comision de investigaciones
científicas de la provincia de
buenos aires
INFORME CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO[1]
PERIODO: 2001-2002
Legajo Nº:
1.
APELLIDO: WILLIAMS
NOMBRES: Patricia Ana María
2.
TEMA
DE INVESTIGACION
Estudio estructural y espectroscópico de sistemas
inorgánicos de interés biológico
3.
DATOS
RELATIVOS A INGRESO Y PROMOCIONES EN LA CARRERA
INGRESO: Categoría:
Mes: Año:
ACTUAL: Categoría: Investigador
Independiente desde el mes: Julio Año: 1998
4.
INSTITUCION
DONDE DESARROLLA LA TAREA
Nombre: CEQUINOR
Dependencia: Facultad de Cs Exactas. UNLP
Dirección: Calle: 47 esq. 115 Nº.
Ciudad: La Plata Pcia: Buenos Aires Tel: 0221 4259485
Dirección
electrónica: williams@quimica.unlp.edu.ar
Cargo que ocupa: Investigador Independiente.
5.
DIRECTOR
DE TRABAJOS. (En el caso que corresponda)
Apellido y Nombres:
Dirección. Calle
Ciudad: Pcia: Tel:
Dirección electrónica:
....................................................... ..................................................
Firma del Director (si corresponde)
Firma del Investigador
Fecha:
20/05/03
6.
EXPOSICION
SINTETICA DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL PERIODO.
La labor realizada en el período del
presente informe (2001-2002) corresponde a la Química Bioinorgánica Algunos de
los temas son de carácter básico pero con interés y potencial aplicación en el
área de la salud y el medio ambiente. Mi actividad se encuadra en el proyecto:
“Estudio estructural y espectroscópico de sistemas inorgánicos de interés
biológico” Con amplia participación personal en selección del sistema a
investigar, planificación y ejecución del trabajo experimental (generalmente
realizado en colaboración con investigadores del CEQUINOR y con estudiantes de
grado), en el procesamiento de los datos obtenidos discusión de resultados y
redacción de manuscritos. Del mismo modo, en este período, estuve integrada al
proyecto: “Estudio de Sistemas Inorgánicos y Bioinorgánicos acreditado por el
Programa de Incentivos, cuyo director es el Dr. E.J. Baran con un 100% del
tiempo. Actualmente se redujo el tiempo a la mitad y en el otro 50% se acreditó
el proyecto “Estudio estructural y espectroscópico de sistemas inorgánicos de
interés biológico”, bajo mi dirección.
Para el desarrollo y ejecución de
estos trabajos se emplean diversos métodos de
síntesis de laboratorio, en la mayoría de los casos en atmósfera de
nitrógeno, habiendo incluido el manejo de técnicas de Schlenk, determinaciones
analíticas, síntesis hidrotérmicas, caracterización de los compuestos obtenidos
por espectroscopías UV-visible reflectancia difusa, IR y Raman, estudios de
comportamientos térmicos (DTA-TGA) y magnéticos (por ahora a temperatura
ambiente), estudios potenciométricos, cinéticos y determinación de actividades
enzimáticas in vitro. Se cuenta con la colaboración de otros grupos
nacionales e internacionales para determinación de estructuras de monocristales
por RX, medidas magnéticas a diferentes temperaturas y ensayos biológicos
(cultivos celulares, medidas de proliferación y diferenciación celular,
estudios de morfología celular, etc.)
Dentro de los inconvenientes
hallados para la realización de este proyecto fundamentalmente se debe mencionar la falta de recursos
económicos para reparar equipos que se deterioran con los años (de algunos no
se consiguen más los repuestos y hay que reponer los equipos completos), lo que
impide pensar en comprar equipos más específicos al proyecto como EPR y NMR de 51V.
De todas formas, el CEQUINOR cuenta con facilidades adecuadas, tales como la
infraestructura necesaria para realizar las técnicas arriba mencionadas, una
biblioteca específica y computadoras con acceso a Internet lo que facilita las
búsquedas bibliográficas.
Gran parte de estos estudios está
dedicada a la química bioinorgánica del vanadio siendo muy relevante la
experiencia obtenida en estos estudios para luego ser volcadas en tratar de
conocer la relación estructura-actividad biológica en los ensayos biológicos.
Nosotros nos hemos dedicado especialmente a complejos del catión vanadilo (IV)
con ligandos de inetrés biológico y/o farmacológico. Fundamentalmente, ver los
trabajos de 7.1 con los siguientes ligandos: Sacáridos (Lactosa y Trehalosa),
Antiinflamatorios no esteroideos (Naproxeno, Ibuprofeno, Tolmetino y Aspirina)
y componentes de plantas (Acido cafeico).
Dentro de los sistemas biológicos y
en concentraciones mayoritarias se encuentran los elementos Fe, Cu y Zn motivo
por el cual se realizaron estudios acerca de su interacción con diversos
ligandos de interés biológico o farmacológico (Sacarina) y un segundo ligando
(Imidazol, Benzimidazol, piridina, 4,4´-bipiridina) que imita la esfera de
coordinación en sistemas de seres vivos. El ligando 4,4´-bipiridina se eligió
como sistema conector capaz de unir centros metálicos formando lo que se ha
dado a conocer recientemente como polímeros de coordinación. Se espera que
estos materiales muestren propiedades interesantes del tipo de zeolitas, ya que
poseen espacios vacíos que pueden albergar cierto tipo de moléculas (de hecho
en el presente estudio han albergado moléculas del solvente usado,
dimetilformamida).
7.
TRABAJOS
DE INVESTIGACION REALIZADOS O PUBLICADOS EN ESTE PERIODO.
7.1.
PUBLICACIONES.
Publicaciones
como autor principal. Diseño, redacción de manuscritos y ejecución en
colaboración.
1)
S.B Etcheverry, D. A Barrio, A.M. Cortizo and P.A.M. Williams (2002) “Three new
vanadyl(IV) complexes with non-steroidal anti-inflammatory drugs (Ibuprofen,
Naproxen and Tolmetin). Bioactivity on osteoblast-like cells in culture”. J.
Inorg. Biochem. 88, 94-100.
2) E.G. Ferrer, P.A.M. Williams, E.E.Castellano and O.E.
Piro (2002). “On a Novel Synthesis of 2-Sulfonatebenzoic Acid by Oxidation of Thiosalicylic Acid Catalyzed by Copper(II): a Structural
Study”. Z. Anorg. Allg. Chem. 628, 1979-1984.
3) B.S. Parajón Costa, R.M. Tótaro, E.G. Ferrer and P.A.M. Williams
(2002) “ Superoxide dismutase activity and electrochemical study of the
binuclear [Cu(TSA)2py]2 complex”., J. Trace Elem. Med. Biol., 16, 183-186.
Publicaciones con
participación en diseño, ejecución y redacción de manuscritos.
4)
S.B Etcheverry, D. A Barrio, P.A.M. Williams and E.J Baran (2001) “On the
interaction of the vanadyl(IV) cation with lactose. Inhibition effects of
vanadyl(IV)/mono- and disaccharide complexes upon alkaline phosphatase
activity”. Biol Trace Element Res. 84, 227-238.
5)
S.B. Etcheverry, P.A.M. Williams, V.C. Sálice, D.A. Barrio, E.G. Ferrer and
A.M. Cortizo (2002) “Biochemical Properties and Mechanism of Action of a
Vanadyl(IV)-Aspirin Complex on Bone Cell Lines” BioMetals 15, 37-49.
6) P.A.M. Williams, A.C. González Baró and E.G. Ferrer (2002). “Study of the
interaction of Oxovanadium(IV) with a plant component (Caffeic acid). Synthesis
and characterization of a solid compound”. Polyhedron 21, 1979-1984.
7) P.A.M. Williams, E.G. Ferrer, E.J. Baran, O.E. Piro and E.E. Castellano (2002). “Characterization of a Novel Cu(II)/4,4´-bipyridine Coordination Polymer Containing Square Grids”. Z. Anorg. Allg. Chem. 628, 2044-2048.
8) P.A.M. Williams, E.G. Ferrer, E.J. Baran, O.E. Piro, J.A. Ellena and E.E.
Castellano (2002). “Synthesis and Characterization of a New
Iron(II)/4,4´-bipyridine Complex”. J. Argent. Chem. Soc. 90, 109-115.
7.2.
TRABAJOS
EN PRENSA Y/O ACEPTADOS PARA SU PUBLICACIÓN
Trabajos con participación en diseño, ejecución y redacción de
manuscritos.
1) D.A. Barrio, P.A.M.
Williams, A.M Cortizo, S.B Etcheverry. “Synthesis of a new
vanadyl(IV) complex with trehalose (TreVO). Insulin-mimetic activities in
osteoblast-like cells in culture” JBIC (Journal of Biological Inorganic
Chemistry), en prensa.
2)
P.A.M.
Williams, E.G. Ferrer, M.J. Correa, E.J. Baran, E.E. Castellano and O.E. Piro.
“Characterization of two new zinc(II) complexes with saccharinate and imidazole
or benzimidazole as ligands” J. Chem. Crystallogr, en prensa.
The
crystal structure of the complexes [Zn(sac)2(im)2] (1)
and [Zn(sac)2(bzim)2]2 .2EtOH.H2O (2)
(sac = saccharinate anion; im = imidazole; bzim = benzimidazole; EtOH =
ethanol) was determined by single crystal X-ray diffractometry. Complex 1
crystallizes in the monoclinic P21/n space group with a =
9.1585(5), b = 16.4409(6), c = 15.0249(5) Å, b
= 94.079(1) °,
and Z = 4 whereas complex 2 belongs to the triclinic space group P1 with
a = 10.8500(2), b = 12.4860(2), c = 13.5640(3)Å, a
= 115,696(1), b
= 100.086(1), g
= 102.169(1)°,
and Z = 1. In both complexes, the Zn(II) cations are in a slightly distorted
tetrahedral ZnN4 environment, coordinated to two saccharinate anions
and to two imidazole (1) and to two benzimidazole (2) molecules.
The complexes were also characterized by means of infrared spectroscopy and
their thermal behavior investigated by means of thermogravimetric and
differential thermal analytical techniques.
7.3.
TRABAJOS
ENVIADOS Y AUN NO ACEPTADOS PARA SU PUBLICACION.
7.4.
TRABAJOS
TERMINADOS Y AUN NO ENVIADOS PARA SU PUBLICACION.
“Oxovanadium (IV) complexes of D-Gluconic and D-Saccharic
acids“ Patricia A. M. Williams, Susana B. Etcheverry, Enrique J. Baran
Oxovanadium(IV) complexes of the a–hydroxycarboxylic
ligands D-gluconic and D-saccharic acids of stoichiometry Na2[VO(gluconate)2].H2O, K2[VO(saccharate)2].
4H2O, Na4[VO(gluconate)2].2H2O and K5[VO(saccharate)2].4H2O
were obtained in aqueous solutions; the first two in acid, the other two in
alkaline media. They were characterized by infrared and UV-vis spectroscopies,
thermoanalytical (TG and DTA) data and
magnetic susceptibility measurements. The complexes were found to be
mononuclear, possessing the VO2+ moiety, and the thorough analysis
of the spectral data allowed the determination of the characteristics of the
metal-to-ligand interactions.
7.5.
COMUNICACIONES.
7.6.
INFORMES
Y MEMORIAS TECNICAS.
8.
TRABAJOS
DE DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS.
8.1.
DESARROLLOS
TECNOLÓGICOS.
8.2.
PATENTES
O EQUIVALENTES.
8.3.
OTRAS
ACTIVIDADES TECNOLÓGICAS CUYOS RESULTADOS NO SEAN PUBLICABLES
9.
SERVICIOS
TECNOLÓGICOS.
10.
PUBLICACIONES
Y DESARROLLOS EN:
10.1. DOCENCIA
Guía de Trabajos Prácticos y Seminarios de la Cátedra de
Química General y Química Inorgánica (Ingeniería Química y Metalúrgica),
Facultad de Cs. Exactas. UNLP.
10.2. DIVULGACIÓN
11.
DIRECCION DE BECARIOS
Y/O INVESTIGADORES
Dirección de la beca de la Srta Srita. Jessie M. Montesi, alumna avanzada de Farmacia. Facultad de Agroindustrias, Presidente Roque Saenz Peña, Chaco. Tema: Estudio potenciométrico de sistemas inorgánicos de metales de transición con ligandos de interés biológico y/o farmacológico. 1/10/02-30/09/03.
12.
DIRECCION DE TESIS.
13.
PARTICIPACION EN
REUNIONES CIENTIFICAS.
Comunicaciones
como autor principal. Diseño, redacción de manuscritos y ejecución en
colaboración.
1) XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química
Inorgánica. Con concurrencia. San Martín de los Andes, Neuquén, del 23 al 27 de abril de
2001."Síntesis, caracterización y bioactividad de tres nuevos complejos de
vanadilo(IV) con drogas antiinflamatorias". María S. Molinuevo, Ana M. Cortizo, Susana B. Etcheverry y
Patricia A.M. Williams
2) XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química
Inorgánica. Con concurrencia. San Martín de los Andes, Neuquén, del 23 al 27 de abril de
2001."Reacción de oxidación del ácido tiosalicílico, catalizada por
Cu(II). Obtención de ácido 2-sulfonatobenzoico de tetrafenilfosfonio "
Oscar E. Piro, Eduardo E. Castellano, Evelina G. Ferrer y Patricia A.M. Williams
Comunicaciones con
participación en diseño, ejecución y redacción de manuscritos.
3) XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química
Inorgánica. Con concurrencia. San Martín de los Andes, Neuquén, del 23 al 27 de abril de
2001."Interacción del catión vanadilo(IV) con el disacárido lactosa.
Actividad de complejos VO2+/disacáridos sobre fosfatasa alcalina". Susana B.
Etcheverry, Daniel A. Barrio, Patricia A.M. Williams y Enrique J. Baran
4) XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química
Inorgánica. Con concurrencia. San Martín de los Andes, Neuquén, del 23 al 27 de abril de
2001."Análisis del sistema ácido cafeico /VO+2. Estudio
potenciométrico y caracterización de los sólidos obtenidos" Patricia A.M. Williams, Ana C. González Baró y Evelina G. Ferrer
5) The Third
International Symposium on Chemistry and Biological Chemistry of Vanadium. Sin concurrencia. Osaka, Japón del
26 al 29 de noviembre de 2001. “Vanadyl(IV)-saccharide complexes:
bioactivity on osteoblast proliferation and differentiation. Putative mechanism
of action”. Daniel A. Barrio, Patricia A.M. Williams, A.M. Cortizo, S.B.
Etcheverry.
6) Primeras Jornadas de Educación Farmacéutica en el Nuevo
Milenio. Con concurrencia. La Plata, Argentina del 6 al 8 de Noviembre de
2001.Farmacología de compuestos de vanadio: acción insulinomimética. D.A.
Barrio, M.S. Molinuevo, P.A.M. Williams, A.M. Cortizo, S.B. Etcheverry.
14.
CURSOS DE
PERFECCIONAMIENTO, VIAJES DE ESTUDIO, ETC.
15.
SUBSIDIOS RECIBIDOS EN
EL PERIODO.
16.
DISTINCIONES O PREMIOS
OBTENIDOS EN EL PERIODO.
Referee de dos publicaciones en J. Inorg. Biochem.
Moderadora de dos sesiones de presentaciones orales en
el XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica.
17.
ACTUACION EN ORGANISMOS
DE PLANEAMIENTO, PROMOCION O EJECUCION CIENTIFICA Y TECNOLÓGICA.
18.
TAREAS DOCENTES
DESARROLLADAS EN EL PERIODO.
Profesor Adjunto DS, interino, Cátedra de Introducción a la
Química (correlación). Facultad de Ciencias Exactas, UNLP.
Jefe de Trabajos Prácticos, SD (extendido a DE) ordinario,
Cátedra de Química Inorgánica I (Química,
Bioquímica y Farmacia) Facultad de Ciencias Exactas, UNLP.
Tiempo demandado: 30%.
19.
OTROS ELEMENTOS DE
JUICIO NO CONTEMPLADOS EN LOS TITULOS ANTERIORES.
Vocal
de la organización de las VI Jornadas Nacionales y III Internacionales de
Enseñanza Universitaria de la Química, que se llevarán a cabo en La Plata del
28/09/2003 al 01/10/2003.
Febrero 2001-diciembre de 2001. Dirección compartida con la
Dra. E.G. Ferrer de las señoritas Mariana Riesgo y M. Jimena Correa, alumnas de
4to. año de la carrera de Bioquímica.
Marzo 2002-actual. Dirección compartida con la Dra. E.G.
Ferrer de las señoritas Victoria Salinas, Natalia Baeza y Luciana Naso, alumnas
de 3er. año de la carrera de Bioquímica, y de M. Jimena Correa, alumna de 5to.
año de Bioquímica.
Jurado de Tesis doctoral de la Lic. R. Tótaro. 07/03/02.
Calif. con sobres. 10, Fac. de Cs. Exactas, UNLP.
Miembro de la Comisión Honoraria de
Química, CICPBA (año 2000-actual).
Miembro del Comité Científico del CEQUINOR, 1997 y 2001.
Miembro de varias comisiones asesoras para cubrir
cargos docentes en el Departamento de
Química, en el claustro de graduados y de profesores.
20.
TITULO Y PLAN DE TRABAJO
A REALIZAR EN EL PROXIMO PERIODO.
En el próximo período se seguirá con el estudio de
compuestos de vanadilo(IV) con diversos ligandos: ácidos ferúlico, cinámico,
antiinflamatorios no esteroideos (indometacina y diclofenac), ácido
cumarin-3-carboxílico y carbohidratos. De todos ellos se tratará de obtener y
caracterizar compuestos sólidos. En algunos casos se harán estudios en solución
y en otros, se medirán sus propiedades enzimáticas (actualmente se puso a punto
en nuestro laboratorio la técnica para determinar la actividad enzimática de
fosfatasa alcalina y se intentará poner a punto la de superóxidodismutasa).
Además, y en colaboración con la Cátedra de Bioquímica
Patológica de la Facultad de Ciencias Exactas, UNLP, se harán en el caso de los
antiinflamatorios estudios in vitro de las propiedades biológicas de los
complejos obtenidos usando células osteoblastosímiles, normales y tumorales
(fundamentalmente se harán ensayos de proliferación y diferenciación celular).
Se sabe que los componentes de procesos inflamatorios, tales como radicales
libres, causan daño tisular, presentándose en diversas enfermedades
degenerativas tales como alteraciones del sistema nervioso central (por ejemplo
enfermedad de Alzheimer, diversos cánceres, etc). Como parte del tratamiento de
estas enfermedades, se considera importante la disminución de los procesos
inflamatorios subyacentes. Este punto permite comprender porqué los agentes
antiinflamatorios son también efectivos en el tratamiento o prevención de
dichas enfermedades. Es sabido que los complejos de diversos metales de
transición con diferentes ligandos farmacológicamente activos, mejoran las
propiedades de dichos fármacos aumentando la biodisponibilidad y disminuyendo
los efectos no deseados. Se encarará además el estudio teórico de estos
complejos para poder establecer correlaciones entre estructuras y actividad
biológica, en colaboración con un grupo de Química Inorgánica del Chaco.
Para algunos de los complejos obtenidos se continuará
con el estudio de la distribución de especies en solución usando la técnica de
titulación potenciométrica y se precipitarán los compuestos en las condiciones
que sean especies mayoritarias. Se usarán técnicas de SchlenK para la obtención
de compuestos sólidos de VO(IV) dada su alta reactividad en agua y al aire,
intentando obtener monocristales.
Se continuará con la síntesis y estudio de complejos
de metales de transición biológicamente importantes usando además la técnica de
síntesis hidrotérmica. Actualmente se están estudiando los siguientes sistemas:
a)
Cu(II) con
cianoguanidina y sacarina, del cual se obtuvo un monocristal en metanol,
observándose reacción de la cianoguanidina con el metanol generando un
compuesto nuevo azametalocíclico, cuya estructura se estableció por
cristalografía de RX. Se continuará su caracterización y se intentará obtener
el complejo con otro solvente que no reaccione con el ligando y además, se
tratará de reemplazar al Cu por otros metales de transición.
b)
Cu(II) y Co(III) con
ácido 2-OH-hipúrico e imidazol. Se obtuvieron monocristales donde en el caso de
Co se genera un compuesto ternario con los dos ligandos en la esfera de
coordinación y con Cu con imidazol en la esfera de coordinación y el
2-OH-hipúrato como contraanión. Se está estudiando la distribución de especies
del sistema cuaternario Cu2+/ 2-OH-hipúrico/ imidazol/ H+.
c)
Complejos ternarios de
Cd(II) y Zn(II) con sacarinatos y ligandos de interés biológico por síntesis
hidrotérmica.
d)
Estudio cinético de
bromación de rojo fenol mediante peroxocomplejos de V(V), en los que se simula
el sitio de las bromoperoxidasas que contienen V, usando la técnica de
stopped-flow.
e)
Se continuará con el
estudio de complejos de Co(II) y Co(III) con sulfatiazol, de los sólidos
obtenidos en polvo y del cristal de Co(II). Se determinará la interacción de
los mismos con albúmina sérica bovina. Este trabajo es en colaboración con
grupos de Química Inorgánica de Rosario.