortex with a multi-electrode matrix containing a cannula through which the complex is injected and a fiber optic is placed that allows the light to activate it. As the animal is allowed to freely explore the arena, neuronal activity is recorded before, during and after the dopamine release. We found significant changes in neuronal activity induced by dopamine uncaging, as changes in the strength and frequency range of the phase-amplitude modulation in prefrontal cortex. Thus, we present here a novel method for the administration and activation of ruthenium-based caged compounds in live, freelymoving animals, opening the possibility to stimulate many kinds of neuronal receptors without any previous treatment.

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