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La esclerosis lateral amiotrófica (ALS) es una enfermedad neurodegenerativa invariablemente fatal, cuya etiología se desconoce. Se sabe que una serie de mutaciones en la metaloproteína superóxidodismutasa de cobre y zinc (SOD1) producen una forma familiar de la enfermedad. Adicionalmente,en los últimos años se ha publicado evidencia que respalda una nueva hipótesis para la patogénesisde ALS. Esta hipótesis asigna un rol protagónico al ion Zn(II). En esta tesis desarrollamos un métodopara determinar la magnitud de interacciones orbitales. Este método es posteriormente integrado a una metodología que se utiliza para estudiar una posible pérdida de afinidad por el ion Zn(II) en variedades mutantes de SODI. El presente estudio entrega información importante para la comprensión de los factores que determinan la integridad estructural de SOD1 y la patogénesis de ALS ligada amutaciones en esta proteína. Doctor en Química TERMINADA PFCHA-Becas 99p. PFCHA-Becas

La presente tesis doctoral abarca el estudio de siete derivados de cumarina, monohidroxilados y dihidroxilados en sistemas homogéneos y modelos de membranas lipídicas. Los derivados fueron electroactivos al estudiarlos mediante voltametría cíclica, donde se evidenció menores potenciales de oxidación para las dihidroxicumarinas con grupo catecol. La generación de radicales libres producto de la oxidación de estos compuestos fue comprobada a través Resonancia de espín electrónico (REE). Asimismo, los resultados del estudio computacional fueron concordantes con estos datos experimentales. Todos los derivados presentaron mayor capacidad antioxidante frente a radicales peroxilo (ROO•) usando como estándar Trolox, siendo los derivados monohidroxilados (2 y 1) los de mayor índice ORAC (Ensayo de absorción de radicales de oxígeno) con valores de 9,6 y 6,4 respectivamente. Por el contrario, los derivados con grupo catecol presentaron menores índices en comparación con los derivados monohidroxilados. Los órdenes de reacción para los compuestos 1 y 3 frente a radicales peroxilo fueron fraccionarios, indicando un mecanismo de reacción complejo. Asimismo, la estequiometría de reacción fue 4:1 ROO• por cada derivado 1 o 3. Se descartó la generación de peróxido de hidrógeno y reacciones en cadena mediante el ensayo FOX y medidas de consumo de oxígeno. A partir de los perfiles cinéticos y los valores de índices ORAC usando las sondas piranina y rojo de pirogalol se observó la baja reactividad de ambos compuesto frente a ROO•. Mientras que en el caso de ORAC-FI, la sonda fluoresceína es menos reactiva que los derivados 1 y 3 frente a radicales peroxilo. Por tanto, se propuso la generación de radicales alcóxilo a partir de la formación y descomposición del tetrámero (ROOOOR) siendo estos radicales los que reaccionarían con los derivados y/o sus radicales libres. Al contrario, la capacidad antioxidante evaluada a través de REE frente a radicales hidroxilo fue dependiente del número de grupos hidroxilo y valores de pKa, siendo mayor para los compuestos con grupo resorcinol y catecol. Finalmente, los valores de pseudo constante de asociación con membranas de liposomas para ambos derivados fueron 236 ± 16 y 1846 ± 275, respectivamente. Asimismo, los porcentajes de asociación evaluados mediante el ensayo de difusión pasiva a través de membrana (PAMPA) fueron un 93,7% para el derivado 1 y un 94,2% para el derivado 3. La simulación a través de dinámica molecular fue concordante con estos datos experimentales. De igual forma, la incorporación y posterior estudio preliminar de protección de la sonda 1 ,6-difenil-1 ,3,5-hexatrieno frente a ROO• en membranas de eritrocitos siguió la misma tendencia que en sistemas homogéneos. Doctora en Química TERMINADA PFCHA-Becas 164p. PFCHA-Becas

Un profundo estudio químico-biológico de 1,1'-hidrocarbilenbisindazoles se llevó a cabo con el propósito de obtener nuevas perspectivas acerca de los mecanismos de acción involucrados en la acción tripanocida de una serie de indazoles derivados con potencial actividad contra Tcruzi. El estudio se inició evaluando los mecanismos de reducción mediante VC. Los resultados evidenciaron que todos los nitro derivados presentan una cupla correspondiente a la generación de un nitro anión radical y la existencia de cuatro mecanismos de reducción en función del sustituyente en posición 3. Posteriormente, se procedió a describir este nitro radical en términos de sus patrones de desdoblamiento hiperfino mediante ESR y estimaciones teóricas. El estudio reveló la naturaleza del nitroradical correspondiente a un radical de clase-II de valencia mixta localizada (tipo NI-1-H-NI0-NI0-H-NI1) estabilizado por resonancia sobre el heterociclo, lo que permitió además explicar la reactividad electroquímica. A continuación, se inició a la evaluaciónbiológica de los derivados corno drogas contra Tcruzi. Los resultados preliminares evidenciaron que los 3-BnO derivados tienen un mayor grado de actividad tripanocida, permitiéndonos proponer (y realizar) la síntesis de nuevos derivados de indazol, los quepresentaron una actividad tripanocida mayor a sus predecesores e IC50's comparables con la droga de referencia (Nifurtirnox, Nfx). Luego, debido a la naturaleza electroactiva de los derivados, se evaluó la posibilidad de un mecanismo tripanocida basado en lageneración de estrés oxidativo mediante estudios de spin trapping (en micro somas de Tcruzi). El estudio reveló que los derivados de indazol -a pesar de- desencadenar la producción de ROS, un mecanismo basado en el estrés oxidativo no sería el que gobierna la actividad tripanocida. Posteriormente, evaluamos la participación de un mecanismo de acción basado en inhibición de la enzima tripanotión reductasa (TR) de Tcruzi (expresada en células de E.coli) mediante estudios cinético-enzimáticos. El estudio reveló que los derivados de indazol son afines a TcTR exhibiendo mecanismos de inhibición de tipo mixto o competitivo (según el caso) además de una fuertedependencia en las constantes de inhibición en función de los sustituyentes en posición 1 y 3. Por otra parte, se evidenció que los indazoles pueden ser reducidos por TcTRdesencadenando la producción de anión superóxido. Luego, con el propósito de dar una perspectiva racional a los estudios enzimáticos, se evaluaron los posibles sitios de interacción de los indazoles derivados en TcTR mediante estudios de modelación molecular. Los resultados evidenciaron tres posibles sitios de interacción para los indazoles en proximidades a los espacios ocupados por los residuos I- y II-y-Glu-Cys detripanotión así como el sitio de unión de NADPH. Así, la interacción de los MeOderivados con la enzima tendría lugar en el sitio correspondiente al espacio ocupado por I-y-Glu-Cys, mientras que los BnO respectivos, tendrían su sito de unión en los espacios ocupados por los residuos I- y/o II-y-Glu-Cys de tripanotión. De este modo, losresultados de modelación molecular apuntan a la existencia de un posible doble "binding-site" por 3-BnO derivados, resultado en acuerdo con las magnitudes de las constantes de inhibición obtenidas de los experimentos cinéticos así como por los puntajes de interacción estimados de la modelación molecular.Finalmente, los indazoles derivados presentaron una actividad contra T.cruzi comparable y mejor que la droga de referencia (Nfx). Se evidenció la generación de ROS así como la inhibición de TcTR por los indazoles derivados. Sin embargo, aun cuando estos mecanismos participarían en la acción tripanocida, no serian los principales mecanismosde acción. No obstante, la descripción completa y profunda de los mecanismosposiblemente involucrados en la actividad tripanocida exhibida por los indazolesestudiados, nos brinda una guía precisa para posteriores modificaciones químicas en pro de un incremento de las propiedades tripanocidas. Doctor en Química TERMINADA PFCHA-Becas 198p. PFCHA-Becas

En esta tesis se estudiaron los complejos de inclusión de derivados de catequina ( catequina, epigalocatequina, epigalocatequina galato y galocatequina galato) con tres tipos de ciclodextrina W-ciclodextrina, 2-hidroxipropil-~-ciclodextrina y Heptakis(2,6-Di-O-metil)-~-ciclodextrina) para evaluar su actividad antioxidante y estabilidad, comparándolas con sus respectivos flavonoides libres. En primer lugar, se desarrolló un estudio termodinámico a partir de la determinación de sus constantes de asociación a distintas temperaturas, mediante espectroscopia de fluorescencia molecular. Los resultados obtenidos indicaron que el proceso de complejación está controlado principalmente por interacciones de tipo van der Waals, las que a su vez se veri complementadas por interacciones de tipo hidrofóbicas. La geometría de inclusión de estos complejos fue determinada mediante estudios de RMN utilizando metodologías ROESY-2D y ROESY selectivo, los cuales indicaron que la mayoría de las TC orientaron sus grupos catecol, pirogalol y galoil (según corresponda), hacia la abertura secundaria de las ciclodextrinas. Mediante estudios de modelación molecular realizados con el programa Autodock, se racionalizaron las geometrías de inclusión determinadas por RMN y se estimaron los grados de exposición de los grupos antioxidantes de las TC. Esta información explicó la actividad antioxidante demostrada para cada complejo de inclusión. Ensayos ORAC fueron utilizados para determinar la actividad y reactividad de los complejos de inclusión y sus respectivas TC frente a radicales peroxilo. Estos estudios fueron complementados con estudios de reactividad frente al radical hidroxilo mediante estudios de spin trapping por ESR. Los resultados indicaron una mantención e incluso un aumento de la reactividad de los complejos con respecto a sus respectivas TC libres, destacando los complejos formados con HP~CD. Estos resultados fueron explicados por la formación de una semiquinona radical más estable al formar parte de un complejo con ciclodextrina. Estas especies semiquinónicas fueron caracterizadas mediante estudios ESR, los cuales demostraron concordancia con las geometrías de inclusión obtenidas por RMN y Autodock. Los estudios de estabilidad de las TC en presencia de acido cítrico, ácido ascórbico y sacarosa, componentes utilizados en la industria alimentaria, fueron realizados mediante HPLC; demostrando que las ciclodextrinas aumentan la estabilidad de estos flavonoides. La protección producto de la inclusión en ciclodextrinas es efectiva a temperaturas moderadas, ya que se comprobó que a altas temperaturas el efecto protector de las ciclodextrinas se ve prácticamente anulado, debido a que el proceso de inclusión se ve desfavorecido. Doctor en Química TERMINADA PFCHA-Becas 157p. PFCHA-Becas

El estudio de la diferenciación enantiomérica de complejos diasteroisoméricos flavanona/ciclodextrina, formados específicamente por la mezcla racémica de (±)-flavanona, (±)-4'-hidroxiflavanona y (±)-2'-hidroxiflavanona, y las ciclodextrinas ~CD, HP~CD y DM~CD, fue realizado mediante la obtención de espectros 1 H-RMN y ROESY. Debido a la quiralidad de las flavanonas y ciclodextrinas, la mayoría de los complejos formados presentaron diferenciación enantiómerica en los espectros 1 H-RMN, lo que permitió la obtención de la estequiometría, constantes de asociación y termodinámica de los complejos. Los resultados estequiométricos mostraron que todos los complejos diasteroisoméricos se forman en proporción 1:1 flavanona:ciclodextrina, las constantes de asociación siempre disminuyeron con el aumento de la temperatura, y los valores termodinámicos mostraron que la formación de todos los complejos es espontánea, exotérmica y con pérdida de entropía, sugiriéndose además que las interacciones de Van der Waals son las que contribuyen más al proceso de inclusión. Por otra parte, y pese a la diferenciación encontrada en los espectros 1 H-RMN, en los espectros ROESY esto no fue posible, y por lo tanto solo se determinó la geometría de los complejos diasteroisoméricos en su conjunto, y no por separado. Los espectros ROESY mostraron que puede existir tanto una como dos geometrías de inclusión para cada complejo (±)-flavanonas/ciclodextrinas, además de sugerir la existencia de puentes de hidrógeno entre la flavanona y la ciclodextrina, y la flavanona y las moléculas de solvente que rodean al complejo. Adicionalmente, se encontró que para la mayoría de los complejos es la zona apolar de la flavanona la que se incluye en la cavidad de la ciclodextrina. Debido a que existe una relación entre la razón de las constantes de asociación de los complejos formados por una misma ciclodextrina y una pareja de enantiómeros determinadas por RMN, y el factor de separación en HPLC, se intentó separar las flavanonas mediante esta última técnica, utilizando a las ciclodextrinas como aditivo de separación quiral en la fase móvil, y empleando una fase estacionaria aquiral. Los resultados mostraron que no hay separación enantiomérica, sino que solo diferenciación, lo que fue logrado únicamente con la DM~CD. Adicionalmente, se encontró que no solo un valor diferente de 1 para la razón entre constantes de asociación es necesario para la diferenciación, sino que además se requiere que las magnitudes de las constantes de asociación sean de al menos 8 x 102 M-1. Doctor en Química TERMINADA PFCHA-Becas 171p. PFCHA-Becas

CIC es una familia de proteínas de membrana que transportan cloruros y desempeñan funciones como canales de cloruro o intercambiadores protón/cloruro. Estas proteínas, conservadas desde bacterias a humanos, son importantes para la fisiología celular y están involucradas en enfermedades genéticas. Las recientes estructuras cristalográficas bacterianas de CIC entregan las bases para entender su selectividad y mecanismos de apertura y cierre (gating). En la porción más estrecha del poro de CIC (filtro de selectividad, FS) se encuentran cloruros coordinados por aminoácidos muy conservados en secuencias. Patrones de interacción de puentes de hidrógeno e interacciones de van der Waals están involucrados en este sitio, patrones también encontrados en moléculas que coordinan aniones. Se sabe, que un glutamato conservado (E148) cercano al FS está involucrado en el mecanismo de gating; sin embargo, los cambios estructurales involucrados aún son desconocidos. Utilizando cálculos basados en química cuántica ab initio se modeló localmente el FS para estudiar la selectividad por halogenuros de CIC. Basados en interpretaciones termodinámicas y cinéticas de la selectividad, los resultados muestran que es posible racionalizar la selectividad de CIC por halogenuros. Éstos también señalan la importancia de la correlación electrónica en la descripción de las interacciones de bromuro y yoduro. A través de dinámica molecular se modeló un dímero de CIC bacteriano inserto en un parche de membrana. El objetivo fue encontrar cambios estructurales compatibles con el galing o el transporte de aniones. Se observaron cambios reproducibles y espontáneos en E148 similares a los reportados en otras simulaciones y datos cristalográficos. Estos cambios mostraron estar relacionados con la ocupación de cloruros en el FS. A su vez, la transición de E148 antecede a un aumento en el radio intracelular del poro de permeación. Los eventos de E148 y la apertura intracelular correspondieron a los movimientos de mayor amplitud observados durante las simulaciones. En su conjunto estos datos muestran algunas características estructurales clave de CIC que pueden ser importantes para entender sus mecanismos como intercambiadores o canales. Doctor en Química TERMINADA PFCHA-Becas 126p. PFCHA-Becas

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Algunas de las drogas utilizadas en el tratamiento de enfermedades como el Chagas y algunos tipos de cáncer son capaces de producir radicales libres, los cuales en presencia de un ambiente aeróbico generan mediante un reciclaje redox especies oxigenadas a Doctor En Quimica TERMINADA PFCHA-Becas 101p. PFCHA-Becas