Interconversión •NO/HNO en sistemas inorgánicos por acción de compuestos azufrados biológicamente relevantes

Vargas, Paola Elizabeth

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Título:	Interconversión •NO/HNO en sistemas inorgánicos por acción de compuestos azufrados biológicamente relevantes
Título alternativo:	•NO/HNO interconversion in inorganic systems by the action of biologically relevant sulfur compounds
Autor:	Vargas, Paola Elizabeth
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Lugar de trabajo:	Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Química, Física de Los Materiales, Medioambiente y Energía (INQUIMAE)
Fecha de defensa:	2025-07-15
Fecha en portada:	15 de julio del 2025
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Inorgánica, Química Analítica y Química Física
Departamento Docente:	Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física
Director:	Doctorovich, Fabio Ariel
Director Asistente:	Suárez, Sebastián Ángel
Consejero:	Castro, María Ana
Jurado:	Murgida, Daniel Horacio; Zeida Camacho, Ari F.; Kolender, Adriana Andrea
Idioma:	Español
Formato:	PDF
Handle:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7765_Vargas
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7765_Vargas.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7765_Vargas
Ubicación:	QUI 007765
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Vargas, Paola Elizabeth. (2025). Interconversión •NO/HNO en sistemas inorgánicos por acción de compuestos azufrados biológicamente relevantes. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7765_Vargas

Resumen:

La azanona (nitroxilo, HNO) es el congénere reducido en un electrón del óxido nítrico (•NO) y comparte con él muchos aspectos tal como su reactividad hacia tioles, O2, hemoproteínas, metales de transición, entre otros. Sin embargo, las vías bioquímicas en las que estas especies están involucradas son muy diferentes. El HNO presenta propiedades únicas, como efectos inotrópicos y lusitrópicos positivos, junto con resistencia a la eliminación por especies reactivas del oxígeno (ROS), en particular el superóxido (O2•-). Debido al gran potencial de aplicación en el área médica, en las dos últimas décadas, se ha intensificado la investigación sobre el HNO, centrándose en su reactividad y en la perspectiva de su producción endógena. En este contexto, el hilo conductor de esta tesis es la formación de HNO a partir de la reacción de •NO con especies azufradas en diferentes condiciones. En el capítulo 1 se expondrá una recopilación de información bibliográfica concerniente al •NO y al HNO así como su interconversión. En el capítulo 2 se presentarán las técnicas experimentales utilizadas para la determinación de intermediarios, productos y parámetros cinéticos. Asimismo, se detallarán los procedimientos implementados para establecer y conservar una atmósfera estrictamente anaeróbica durante el tiempo requerido, condición esencial para prevenir descomposiciones y modificaciones en las cinéticas o productos objeto de estudio. El capítulo 3 se centrará en el análisis cinético, computacional y de productos finales de la reacción en solución entre ditionito de sodio (Na2S2O4) y •NO. Este compuesto reductor tiene un uso extendido en la industria y la investigación, especialmente cuando se busca inducir el estado reducido en determinadas enzimas. En estos estudios se ha detectado la presencia de interferencias atribuidas al •NO en el medio, lo que sugiere una posible reacción entre ditionito y •NO. Además, su potencial de reducción negativo indica la viabilidad de que actúe sobre •NO, favoreciendo la generación de HNO. El capítulo 4 se centrará en el análisis de intermediarios (HNO) y productos finales de la reacción entre cisteína sólida y •NO gaseoso. Si bien esta reacción ya se había estudiado anteriormente en solución, en esta tesis se presenta un nuevo método en el que se excluye la utilización de líquidos. Esta ventaja permite obtener HNO en fase gaseosa, lo que muestra un enorme potencial de aplicación médica, ya que permitiría la administración por vía inhalatoria. Por otro lado, estudios recientes de nuestro grupo sobre la reacción en solución entre los gasotransmisores H2S y •NO, confirmaron al HNO como un intermediario. Esta reacción está fuertemente influenciada por el pH, debido a la participación de la especie HS-, sin embargo, se sabe poco sobre esta reactividad en fase gaseosa. Por lo tanto, en el capítulo 5 se estudiará la mezcla de estos dos gases mediante mediciones espectroscópicas y cálculos computacionales, evaluando principalmente la producción de N2O, producto de la dimerización de HNO. Además, se estudiará si el mecanismo requiere la asistencia de otras especies tal como NH3 y HCl.

Abstract:

Azanone (nitroxyl, HNO) is the one-electron reduced congener of nitric oxide (•NO) and shares with it many aspects such as its reactivity towards thiols, O2, hemoproteins, transition metals, among others. However, the biochemical pathways in which these species are involved are very different. HNO exhibits unique properties, such as positive inotropic and lusitropic effects, together with resistance to scavenging by reactive oxygen species (ROS), in particular superoxide (O2•-). Due to the great potential of application in the medical area, in the last two decades, research on HNO has intensified, focusing on its reactivity and on the perspective of its endogenous production. In this context, the main thread of this thesis is the formation of HNO from the reaction of •NO with sulfur species under different conditions. In chapter 1, a compilation of bibliographic information concerning •NO and HNO as well as their interconversion will be presented. In chapter 2, the experimental techniques used for the determination of intermediates, products and kinetic parameters will be presented. Likewise, the procedures implemented to establish and maintain a strictly anaerobic atmosphere for the required time, an essential condition to prevent decompositions and modifications in the kinetics or products under study, will be detailed. Chapter 3 will focus on the kinetic, computational and final product analysis of the reaction in solution between sodium dithionite (Na2S2O4) and •NO. This reducing compound has a widespread use in industry and research, especially when trying to induce the reduced state in certain enzymes. In these studies, the presence of interferences attributed to •NO in the medium has been detected, suggesting a possible reaction between dithionite and •NO. In addition, its negative reduction potential indicates the feasibility of it acting on •NO, favoring the generation of HNO. Chapter 4 will focus on the analysis of intermediates (HNO) and end products of the reaction between solid cysteine and gaseous •NO. Although this reaction has been previously studied in solution, in this thesis a new method is presented in which the use of liquids is excluded. This advantage allows obtaining HNO in gaseous phase, which shows an enormous potential for medical application, since it would allow administration by inhalation. On the other hand, recent studies of our group on the reaction in solution between the gasotransmitters H2S and •NO, confirmed HNO as an intermediate. This reaction is strongly influenced by pH, due to the participation of the HS- species, however, little is known about this reactivity in the gas phase. Therefore, in Chapter 5 the mixing of these two gases will be studied by spectroscopic measurements and computational calculations, evaluating mainly the production of N2O, product of HNO dimerization. In addition, it will be studied whether the mechanism requires the assistance of other species such as NH3 and HCl.

Citación:

---------- APA ----------

Vargas, Paola Elizabeth. (2025). Interconversión •NO/HNO en sistemas inorgánicos por acción de compuestos azufrados biológicamente relevantes. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7765_Vargas

---------- CHICAGO ----------

Vargas, Paola Elizabeth. "Interconversión •NO/HNO en sistemas inorgánicos por acción de compuestos azufrados biológicamente relevantes". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7765_Vargas

Estadísticas:

Descargas totales desde :

Navegar

Colección

Tesis Doctoral