Interaccíon y Fotorreactividad de Macromoléculas Biológicas y Ambientales

Abstract

En este trabajo de tesis se estudiaron propiedades espectroscópicas, fotofísicas y fotoquímicas de antibióticos de amplio espectro como lo son las Fluoroquinolonas (FQs). Así como su interacción con macromoléculas biológicas y ambientales tanto en soluciones homogéneas como micelas inversas de AOT, principalmente mediante el uso de técnicas espectroscópicas UV-visible y de fluorescencia, tanto de régimen estacionario como dinámico. Esta tesis comienza con una sección de Introducción general de los antibióticos FQs (Cap. 1). Luego se presentan los resultados experimentales organizados en tres secciones. En la primera parte se focalizó el estudio fotofísico de las Fluoroquinolonas con la proteína Lisozima (Lyz) en solución homogénea (Cap. 2). Los resultados indicaron que las FQs forman un complejo en el estado fundamental con Lyz, sin involucrar los estados excitados tanto singulete como triplete de los antibióticos. Además que la fuerza y naturaleza de la interacción depende del pH del medio. Por otro lado, el estudio fotoquímico de las FQs (Cap. 3-5) determino que se fotodegradan mediante dos vías: Desfluorinación y Degradación del anillo piperazina y que el complejo formado, FQs-Lyz, disminuye el rendimiento cuántico de fotodegradación de los antibióticos ( FC ). Dicho efecto protector no produce foto-oxidación de los Trp situados en la proteína, y no afecta la estructura secundaria ni la actividad lítica de la enzima. Además, se determinó que ciprofloxacina (Cpx) fotolizada disminuye su actividad antibiótica, siendo mayor el efecto en bacterias Gram positivas. La presencia de Lyz no tiene ningún efecto, ya sea antagónico ni sinérgico sobre la actividad de la Cpx. En la segunda parte se enfocó el estudio fotofísico y fotoquímico de las FQs con Lyz en Micelas Inversas de AOT, para mimetizar un sistema confinado. Los resultados indicaron que las FQs son estabilizadas y ubicadas en el interior acuoso de la micela, donde sensan un medio ácido (pH = 5,4). Además se observó que las Tyr presentes en Lyz contribuyen en el espectro de fluorescencia, indicando cambios conformacionales de la proteína cuando se incorpora en micelas inversas (Cap. 6). Por otro lado, se determinó que no existe interacción entre las FQs y Lyz cuando se encuentran en soluciones micelares. Se demostró además, que la fotoquímica de las FQs en micelas inversas proviene del estado excitado triplete de los antibióticos y que la proteína interacciona con el triplete de Cpx, disminuyendo su fotoconsumo en W 16 (Cap. 7). Por último (Cap. 8), se abordó el estudio fotofísico y fotoquímico de las FQs con el Ácido Húmico (AH). Los resultados indicaron que las FQs forman complejos con AH en el estado fundamental. La interacción FQs-AH no involucra el estado excitado singulete del AH. Se demostró también que el estado triplete del AH tiene un efecto fotosensibilizador sobre la degradación de Cpx cuando son irradiados a 360 nm; y que este efecto depende de la concentración del AH, alcanzando su máxima capacidad en 10 mg/l.