Interacción de la melatonina con radicales libres

• Autores: Turjanski, Adrián G.
• Año de publicación: 2003
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Estrin, Darío Ariel; Rosenstein, Ruth Estela
• Materia: MELATONINA; ESTRUCTURA ELECTRONICA; SIMULACION COMPUTACIONAL; DINAMICA MOLECULAR; CALMODULINA; RETINA; RADICAL HIDROXILO; OXIDO NITRICO; MELATONIN; ELECTRONIC STRUCTURE; MOLECULAR DYNAMICS; COMPUTER SIMULATION; CALMODULIN; NITRIC OXIDE; HYDROXYL RADICAL; RETINA
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El objetivo de este trabajo de tesis fue el estudio a nivel molecular de la interacción dela melatonina (N-acetil-S-metoxitriptamina) con dos radicales libres de relevancia biológica, el radical oxhidrilo (OH·) y el óxido nítrico (NO). Para el desarrollo del presente trabajo se analizaron estas interacciones químicas desde un enfoque teórico, mediante técnicas de simulación computacional, desde un enfoque experimental, a través del estudio de las mismas en condiciones aisladas y controladas, y a través de la evaluación de los alcances fisiológicos de las reacciones propuestas. Para evaluar las interacciones con los diferentes blancos se analizó, en primer término, la superficie de energía potencial de la melatonina mediante técnicas de dinámica molécular basadas en campos de fuerzas clásicos y métodos semiempíricos. Se prestó especial atención a los aspectos relacionados con su libertad conformacional en vacío yen solución acuosa. Asimismo, se analizó la dependencia de las propiedades moleculares con la conformación. La reacción con el radical oxhidrilo se estudió mediante técnicas de estructura electrónica, evaluando los posibles mecanismos de reacción y realizando una exhaustivacaracterización de los intermediarios. El estudio de la interacción con NO se puede dividir en dos partes: i) la identificación ycaracterización de los productos de reacción y la elucidación de los mecanismos operantes en diversos medios; y ii) el estudio del efecto de la melatonina sobre labiosíntesis de NO en la retina de hámster. Finalmente, mediante el uso de técnicas de resonancia magnética nuclear y de dinámica molecular, se realizó un estudio detallado de la interacción entre la melatonina y la calmodulina, una proteína con probado efecto estimulatorio en la biosíntesis del NO.
The goal of this thesis was the study at a molecular level of the interactions of melatonin (N-Acetyl-5-metoxytriptamine) with two free radicals of biological relevance, hydroxyl (OH·) radical and nitric oxide (NO). The evaluation of the different interactions has been performed by a theoreticalapproach using molecular modeling tools; through the study of these reactions inisolated and controlled conditions, and finally by the evaluation of their physiologicalrelevance. In order to evaluate the interactions with these different targets, the potential energysurface of melatonin has been analyzed by classical molecular dynamics andsemiempirical electronic structure methodologies. Special attention has been paid to theconformational behavior in vacuum and aqueous solution. Moreover, the influence ofconformation on several properties has been studied. The reaction with OH· has been analyzed with electronic structure methods. Feasiblereaction mechanisms have been evaluated along with a thorough characterization of theintermediates. The research on the interaction with NO consisted of: i) the identification andcharacterization of the products, and the elucidation of the mechanisms operative indifferent environments ii) by the analysis of the effect of melatonin on NO biosynthesisin the hamster retina. Finally, by means of nuclear magnetic resonance and molecular dynamics techniques, adetailed study of the interaction of melatonin with calmodulin, a stimulatory protein of NO biosynthesis has been carried out.
Fil: Turjanski, Adrián G.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.