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Editorial

El creciente desarrollo de resistencia a antibióticos por parte de mundo microbiano es un problema cada vez mayor y en respuesta nuevas moléculas con potencial antimicrobiano están siendo estudiadas, entre ellas los péptidos antimicrobianos como las Cruzioseptinas. Este trabajo presenta un estudio computacional preliminar de la Cruzioseptina CC-16 extraída del exudado de la piel de la rana Cruziohyla calcarifer. Con base en la secuencia de aminoácidos del péptido se llevaron a cabo diferentes estudios computacionales, entre ellos, la predicción de las propiedades fisicoquímicas y la estructura secundaria. Además de esto se efectuó el acoplamiento molecular de la Cruzioseptina CC-16 con diferentes enzimas de importancia biológica para microrganismos como Escherechia coli, Staphylococcus aureus y Candida albicans, y con moléculas presentes en la membrana celular bacteriana. Los resultados mostraron que la Cruzioseptina CC-16 es un péptido de 23 residuos de largo con una conformación alfa helicoidal predominante, un punto isoeléctrico de 10,73, una carga de +3 de carácter básica y una carga neta a pH 7 de +3,1, además de tener más del 50 % de su estructura conformada por aminoácidos hidrofóbicos, clasificando como un péptido antimicrobiano catiónico. Los estudios preliminares de acoplamiento molecular muestran que un mecanismo de acción basado en inhibición enzimática no es posible, debido principalmente al tamaño del péptido, mientras que un mecanismo con base en un ataque concentrado en la membrana microbiana puede ser viable, debido a las interacciones electrostáticas de la Cruzioseptina CC-16 con diferentes componentes de la membrana.

El inadecuado uso de antibióticos ha conducido a un aumento en la tasa de resistencia bacteriana por esto ha sido fundamental el estudio de nuevos compuestos con propiedades bioactivas que permitan enfrentar el desafío ocasionado por la falta de fármacos efectivos para el tratamiento de infecciones causadas por un amplio rango de bacterias. En este sentido, el presente trabajo de investigación se centra en el modelamiento computacional de la Cruzioseptina CC-17 perteneciente a la familia de péptidos identificados en el exudado de la rana Cruziohyla calcarifer. Inicialmente, se realizó la caracterización del péptido en función de sus propiedades fisicoquímicas y la elucidación de su estructura secundaria, asimismo, para analizar la actividad del péptido se desarrolló el estudio de acoplamiento molecular de la Cruzioseptina CC-17 con enzimas presentes en Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Candida albicans y con moléculas pertenecientes a la membrana celular bacteriana. Los resultados muestran que la Cruzioseptina CC-17 es un péptido cuya estructura secundaria está compuesta predominantemente por regiones alfa helicoidales y presenta una carga de +2 lo cual le concede el carácter básico, presenta un punto isoeléctrico de 8,6 y está compuesta en un 52,7 % por aminoácidos hidrofóbicos. Finalmente, el estudio de acoplamiento molecular demuestra que la bioactividad del péptido puede explicarse en base a un mecanismo de ataque focalizado en la membrana celular bacteriana en donde la lisis celular se logra gracias a las interacciones electrostáticas entre la Cruzioseptina CC-17 con los distintos componentes de la membrana bacteriana.

Con el avance de la tecnología, la química computacional se ha convertido en pieza clave de las investigaciones científicas. Hoy en día, la química computacional ha logrado obtener métodos y algoritmo capaces de reducir errores en la predicción de propiedades y simulación de eventos químicos llegando a ser comparables con resultados experimentales. Ser capaces de entender diferentes procesos químicos desde un punto de vista molecular, lo que muchas veces es imposible conseguir mediante la experimentación, hace de la química computacional una herramienta poderosa. Así, procesos como el descubrimiento de nuevos medicamentos, han dejado de depender del factor del azar, para transformarse en procesos más eficientes y racionales llegando a reducir el tiempo en un 50 %. En esta revisión, examinaremos algunos ejemplos de cómo la química computacional ha ayudado a tener un mejor entendimiento de procesos químicos como la sustitución nucleofílica de Vicarius, la interacción de nanopartículas de plata con moléculas orgánicas y el mecanismo de reacción de la biodegradación de la lignina en presencia de la lignina peroxidasa. También se presenta investigaciones sobre el posible mecanismo de acción de fármacos como el paracetamol o de los péptidos antimicrobianos extraídos del exudado de ranas.

La goma de algarrobo es un exudado proveniente de las ramas y troncos de los árboles del género Prosopis, tiene una semejanza a la goma arábiga y posee potenciales aplicaciones en el área farmacéutica, de alimentos, industria cosmética, etc. El algarrobo se encuentra en regiones secas y semi secas del Ecuador. En el presente trabajo se analizaron por espectroscopia FTIR, tres muestras de goma de algarrobo y una muestra de goma arábiga grado alimenticio, para la obtención y comparación de espectros. Las muestras provenientes del árbol Prosopis juliflora, fueron recolectadas en tres áreas de la provincia de Manabí-Ecuador: Bahía de Caráquez (Zona 1), Portoviejo (Zona 2) y Puerto López (Zona 3). Se obtuvieron espectros FTIR de cada una de las muestras y se compararon con espectros de la bibliografía. Los espectros de infrarrojos presentaron semejanza entre los dos tipos de gomas, algarrobo y arábiga, así como con los de la bibliografía; se efectuó una comparación analítica entre los dos tipos para la obtención de porcentajes de correlación, estos fueron de 80,37; 79,83 y 79,66 % para las zonas 1, 2 y 3 respectivamente. Los resultados obtenidos abren una línea de investigación para la posible utilización de la goma de algarrobo ecuatoriana como una nueva y accesible alternativa al uso de la goma arábiga.

Se han descrito muchos estudios de biosíntesis de nanopartículas de plata usando el extracto del bulbo de ajo (Allium sativum) como agente reductor. Sin embargo, el uso de sus hojas es poco conocido, por considerarse un producto de desecho. En este estudio, se comparó el tamaño de nanopartículas de plata obtenidas con el extracto acuoso de las hojas de ajo usando dos técnicas diferentes de calentamiento: placa y por microondas. Las nanopartículas obtenidas se caracterizaron por espectrofotometría UV-Visible, microscopía de transmisión electrónica (TEM, por sus siglas en inglés), dispersión dinámica de luz (DLS, por sus siglas en inglés) y difracción de rayos X (XRD, por sus siglas en inglés). Como resultado se obtuvieron nanopartículas con un tamaño promedio de 15,4±7,9 y 9,9±10,5 nm empleando las dos técnicas respectivamente. De acuerdo al análisis estadístico realizado, se demostró que existen diferencias significativas en relación al tamaño de nanopartícula obtenido. Se concluye que el extracto acuoso de las hojas de la planta de ajo, es un agente reductor adecuado para la síntesis de nanopartículas de plata, y que la técnica de microondas es más efectiva por la rapidez y tamaño de nanopartículas obtenidas.

The products of the synthesis reaction of chloronitrobenzene with chloromethylphenylsulfone were characterized by the use of infrared (IR) spectroscopy, thin layer chromatography (TLC) and melting points. The chloronitrobenzene reaction was carried out, in positions for, ortho and meta, with the chloromethylphenylsulfone, a reaction known as Vicarius nucleophilic substitution. After synthesis, the products were purified and separated using column chromatography. In the case of the reaction of p chloronitrobenzene a product was obtained, with or chloronitrobenzene two products were obtained and with m chloronitrobenzene, three products; The six products are structural isomers. The yield percentages range from 4.36% for product 6 ((6-nitro-2-chlorobenzyl) phenylsulfone), to 83.28% for product 1 ((2-nitro-5-chlorobenzyl) phenylsulfone). An infrared spectroscopy analysis was performed for each product, the characteristic peaks were found in the frequency range of 2000 cm-1 to 520 cm-1, but the intensity of the peaks varied. The Rf values ​​of the chromatographic plates and the melting points of each compound obtained allowed the characterization of the synthesis products.

En esta investigación se presenta un estudio computacional de la dermaseptina SP2 (DRS-SP2) extraída de exudado de la piel de la rana Agalychnis spurrelli. Ensayos experimentales han permitido extraer, purificar y obtener la secuencia de aminoácidos de este péptido, además de demostrar sus propiedades antimicrobianas contra Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Candida albicans. Con la secuencia dilucidada, se realizó un estudio computacional de la estructura obteniéndose sus propiedades físico-químicas, su estructura secundaria y su similitud con otros péptidos conocidos. Además, se realizó el acoplamiento molecular de este péptido con la membrana celular y varias enzimas conocidas para suprimir a estos microorganismos. Los resultados muestran que la DRS-SP2 es un péptido catiónico α-helicoidal con un punto isoeléctrico de 10,68 y carga positiva +3 a pH fisiológico. Se determinó que su estructura es diferente a todas las dermaseptinas que se encuentran en bases de datos llegando a un porcentaje de identidad máximo del 80 %. Estudios de acoplamiento molecular sugieren que el mecanismo de acción de este péptido no se da por la inhibición de vías enzimáticas vitales para el microorganismo, sino por lisis celular.

En el presente estudio se estableció el porcentaje de biodegradabilidad de muestras de polietileno de alta densidad (HDPE) con aditivos degradables, mediante condiciones controladas de compostaje aerobio en un período de 90 días, para lo cual se utilizó el CO 2 proveniente de procesos biológicos de microorganismos del suelo, como indicador de biodegradabilidad. Para captar el CO 2 se emplearon soluciones de KOH 0,1 M y 0,5 M. Además se establecieron los parámetros de análisis estipulados en la norma NTE INEN 2040:2012 para seleccionar el inóculo de compostaje. Como control positivo se utilizó celulosa, que alcanzó el 91 % de biodegradabilidad con respecto al valor teórico de CO 2 . Los resultados obtenidos al concluir el período de 90 días, indicaron que la muestra de HDPE con aditivo A1 (HDPE-A1) alcanzó el 75 % de biodegradabilidad por generación de CO 2 , seguido del HDPE-A2 con el 43 % y el HDPE-A3 con el 22 %, con respecto a la celulosa. Los valores demuestran que el aditivo A1 es biodegradable en condiciones de compostaje, lo que se estableció mediante el criterio de la norma NTE INEN 2643:2012 “Especificaciones para plásticos compostables”. Los resultados demuestran que los aditivos biodegradables son una posible solución a la gran problemática ambiental que han generado los plásticos.

Los productos de la reacción de síntesis de cloronitrobenceno con clorometilfenilsulfona fueron caracterizados mediante el uso de espectroscopía infrarroja (IR), cromatografía de capa fina (TLC) y puntos de fusión. Se llevó a cabo la reacción de cloronitrobenceno, en posiciones para, orto y meta, con la clorometilfenilsulfona, reacción que se conoce con el nombre de sustitución nucleofílica de Vicarius. Posterior a la síntesis, se purificaron y separaron los productos utilizando cromatografía en columna. En el caso de la reacción de p cloronitrobenceno se obtuvo un producto, con o cloronitrobenceno se obtuvieron dos productos y con m cloronitrobenceno, tres productos; los seis productos son isómeros estructurales. Los porcentajes de rendimiento van del 4,36 % para el producto 6 ((6-nitro-2-clorobencil)fenilsulfona), al 83,28 % para el producto 1 ((2-nitro-5-clorobencil)fenilsulfona). Se realizó un análisis de espectroscopía infrarroja para cada producto, los picos característicos se encontraron en el rango de frecuencia de 2000 cm-1 a 520 cm-1, pero la intensidad de los picos varió. Los valores de Rf de las placas cromatográficas y los puntos de fusión de cada compuesto obtenido, permitieron la caracterización de los productos de síntesis.

The main goal of this work was the isolation and experimental and computa-tional characterization of eugenol in salt basil (Ocimum basilicumL.) and sweetbasil (Ocimum americanum). The extraction of essential oil from the leaves andflowers was performed by three techniques: steam distillation, direct distillationand Soxhlet extraction. By means of acid-base reactions and solubility, eugenolwas isolated from other components in the essential oil. The characterizationof eugenol was made by infrared spectroscopy. The computational work con-sisted in the calculation of spectra by using Gauss View 4.1.2. and Gaussian03 software. The computational spectra were compared with those obtainedfrom the samples and a eugenol ́s standard. The amount of eugenol obtainedfrom the two types of basil was between 0.02 and 0.04 % as fresh basil weight.Infrared spectra had 99.8 % of correlation between computational and standardspectrum, while samples rendered an average correlation of 96.6 % for saltbasil and 94.1% for sweet basil, compared with the same standard. Soxhlet ex-traction was the best method for obtaining eugenol, although is not environ-mental friendly. The experimental and computational spectra are comparablewith the spectrum of eugenol’s standard, which means that the extractionprocess and computational calculations were appropriate.

El objetivo principal del presente trabajo, fue el aislamiento y la caracterización experimental y computacional de eugenol en la albahaca de sal (Ocimum basilicum L.) y la albahaca de dulce (Ocimum americanum). Se utilizaron tres técnicas para la extracción del aceite esencial de las hojas y flores: destilación por arrastre de vapor, destilación directa y extracción Soxhlet. Por medio de reacciones ácido-base y solubilidad, se aisló el eugenol presente en el aceite esencial. La caracterización del eugenol se realizó por espectroscopía infrarroja. El trabajo computacional consistió en la obtención de los espectros de infrarrojo, utilizando el software Gauss View 4.1.2 y Gaussian 03, para compararlos con los espectros de las diferentes muestras analizadas y del estándar de eugenol. La cantidad de eugenol que se obtuvo de los dos tipos de albahaca está entre un 0,02 y 0,04 % con respecto al peso de albahaca fresca usado en las extracciones. Los espectros de infrarrojos computacional y del estándar tienen una correlación de 99,8 %, mientras que las muestras en promedio tienen una correlación de 96,6 % para la albahaca de sal y 94,1 % la albahaca de dulce, comparadas con el mismo estándar. El método Soxhlet fue el más eficiente para la extracción de eugenol en las muestras de albahaca, aunque resulta ser el menos amigable con el medio ambiente. Los espectros obtenidos tanto experimental como computacionalmente, son comparables con el espectro obtenido del estándar de eugenol, lo que nos indica que tanto el proceso de extracción como los cálculos computacionales fueron adecuados.

El objetivo del presente estudio fue la extracción y caracterización de l-carnitina en aguacate (Persea americana) a través de técnicas instrumentales y computacionales. la cuantificación de l-carnitina de dos variedades de aguacate (booth 8 y fuerte) se realizó mediante espectrofotometría uv/vis. se encontró que la variedad booth 8 tiene un contenido de 84 μg de l carnitina/gramo de fruto fresco, mientras que la fuerte, 82 μg/g. además, se determinó la cinética de reacción de acetilación de la l-carnitina por medio de espectrofotometría de infrarrojos. como resultado se obtuvo una reacción de segundo orden global con una constante de velocidad de 4.45x10 l/mol·s a 298±2K. Por último, se realizó el análisis termodinámico de la reacción, se determinó el mecanismo de reacción y el análisis de reactividad y selectividad de las moléculas reactantes mediante técnicas computacionales, con el método b3lYP y el conjunto de bases 6 311g (d,p). la entalpía de reacción fue de –8.2 kcal/mol en fase gaseosa y de –4.1 kcal/mol en fase acuosa. se estableció que la reacción de acetilación se produce por un ataque nucleofílico del hidrocloruro de l-carnitina al cloruro de acetilo, pasa por la formación de un estado de transición tetraédrico y culmina con la eliminación de ácido clorhídrico. se determinó que la l carnitina es una molécula nucleofílica con el oxígeno como sitio activo, mientras que el cloruro de acetilo es el electrófilo y su sitio activo es el carbono carbonílico.

The purpose of this study was the extraction and characterization of l-carnitinefrom avocado (Persea americana) with the use of computational and instrumen-tal techniques. l carnitine was quantified by uv/vis spectroscopy from two avo-cado varieties (fuerte and booth 8). it was found that the booth 8 varietycontains 84 μg of l-carnitine/gram of fresh fruit, while fuerte has 82 μg/g. thekinetics of the acetylation reaction was determined with the use of infraredspectroscopy. therefore, the reaction is second global order with a rate constantof 4.45x10-4l/mol·s a 298±2K. the thermodynamic analysis of the reaction,the determination of the reaction mechanism and the analysis of the reactivityand selectivity of the reactant molecules through computational techniqueswith the b3lYP method and the 6-311g (d,p) basis set were executed. the re-action enthalpy in the gas phase was –8.2 kcal/mol and –4.1 kcal/mol in theaqueous phase. it was established that the acetylation reaction is produced bya nucleophilic attack of the hydrochloride l-carnitine to the acetyl chloride,going through a tetrahedral transition state which ends with the elimination ofchloride acid. also, it was determined that the l-carnitine is a nucleophilic mo-lecule with the oxygen as the active site; the acetyl chloride, on the other handis an electrophile with the carbonyl carbon as the active site.