Revista Colombiana de Química

Diseño y producción de diversas proteínas fusión de la nicotinamida/ nicotinato mononucleotido adenilil transferasa (NMNAT) de Plasmodium falciparum

Resumen Las proteínas recombinantes se han convertido en herramientas útiles en la investigación bioquímica. Sin embargo, durante su producción, aparecen cuerpos de inclusión (IB), debido, por un lado, a la alta expresión de proteína producida a partir de los vectores usados que poseen promotores de alta eficiencia y, por otro lado, a características propias de la proteína. Ahora bien, la nicotinamida/nicotinato mononucleótido adenililtransferasa (NMNAT) es una proteína central en la biosíntesis del NAD(H)+, molécula esencial en el metabolismo celular, y ha sido estudiada en parásitos protozoos. Para el estudio de la NMNAT de estos parásitos se ha recurrido a la expresión de su versión recombinante en E. coli, obteniéndose gran cantidad de proteína como IB. Con el fin de aumentar la solubilidad de la proteína, se clonó la secuencia codificante de la NMNAT de Plasmodium falciparum en diferentes vectores de expresión, se indujo la expresión de la proteína recombinante en E. coli BL21 (DE3) y se analizó la solubilidad. La proteína fusión con mayor solubilidad fue purificada y evaluada enzimáticamente. La adición de la etiqueta MBP (proteína de unión a maltosa) a la PfNMNAT incrementó su solubilidad y permitió obtener una proteína funcional con una alta pureza.

Abstract Recombinant proteins have become useful tools in biochemistry research. During their production, however, inclusion bodies (IB) appear, on the one hand, due to the high expression rate from the recombinant plasmids, which have high efficiency promoters, and, on the other hand, intrinsic characteristics of the expressed protein. Furhtermore, the nicotinamide/nicotinate mononucleotide adenilyl transferase (NMNAT) is a central protein in NAD(H)+biosynthesis, an essential cofactor in cell metabolism, and in protozoon parasite has been studied. To study the NMNAT protein of these parasites, their recombinant version in E. coli has been expressed, getting a great quantity of IB as a by-product. To increase the solubility of the protein, the coding sequence of the NMNAT enzyme of Plasmodium falciparum was cloned in different expression plasmids which were subsequently transformed into E. coli BL21 (DE3) expression strain. The solubility of the recombinant proteins was assessed and the one with the highest presence in the soluble fraction was subsequently purified and its enzyme activity was determined. The recombinant protein with a MBP (maltose-binding protein) tag showed an increased solubility and purity.

Resumo As proteínas recombinantes tem convertido em ferramentas úteis na investigação bioquímica. Um problema frequente durante a sua produção é a aparição de corpos de inclusão (IB), devida principalmente à elevada expressão da proteína produzida a partir dos vectores utilizados que têm promotores de elevada eficiência; bem como características das próprias proteínas. Além disso, a nicotinamida/nicotinato mononucleótido adenililtransferasa é uma proteína central na biossíntese do NAD(H)+, molécula essencial no metabolismo celular, e tem sido estudada em protozoários parasitos. Para o estudo da NMNAT destes parasitos, foi realizada a expressão da sua versão recombinante em E. coli, e foi obtido uma grande quantidade de proteína em forma de IB. Com a finalidade de aumentar a quantidade de proteína na fração solúvel, a sequência codificadora para NMNAT de Plasmodium falciparum foi clonada em diferentes vectores de expressão, foi induzida a expressão da proteína recombinante em E. coli BL21(DE3) e foi analisada a solubilidade. A proteína fusão com maior solubilidade foi purificada e avaliada enzimáticamente. A adição da etiqueta MBP (proteína de união a maltosa) à PfNMNAT incrementou a solubilidade da proteína e permitiu obter uma proteína funcional com una alta pureza. espécie de planta.

Composición fitoquímica del extracto de raíz de Ichthyothere terminalis de dos regiones geográficas de Colombia

Resumen Se reporta el análisis fitoquímico de dos extractos de raíz de Ichthyothere terminalis, colectadas en las localidades de Cumaral (Meta) y Abrego (Norte de Santander), Colombia. Los extractos se obtuvieron en etanol por destilación a presión reducida y fueron caracterizados por pruebas cualitativas, así como por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). El análisis GC-MS reveló diferencias en los compuestos en Ichthyothere terminalis de acuerdo al lugar de procedencia. Las plantas procedentes de Cumaral contienen saponinas, cumarinas y taninos, mientras que las procedentes de Abrego contienen alcaloides taninos, cumarinas y flavoniodes. El extracto etanólico de Abrego presenta principalmente octadecandien-1-ol (53,5%), óxido de cariofileno (30,8%), hexadecanol (24,0%), trans-β-cariofileno (13,6%), cicloisolongifoleno (11,6%), germancreno D (6,0%) y 9-octadecen-1-ol (8,0%). Las plantas de Cumaral presentan principalmente citronelal (46,4%), p-cimeno (6,4%), geraniol (5,0%) y citronelol (4,6%). Entre los compuestos químicos encontrados, varios poseen propiedades repelentes de acuerdo a los reportes etnobotánicos de la region Amazónica. Estudios adicionales podrán determinar la efectividad como repelente de los extractos de raíz de I. terminalis.

Abstract The phytochemical analysis of two extracts from Ichthyothere terminalis root which were collected in the localities of Cumaral (Meta) and Abrego (Norte de Santander), Colombia is reported Extracts were obtained with ethanol using distillation under reduced pressure and were characterized by qualitative assays and by gas chromatography coupled to a mass spectrometer (GC-MS) GC-MS analysis revealed differences in Ichthyothere terminalis compounds according to locality Plants from Cumaral contain saponins, coumarins, and tannins, while those from Abrego contain tannins, alkaloids, coumarins, and flavoniods Plants from Abrego contain octadecadien-1-ol (53 5%), caryophyllene oxide (30 8%), hexadecanol (24 0%), trans-β-caryophyllene (13 6%), cycloisolongifolene (11 6%), germacrene D (6.0%), and 9-octadecen-1-ol (8.0%). Plants from Cumaral have citronellal (46.4%), p-cymene (6.4%), geraniol (5.0%), and citronellol (4.6%). Among the chemical compounds found, several have repellent properties, according to ethnobotanics reports from Amazonian Region. Further studies may determine the effectiveness as repellent of extracts from I. Terminalis root.

Resumo Foi reportada a análise fitoquímica de dois extratos da raiz de Ichthyothere terminalis, coletadas nas localidades de Cumaral (departamento do Meta) e Abrego (Departamento de Norte de Santander) em Colômbia. Os extratos foram obtidos em etanol por destilação a pressão reduzida, assim como por cromatografia de gases acoplada a espectrometria de massas (GC-MS). A análise GC-MS revelou diferenças nos compostos em Ichthyothere terminalis de acordo a seu lugar de procedência. As plantas procedentes de Cumaral contêm saponinas, cumarinas e taninos por enquanto as procedentes de Abrego contêm alcaloides taninos, cumarinas e flavoniodes. O extrato etanólico de Abrego apresenta maioritariamente octadecandien-1-ol (53,5%), oxido de cariofileno (30,8%), hexadecanol (24,0%), trans-β-cariofileno (13,6%), cicloisolongifoleno (11,6%), germancreno D (6,0%) e octadecen-1-ol (8,0%). As plantas de Cumaral apresentam maioritariamente citronelal (46,4%), p-cimeno (6,4%), geraniol (5,0%) e citronelol (4,6%). Entre os compostos químicos encontrados destacam-se vários que possuem propriedades repelentes. Estudos adicionais poderão determinar a efetividade como repelente dos extractos de raiz de I. terminalis.

Síntesis de acil-hidrazona a partir del ácido úsnico e isoniazida y su actividad anti-Mycobacterium tuberculosis

Abstract Compound usnic acid (1), isolated from lichen Evernia prunastri (Cajamarca-Peru) and the synthesis and characterization of its acyl-hydrazone (2), from the condensation reaction between usnic acid and isoniazid in an ethanol solution under reflux, giving an overall yield of 95%, were evaluated. Both compounds were evaluated and compared with isoniazid according to its anti-Mycobacterium tuberculosis activity based on the tetrazolium microplate assay (TEMA). Compound 1 had MIC (minimal inhibitory concentration) value of 16.0 μg/mL in each test of H37Rv (susceptible type), TB DM 97 (resistant wild type) and MDR DM 1098 (multi drug resistances type) strains. In similar tests, compound 2 MIC values were 2.0, 64.0 and 64.0 μg/mL respectively.

Resumen Se evaluó el ácido úsnico (1), aislado del liquen Evernia prunastri (Cajamarca-Perú), producto natural conocido por sus actividades biológicas, y, del mismo modo, se evaluó la síntesis de su derivado acil-hidrazona (2), obtenido a partir de una reacción de condensación entre el ácido úsnico y la isoniazida en solución etanólica a reflujo, con un rendimiento global de 95%. Ambos compuestos fueron evaluados y comparados con la isoniazida según su actividad anti-Mycobacterium tuberculosis basada en el ensayo de susceptibilidad mediante el método TEMA. Los resultados mostraron que el compuesto 1 presenta valores de MIC de 16,0 μg/mL frente a las cepas H37Rv, TB DM 97 y MDR DM 1098, mientras que el compuesto 2 presenta valores de MIC de 2,0; 64,0 y 64,0 μg/mL respectivamente.

Resumo Foi avaliado o ácido úsnico (1), um produto natural conhecido pelas suas atividades biológicas, isolado a partir do líquen Evernia prunastri (Cajamarca-Peru), assim mesmo foi avaliada a síntese do seu derivado, a acil-hidrazona (2), obtido a partir de uma reação de condensação com refluxo entre o ácido úsnico e a isoniazida em solução etanólica, com um rendimento global de 95%. A atividade anti-Mycobacterium tuberculosis de ambos compostos foi avaliada e comparada com a isoniazida mediante testes de sensibilidade obtidos pelo método TEMA. Os resultados mostraram que o composto 1 apresenta o valor de MIC de 16,0 μg/mL contra variedades H37Rv, TB DM 97 e MDR DM 1098; enquanto que para o composto 2 os valores de MIC são de 2,0; 64,0 e 64,0 μg/mL, respectivamente.

Alcaloides aporfínicos con actividad antituberculosa aislados de Ocotea discolor Kunth (Lauraceae)

Resumen La tuberculosis causa miles de muertes a nivel mundial y, actualmente, los fármacos usados no son suficientes y en ocasiones son obsoletos para su tratamiento. Por tanto, se hace necesaria la búsqueda de nuevos compuestos que ayuden a combatirla. Se evaluó la actividad antituberculosis de los alcaloides ocoxilonina (1), ocoteina (2), dicentrina (3) y 1,2-metilendioxi-3, 10,11-trimetoxiaporfina (4), aislados de la madera de Ocotea discolor. Las estructuras fueron identificadas por medio del análisis de los datos espectroscópicos de resonancia magnética nuclear (NMR 1D - 1H, 13C, 2D -COSY, HSQC y HMBC), espectros de masas y comparación con datos de la literatura. Todos los compuestos aislados demostraron actividad antituberculosa, con un rango de variación en la concentración mínima inhibitoria entre 140 y 310 μM, siendo la ocoteina (2) la más activa contra la cepa virulenta de Mycobacterium tuberculosis H37Rv.

Abstract Tuberculosis disease causes thousands of deaths worldwide and, currently, the used drugs are either not enough or obsolete for its treatment Therefore, new compounds that combat this disease are been seek Thus, the antituberculosis activity of the alkaloids ocoxilonine (1), ocoteine (2), dicentrine (3) and 1,2-methylenedioxy-3,10,11-trimethoxy aporphine (4), isolated from Ocotea discolor wood was evaluated Their structures were identified by analysis of nuclear magnetic resonance spectroscopic data (NMR 1D - 1H, 13C, 2D - COSY, HSQC and HMBC), mass spectra, and comparison with literature data All the isolated compounds showed antituberculosis activity, with a variation range in the minimum inhibitory concentration between 140 to 310 μM, being ocoteine (2) the most active compound against the virulent strain Mycobacterium tuberculosis H37Rv.

Resumo Devido a que a tuberculose provoca milhares de mortes em todo o mundo e a que, atualmente os medicamentos usados são inadequados e obsoletos para o tratamento desta doença, é preciso buscar novos compostos que ajudem a combatê-la. Assim, foi avaliada a atividade antituberculosis dos alcaloides ocoxilonina (1), ocoteina (2), dicentrina (3) y 1,2-metilendioxi-3,10,11-trimetoxiaporfina (4), isolados a partir da madeira de Ocotea discolor. Estas estruturas foram identificadas pela elucidação dos dados espectroscópicos (NMR 1D - 1H, 13C, 2D -COSY, HSQC e HMBC), espectros de massas e por comparação com os dados da literatura. Todos os compostos isolados demonstraram atividade antituberculosis, com um intervalo de variação na concentração inibitória mínima entre 140 e 310 μM sendo a ocoteína (2) o composto mais ativo contra a variedade virulenta Mycobacterium tuberculosis H37Rv.

Nanopartículas de CuO y su propiedad antimicrobiana en cepas intrahospitalarias

Resumen Empleando un prototipo de reactor, se sintetizaron nanopartículas (NPs) de CuO a través del método de precipitación a partir de CuSO25H2O y de Cu(CH3COO)2H2O. Las NPs obtenidas fueron caracterizadas mediante XRD, FT-IR, TEM y SEM. La actividad antimicrobiana de las NPs se determinó mediante el método de difusión en placa, colocando 20 mg de NPs de CuO sobre cuatro cepas intrahospitalarias o nosocomiales aisladas de la Unidad de Cuidados Intensivos de un hospital nacional de Lima norte (Staphylococcus epidermidis, Aerococcus viridans, Ochrobactrum anthropi y Micrococcus lylae). La caracterización de las NPs de CuO demostró que las sintetizadas a partir de acetato (CuO-Acet) presentaron una fase pura de CuO, mientras que las sintetizadas a partir de sulfato (CuO-Sulf) presentaron dos fases, donde la de CuO representó más del 84%. Los dominios cristalinos del CuO-Acet y CuO-Sulf fueron 15 y 19 nm, respectivamente. Los halos de inhibición de las cepas estudiadas fueron mayores para las NPs de CuO-Sulf que para las NPs de CuO-Acet; solo para la cepa Ochrobactrum anthropi se presentaron halos similares para ambos tipos de NPs.

Abstract Using a prototype reactor, CuO nanoparticles (NPs) were synthetized through the precipitation method, starting from CuSO2 5H2O and Cu(CH3COO)2H2O. The obtained NPs were characterized by XDR, FT-IR, SEM, and TEM. The antimicrobial activity of the NPs was determined by the plate diffusion method, placing 20 mg of NPs onto four nosocomial strains obtained from north Lima national hospital Intensive-Care Unit (Staphylococcus epidermidis, Aerococcus viridans, Ochrobactrum anthropic, and Micrococcus lylae). NPs characterization revealed that those synthetized from acetate (CuO-Acet) shown pure CuO phase, while those synthetized from sulphate CuO-Sulf shown two phases where CuO was the predominant one, having more than 84%. The crystal domains for CuO-Acet and CuO-Sulf were 15 and 19 nm, respectively. The inhibition halos for the studied strains were larger for CuO-Sulf NPs than CuO-Acet NPs, only Ochrobactrum anthropi displayed similar inhibition halos for both types of NPs.

Resumo Usando um protótipo de reator, sintetizaram-se nanopartículas (NPs) de CuO pelo método de precipitação a partir de CuSO25H2O e de Cu(CH3COO)2H2O. As NPs obtidas foram caracterizadas por meio das seguintes técnicas: XRD, FT-IR, TEM e SEM. A atividade antimicrobiana das NPs foi determinada pelo método de difusão em placa, colocando 20 mg de NPs de CuO sobre quatro cepas nosocomiais isoladas de uma Unidade de Terapia Intensiva no hospital nacional de Lima norte (Staphylococcus epidermidis, Aerococcus viridans, Ochrobactrum anthropic e Micrococcus lylae). A caracterização das NPs de CuO mostrou que as nanopartículas sintetizadas a partir do acetato (CuO-Acet) apresentavam uma fase pura de CuO, enquanto que as sintetizadas a partir do sulfato (CuO-Sulf), apresentaram duas fases sendo a fase maior de CuO, com mais de 84%. Os domínios cristalinos de CuO-Acet y CuO-Sulf foram 15 e 19 nm, respectivamente. Os halos de inibição das cepas estudadas foram maiores para as NPs de CuO-Sulf do que as NPs de CuO-Acet somente para a cepa Ochrobactrum anthropi, apresentaram-se halos de inibição parecidos.

Caracterización de filtros comerciales para agua a base de carbón activado para el tratamiento de agua del río Tumbes - Perú

Resumen Se caracterizaron y se evaluaron carbones activados comerciales (A, B, C y D) utilizados en filtros para el tratamiento de agua en la descontaminación de metales pesados presentes en agua de río y en la eliminacion de microorganismos coliformes; los carbones comerciales resultaron tener estructuras microporosas y mesoporosas. Se determinaron areas superficiales entre 705 y 906 m2/g. Los carbones fueron amorfos y se detectó la presencia de agentes antibacterianos, tales como Ag, Cl, Cu y Si. Se determinó que para el As y Pb, cuyas concentraciones iniciales en el agua contaminada (agua del Río Tumbes-Perú) fueron 56,7 y 224,0 μg/L, respectivamente, el porcentaje de adsorción fue cercano al 100%. También se encontró que la relación entre el pH de carga cero de los carbones y pH del agua del río durante los experimentos juega un rol determinante en la adsorción de los elementos analizados. Por otro lado, la capacidad antibacteriana fue evaluada satisfactoriamente frente a las siguientes cepas de bacterias gram negativas fecales: Escherichia coli (ATCC® 25922™), Salmonella typhimurium (ATCC® 14028™) y Shigella flexneri (ATCC® 12022™). Esta capacidad se basa en la presencia superficial en los carbones de los agentes antibacterianos mencionados.

Abstract Comercial activated carbon samples (A, B, C, and D) used in filters for the treatment of water were characterized and evaluated in the decontamination of heavy metals present in river water and in the elimination of coliform microorganisms. The carbon samples had microporous and mesoporous structures. Surface areas of between 705 and 906 m2/g were found. The carbon samples were amorphous and the presence of antibacterial agents such as Ag, Cl, Cu, and Si was detected. It was determined that for As and Pb, whose initial concentrations in contaminated water (water of the Tumbes river-Peru) were 56.7 and 224.0 μg/L, respectively, the percentage of adsorption was close to 100%. The relationship between point of zero charge pH of the activated carbons and pH of the river water during the experiments plays a determinant role in the adsorption of the analyzed elements. The antibacterial capacity was evaluated satisfactorily against the following strains of fecal gram negative bacteria: Escherichia coli (ATCC® 25922™), Salmonella typhimurium (ATCC® 14028™), and Shigella flexneri (ATCC® 12022™). This ability is based on the surface presence in the carbons ofthe mentioned antibacterial agents.

Resumo Carvões ativados comerciais (A, B, C e D) usado em filtros para o tratamento de água foram caracterizados e avaliados na descontaminação de metais pesados da água do rio e para a remoção de microrganismos coliformes. Os carvões comerciais mostraram estruturas microporosas e mesoporosas. Foram determinadas as áreas superficiais entre 705 e 906 m2/g. As amostras de carvão foram amorfas e foi detectada a presença de agentes antibacterianos, tais como Ag, Cl, Cu e Si. Determinou-se que, no caso de As e Pb, cujas concentrações iniciais na água contaminada (água do rio Tumbes-Peru) foram de 56,7 e 224,0 μg/L respectivamente, a taxa de adsorção foi de quase 100%. Também foi econtrado que e a relação entre o pH de carga zero dos carvões e o pH da água do rio durante as experiências desempenha um papel decisivo na adsorção dos elementos analisados. Além disso, a capacidade antibacteriana foi avaliada com sucesso contra as seguintes variedades de bactérias gram negativas de origem fecal: Escherichia coli (ATCC® 25922™), Salmonella typhimurium (ATCC® 14028™) e Shigella flexneri (ATCC® 12022™). Esta capacidade esta baseada na presença de agentes bacterianos na superfície dos carvões.