Estudio teórico y experimental de interacciones entre 1,4-dienos y especies reactivas del oxígeno. (2007)
Los seres vivos producimos, de manera activa o como un producto de las diferentes reacciones de transferencia electrónica en nuestras células, radicales libres (anión superóxido y radical hidroxilo ) y otras especies reactivas del oxígeno (peróxido de hidrógeno , oxígeno singulete , etc.). Cuando la regulación de su producción o de su inactivación excede la capacidad antioxidante de la célula, se favorecen reacciones que conducen a enfermedad, a envejecimiento y a la muerte celular. La peroxidación de lípidos intra y extracelularmente es debida a su interacción con estos radicales o especies reactivas. Proponemos investigar teórica y experimentalmente la peroxidación del ácido linoléico por el oxígeno singulete, el anión superóxido y el radical hidroxilo. El ácido linoléico es un ácido graso polinsaturado esencial para la nutrición de los mamíferos y por tanto indispensable en nuestra dieta y uno de los componentes importantes de las membranas celulares, y tiene aplicaciones en la prevención de la preeclampsia en pacientes con alto reisgo[1]. Una comprensión del proceso de su oxidación es importante desde el punto de vista básico, puesto que podrá utilizarse para modelar, diseñar y estudiar experimentalmente antioxidantes con una buena capacidad protectora. Teóricamente utilizaremos como molécula modelo el 1,4-pentadieno, y experimentalmente el ácido linoléico (ácido 9,12-octadecadienoico), el 1,4-pentadieno u otra olefina 1,4 insaturada. En caso de usar el ácido linoléico lo derivatizaremos con un grupo metilo. Este ácido graso en las membranas celulares está esterificado con un alcohol. Seleccionaremos el método teórico apropiado para la caracterización de las superficies de energía potencial del 1,4-pentadieno y de las especies reactivas del oxígeno (anión superóxido, radical hidroxilo y oxígeno singulete) y determinaremos la eficiencia del anión superóxido, oxígeno singulete y radical hidroxilo en la reacción de iniciación de la peroxidación del 1,4-pentadieno y en la formación de endoperóxidos. La parte teórica será realizada por el grupo de Bioquímica Teórica de la UIS, liderado por la investigadora principal con experiencia en química computacional y contará con la asesoría de los doctores José Luis Villaveces Cardoso (Observatorio de la Ciencia y la Tecnología) y José Antonio Dobado (Grupo de Modelización y Diseño Molecular de la Universidad de Granada). En el estudio experimental de las reacciones de oxidación del ácido linoléico, del 1,4-pentadieno u otra olefina 1,4 insaturada con el oxígeno singulete y el anión superóxido utilizaremos como fuente del anión superóxido la interacción entre la radiación electromagnética y la ftalocianina de Co anclada sobre una superficie de TiO2 platinizado. Paralelamente, evaluaremos el poder oxidativo del oxígeno singulete generado en el medio de reacción. El 1O2 se formará a partir de una microemulsión de peróxido de hidrógeno y molibdato de sodio. Las reacciones se llevarán acabo, inicialmente, en solventes orgánicos, bajo irradiación visible (lambda mayor que 420nm, para el caso del superóxido) y en condiciones ambientales de presión y temperatura. Esta parte será realizada por el Grupo de Fotocatálsis dirigido por los doctores Fernando Martínez y Edgar Páez Mozo del Centro de Investigaciones en Catálisis de la Universidad Industrial de Santander (UIS).