Estudio bioelectroquímico de la formación de especies radicalarias formadas por arilmercapto-pirimidoisoquinolinquinonas y su correlación con la actividad antibacteriana

Abstract

Actualmente, se ha generado un problema de salud pública debido a la resistencia bacteriana, la cual se manifiesta con un aumento en la cantidad de cepas bacterianas resistentes y multiresistentes a medicamentos. Este fenómeno reduce la efectividad de los antibacterianos acortando su vida útil, agotando el arsenal terapéutico y, por lo tanto, forzando la búsqueda de nuevos agentes, que en su diseño incluyan estrategias para evadir los mecanismos de resistencia. En la presente tesis se estudió un grupo de arilmercapto-pirimidoisoquinolinquinonas, como análogos funcionales de ubiquinona, estructura fundamental en el funcionamiento de la bacteria. Para estudiar la influencia de la capacidad redox de los compuestos sobre la actividad antibacteriana, se realizaron tres tipos de estudios. La formación de especies radicalarias in situ en un medio de cultivo bacteriano mediante la técnica de espectroscopia de espín electrónico (REE). Se observó la formación del radical quinónico mediante la técnica de voltametría cíclica. Se realizaron cálculos teóricos para determinar la energía HOMO y LUMO de los compuestos. Además de un acoplamiento molecular en el sitio de unión de la ubiquinona en el complejo II de E. Coli. Los resultados muestran que la relevancia de la formación de radicales no es significativa para explicar el efecto antibacteriano visto. Además los datos sugieren que los compuestos se unen a un sitio específico en la bacteria.

Public health problems have arisen as a result of bacterial resistance, which is manifested by an increase in the number of drug resistant and multi-resistant strains of bacteria. This phenomenon reduces the effectiveness of antibacterial drugs, shortening their lifespan and depleting the therapeutic arsenal, thus forcing the search of new agents with strategies in their design to circumvent resistance mechanisms. In this thesis a group of arylmercapto-pyrimidineisoquinolinequinones was studied as functional analogs of ubiquinone, a fundamental structure in the functioning of bacteria. To study the influence of the redox ability of compounds for antibacterial activity, three kinds of studies were conducted: in situ formation of radical species in a bacterial culture medium by electron spin spectroscopy (ESR); quinone radical formation by cyclic voltammetry; and theoretical calculations to determine HOMO and LUMO energy of the compounds together with a molecular docking in the ubiquinone binding site in the complex II of E. coli. The results show that the relevance of radical formation is not significant to explain the antibacterial effect under study. Furthermore, the data suggest that the compounds bind to a specific site in the bacterium.