Química del HNO : generación, detección y cuantificación en sistemas bioinorgánicos

• Autores: Suárez, Sebastián Ángel
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Doctorovich, Fabio Ariel; Martí, Marcelo Adrián
• Materia: HNO; AZANONA; NITOXILO; SENSOR ELECTROQUIMICO; BIOINORGANICA; HNO; AZANONE; NITROXYL; ELECTROCHEMICAL SENSOR; BIOINORGANIC
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La azanona (1HNO, Nitroxilo) muestra interesantes, pero poco conocidos, efectosquímico-biológicos. Tiene algunas propiedades superpuestas con el óxido nítrico (NO),compartiendo su reactividad hacia las hemoproteínas, tioles y oxígeno. Sin embargo, apesar de esta similitud HNO y NO muestran diferentes efectos fisio y farmacológicos. Eneste contexto, se ha sugerido que la azanona podría ser un intermediario en variasreacciones y que podría ser una molécula de señalización producida enzimáticamente. Debido a su alta reactividad, para estudiarla deben usarse compuestos llamados ``dadores``capaces de liberar espontáneamente HNO, tales como el trioxodinitrato (sal de Angeli). Por estos motivos, y producto de la dificultad inherente para la detección inequívoca de supresencia, y distinción del NO, es que la respuesta a muchos interrogantes sobre su rolquímico-biológico sigue sin conocerse. Concretamente en esta Tesis se describe el desarrollo y aplicaciones de un dispositivoelectroquímico de detección de HNO basado el depósito de una porfirina de cobalto sobreun electrodo de oro por unión covalente. Un efecto de superficie afecta a los potencialesredox y permite la discriminación entre HNO y NO. La reacción con la azanona es rápida,eficiente, selectiva, y carece de señales espurias frente o debido a especies reactivas deoxígeno y de nitrógeno. El sensor es biológicamente compatible y de alta sensibilidad ([nM]). Esta detección (con resolución temporal) permite, como se muestra en esta tesis, elanálisis de reacciones que producen (o se presume generan) HNO. En este contexto, sepresentan estudios relativos a la capacidad de generación de HNO de nuevos dadores deazanona y a la interconversión de NO a HNO mediada por alcoholes y tioles. Finalmente, se discuten las reacciones estudiadas y otras en el contexto de lapotencial formación endógena de HNO y las implicancias del uso in vivo del dispositivo dedetección de azanona desarrollado en este trabajo.
Azanone (1HNO, Nitroxyl) shows interesting, yet poorly understood, chemical andbiological effects. It has some overlapping properties with nitric oxide (NO), sharing itsbiological reactivity towards heme proteins, thiols and oxygen. Despite this similarity HNOand NO show significantly different physio and pharmacological effects. The highreactivity of HNO means that studies must rely on the use of donor molecules such astrioxodinitrate (Angeli's Salt). It has been suggested that azanone could be an intermediatein several reactions and that it may be an enzymatically produced signaling molecule. Theinherent difficulty in detecting its presence unequivocally prevents evidence from yieldingdefinite answers. In this thesis, we developed an electrochemical HNO sensing device based on thecovalent attachment of a cobalt porphyrin to gold. A surface effect modulates the redoxpotentials and allows discrimination between HNO and NO. The reaction with the former isfast, efficient and selective, lacking spurious signals due to the presence of reactivenitrogen and oxygen species. The sensor is both biologically compatible and highlysensitive ([nM]). This time-resolved detection allows kinetic analysis of reactionsproducing HNO. The sensor thus offers excellent opportunities to be used in experimentslooking for HNO. We present studies concerning to HNO donation capabilities of new HNO donors as assessed by the sensor, and the NO to HNO interconversion mediated byalcohols and thiols. Finally, we briefly discuss the key experiments required to demonstrate endogenous HNO formation to be done in the near future, involving the in vivo use of the HNO sensingdevice.
Fil: Suárez, Sebastián Ángel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.