Magíster en Química y Memoria para optar al Título Profesional de Químico / La monoamino Oxidasa A humana es una enzima que metaboliza sustratos biogénicos como los neurotransmisores 5-HT, DA, NA, TA, entre otros. Existen diversas propuestas mecanísticas para la reacción de deaminación oxidativa de la hMAO-A: Polar nucleofílica, radicalaria, transferencia de hidruros. Todos estos mecánismos transfieren un hidruro (H􀀀) del Carbono alfa de la monoamina al N5 del anillo isoaloxacina. En este trabajo, se buscó por medio del Método de aproximación de clúster discriminar cuál es el mecanismo que domina la reacción. Los estudios de docking de neurotransmisores caracterizan el sitio activo. Los principales residuos indentificados en el sitio son son Y444, Y407, Q215, I180, N181,e Y69. El papel de las moléculas de agua es también analizado. Se estudia el impacto del efecto solvente sobre sustratos y sitio activo de hMAO-A por cálculos de Fukui local y global para caracterizar índices químicos de este sistema ante diferentes valores de diélectrico y su relación con los mecanismos. Finalmente, se implementó la metodología de aproximación de clúster para hMAO-A encontrando que el máximo de energía del tránsito líneal a 1.1 Å(hidruro) y 1.6 Å(radical). Las energías libres de reacción calculadas indican que está favorecido el mecanismo de transferencia directa de hidruro con 40 kcal/mol. / The human monoamine oxidase is an enzyme that metabolizes biogenic substrates as neurotransmitters serotonin, dopamine, noradrenalin and tryptamine, among others. There are several mechanistic proposals for reacting oxidative deamination for hMAO-A: Polar nucleophilic, radical and hydride transfer . All these mechanisms transfer a hydride (H-) of the alpha Carbon of the monoamine to N5 of isoalloxacin group. The aim of this research was to find and discriminate, using Cluster Approximation method, which is the mechanism that dominates the reaction. Docking studies of neurotransmitters characterize the active site. The major identified residues within the site are Y444, Y407, Q215, I180, N181 and Y69. The role of water molecules is also included in the analysis. It is studied the impact of the solvent effect on substrates and the active site of hMAO-A by calculations of local and global Fukui to characterize chemical indexes of this system at different dielectrically values and their relationship with the mechanisms. Finally, the Cluster Approximation methodology was employed for hMAO-A, finding that the maximum of energy of the linear transit to 1.1 Å(in the hydride mechanism) and 1.6 Å(in the radical mechanism). The calculated energies that were free of reaction, indicate that the hydride direct transfer mechanism is enhanced with almost 40 kcal/mol / Fondecyt

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Ingeniera Civil en Biotecnología / Ingeniera Civil Química / La enzima Monoamino oxidasa A (MAO-A) participa en las vías de degradación de diferentes neurotransmisores, entre ellos la serotonina, razón por la cual es punto de interés de investigadores para el desarrollo de antidepresivos inhibidores de la enzima. Estos comenzaron a desarrollarse en la década del 60, sin embargo paulatinamente se dejaron de utilizar debido a sus efectos secundarios, generados por el poco conocimiento específico que se tenía sobre la relación enzima/sustrato. En este estudio se realiza una búsqueda en la estructura de la MAO-A para encontrar posibles sitios donde podría ocurrir la desprotonación del sustrato, paso previo necesario para que pueda desarrollarse la catálisis de la enzima. Para esto se pretende identificar y caracterizar el campo electrostático de la proteína y el carácter ácido/base de los aminoácidos, para luego determinar en la estructura los posibles sitios de desprotonación y caracterizarlos. Así, se estudiaron las interacciones electrostáticas a partir de una dinámica molecular convencional de 10[ns], con el fin de definir la capacidad de desprotonación de cada aminoácido. Los factores que se consideraron fueron el valor del pKa de cada residuo y el campo electrostático de la proteína completa. En base a esto se cree que el sitio de desprotonación está en la superficie de la enzima y no en la cavidad del sitio activo, ya que éste es en su mayoría hidrofóbico. Además este sitio estaría en la cara frontal de la proteína, ya que la cara reversa posee un campo electrostático positivo muy alto que repelería al grupo amino protonado del sustrato. En particular, se encontraron dos zonas donde podría ocurrir la desprotonación del sustrato: en el aminoácido ARG-79, que se encuentra relativamente cerca de la región reportada como la entrada al sitio activo y posee una capacidad de desprotonación estable (desviación estándar = 0.5) y alta (pKamax = 17); o los residuos LYS-90 y ARG-109, que se encuentran en el área reportada como entrada y por ello deberían interactúan directamente con el sustrato cuando éste ingresara al canal. El siguiente paso en esta línea de investigación es validar estos resultados en laboratorio mediante mutagénesis dirigida. El desarrollo de este trabajo da pie a una línea de investigación que permita reunir el conocimiento químico y biológico de la interacción enzima/sustrato de la proteína MAO-A. Estos resultados se podrían aplicar en la modificación de la via de degradación de la serotonina, por medio de fármacos que interfieran en su relación con la enzima MAO-A, desarrollando así antidepresivos específicos para este sustrato.

The plant Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, popularly known in Brazil as "bacupari" has traditionally been used for various types of inflammatory diseases and the evaluation of their chemical composition, mainly of leaves, has resulted in biflavonoids as major compounds. These phenolic compounds have shown anti-inflammatory activity validating the popular use of the plant. In this work was isolated from dried branches of Garcinia gardneriana the biflavonoids: morelloflavone, that is an naringenin covalently linked to luteolin, Gb-2a which is an naringenin linked to eriodictyol and Gb-2a- 7-O-glucose. These compounds have been previously evaluated in various activities such as anti-inflammatory and anti-antioxidants but there is no report of its activity as enzymatic inhibitors. However, the monomers that form it, have been evaluated in the inhibition of aromatase and antidepressant activity with positive outcome, which commonly are used MAO-A inhibitors. In the isolation process were also founded terpenoid compounds as lupeol and friedelin The isolated and purified biflavonoids were used to evaluate enzyme inhibition "in vitro" in monoamine oxidases (MAO-A MAO-B) and aromatase. The compounds showed a positive response even of IC50 5,47 μM and 1,35 μM for MAO-A inhibition of and aromatase enzyme respectively; discovering a way for a new proposal to link both enzymes for treatment of hormone-dependent cancers and anxiety and depression disorders. / La planta Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, popularmente conocida en Brasil como "bacupari" ha sido tradicionalmente usada para varios tipos de enfermedades inflamatorias y la evaluación de su composición química, principalmente de las hojas, ha resultado en biflavonoides como compuestos mayoritarios. Estos compuestos fenólicos han demostrado actividad anti-inflamatória validando el uso popular de la planta. En este trabajo se asilaron a partir de tallos secos de la Garcinia gardneriana los biflavonoides: moreloflavona, que consiste en una naringenina unida covalentemente a luteolina, Gb-2a que es un compuesto que consiste en una naringenina unida a un eriodictyol y Gb-2a-7-O-glucose. Estos compuestos ya han sido previamente evaluados en diversas actividades como anti inflamatorios y anti antioxidantes pero no se tiene reporte de su actividad como inhibidores enzimáticos. Sin embargo, los monomeros que los conforman han sido evaluados en la inhibición de la aromatasa y con resultados positivos como en la actividad antidepresiva, para la cual comúnmente son usados los inibidores de MAO-A. En el proceso de aislamiento también fueron encontrados compuestos terpenoides como lupeol y friedelina. Los biflavonoides aislados y purificados se usaron para evaluar la inhibición enzimática “in vitro” en monoaminooxidasas (MAO-A, MAO-B) y aromatasa. Los compuestos presentaron una respuesta positiva calculada con IC50 de hasta 5,47 μM y 1,35 μM para la inhibición de las enzimas MAO-A y aromatasa respectivamente, abriendo el camino a una nueva propuesta de relacionar estas dos enzimas para tratamiento de cánceres hormonodependientes y transtornos de ansiedad y depresión.

The plant Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, popularly known in Brazil as "bacupari" has traditionally been used for various types of inflammatory diseases and the evaluation of their chemical composition, mainly of leaves, has resulted in biflavonoids as major compounds. These phenolic compounds have shown anti-inflammatory activity validating the popular use of the plant. In this work was isolated from dried branches of Garcinia gardneriana the biflavonoids: morelloflavone, that is an naringenin covalently linked to luteolin, Gb-2a which is an naringenin linked to eriodictyol and Gb-2a- 7-O-glucose. These compounds have been previously evaluated in various activities such as anti-inflammatory and anti-antioxidants but there is no report of its activity as enzymatic inhibitors. However, the monomers that form it, have been evaluated in the inhibition of aromatase and antidepressant activity with positive outcome, which commonly are used MAO-A inhibitors. In the isolation process were also founded terpenoid compounds as lupeol and friedelin The isolated and purified biflavonoids were used to evaluate enzyme inhibition "in vitro" in monoamine oxidases (MAO-A MAO-B) and aromatase. The compounds showed a positive response even of IC50 5,47 μM and 1,35 μM for MAO-A inhibition of and aromatase enzyme respectively; discovering a way for a new proposal to link both enzymes for treatment of hormone-dependent cancers and anxiety and depression disorders. / La planta Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, popularmente conocida en Brasil como "bacupari" ha sido tradicionalmente usada para varios tipos de enfermedades inflamatorias y la evaluación de su composición química, principalmente de las hojas, ha resultado en biflavonoides como compuestos mayoritarios. Estos compuestos fenólicos han demostrado actividad anti-inflamatória validando el uso popular de la planta. En este trabajo se asilaron a partir de tallos secos de la Garcinia gardneriana los biflavonoides: moreloflavona, que consiste en una naringenina unida covalentemente a luteolina, Gb-2a que es un compuesto que consiste en una naringenina unida a un eriodictyol y Gb-2a-7-O-glucose. Estos compuestos ya han sido previamente evaluados en diversas actividades como anti inflamatorios y anti antioxidantes pero no se tiene reporte de su actividad como inhibidores enzimáticos. Sin embargo, los monomeros que los conforman han sido evaluados en la inhibición de la aromatasa y con resultados positivos como en la actividad antidepresiva, para la cual comúnmente son usados los inibidores de MAO-A. En el proceso de aislamiento también fueron encontrados compuestos terpenoides como lupeol y friedelina. Los biflavonoides aislados y purificados se usaron para evaluar la inhibición enzimática “in vitro” en monoaminooxidasas (MAO-A, MAO-B) y aromatasa. Los compuestos presentaron una respuesta positiva calculada con IC50 de hasta 5,47 μM y 1,35 μM para la inhibición de las enzimas MAO-A y aromatasa respectivamente, abriendo el camino a una nueva propuesta de relacionar estas dos enzimas para tratamiento de cánceres hormonodependientes y transtornos de ansiedad y depresión.

The plant Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, popularly known in Brazil as "bacupari" has traditionally been used for various types of inflammatory diseases and the evaluation of their chemical composition, mainly of leaves, has resulted in biflavonoids as major compounds. These phenolic compounds have shown anti-inflammatory activity validating the popular use of the plant. In this work was isolated from dried branches of Garcinia gardneriana the biflavonoids: morelloflavone, that is an naringenin covalently linked to luteolin, Gb-2a which is an naringenin linked to eriodictyol and Gb-2a- 7-O-glucose. These compounds have been previously evaluated in various activities such as anti-inflammatory and anti-antioxidants but there is no report of its activity as enzymatic inhibitors. However, the monomers that form it, have been evaluated in the inhibition of aromatase and antidepressant activity with positive outcome, which commonly are used MAO-A inhibitors. In the isolation process were also founded terpenoid compounds as lupeol and friedelin The isolated and purified biflavonoids were used to evaluate enzyme inhibition "in vitro" in monoamine oxidases (MAO-A MAO-B) and aromatase. The compounds showed a positive response even of IC50 5,47 μM and 1,35 μM for MAO-A inhibition of and aromatase enzyme respectively; discovering a way for a new proposal to link both enzymes for treatment of hormone-dependent cancers and anxiety and depression disorders. / La planta Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, popularmente conocida en Brasil como "bacupari" ha sido tradicionalmente usada para varios tipos de enfermedades inflamatorias y la evaluación de su composición química, principalmente de las hojas, ha resultado en biflavonoides como compuestos mayoritarios. Estos compuestos fenólicos han demostrado actividad anti-inflamatória validando el uso popular de la planta. En este trabajo se asilaron a partir de tallos secos de la Garcinia gardneriana los biflavonoides: moreloflavona, que consiste en una naringenina unida covalentemente a luteolina, Gb-2a que es un compuesto que consiste en una naringenina unida a un eriodictyol y Gb-2a-7-O-glucose. Estos compuestos ya han sido previamente evaluados en diversas actividades como anti inflamatorios y anti antioxidantes pero no se tiene reporte de su actividad como inhibidores enzimáticos. Sin embargo, los monomeros que los conforman han sido evaluados en la inhibición de la aromatasa y con resultados positivos como en la actividad antidepresiva, para la cual comúnmente son usados los inibidores de MAO-A. En el proceso de aislamiento también fueron encontrados compuestos terpenoides como lupeol y friedelina. Los biflavonoides aislados y purificados se usaron para evaluar la inhibición enzimática “in vitro” en monoaminooxidasas (MAO-A, MAO-B) y aromatasa. Los compuestos presentaron una respuesta positiva calculada con IC50 de hasta 5,47 μM y 1,35 μM para la inhibición de las enzimas MAO-A y aromatasa respectivamente, abriendo el camino a una nueva propuesta de relacionar estas dos enzimas para tratamiento de cánceres hormonodependientes y transtornos de ansiedad y depresión.