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Radical tiilo

En química , un radical tiilo tiene la fórmula RS, a veces escrita RS • para enfatizar que son radicales libres . R es típicamente un sustituyente alquilo o arilo. Debido a que los enlaces S–H son aproximadamente un 20% más débiles que los enlaces C–H, los radicales tiilo se generan con relativa facilidad a partir de tioles RSH. [1] Los radicales tiilo son intermediarios en la reacción tiol-eno , que es la base de algunos recubrimientos y adhesivos poliméricos . Se generan por abstracción de átomos de hidrógeno de tioles utilizando iniciadores como AIBN : [2]

RN=NR → 2 R • + N 2
R • + R′SH → R′S • + RH

Los radicales tiilo también se utilizan como intermediarios en algunas reacciones bioquímicas.

Radical tiilo en biología

Reactividad de los radicales tiilo

La formación de radicales tiilo in vivo ocurre principalmente a través de la acción de varios radicales sobre el aminoácido cisteína incorporado a las proteínas. La tasa de formación de radicales es más alta con el radical OH · (k = 6,8 x 10 9 M -1 s -1 ) [3] y disminuye a través del radical H · (k = 6,8 x 10 9 M -1 s -1 ) [3] hasta los radicales peroxilo R-CHOO · (k = 4,2 x 10 3 M -1 s -1 ). Uno de los sustratos más importantes de los radicales tiilo en los sistemas biológicos son los lípidos , donde los radicales tiilo juegan un papel crucial en la peroxidación lipídica. [4] En este proceso, los radicales tiilo actúan como catalizadores de transferencia de cadena al transferir el electrón desapareado a un nuevo lípido, acelerando así la peroxidación lipídica. [4] Otros sustratos de radicales tiilo incluyen otras proteínas (k = 1,4 x 10 5 M -1 s -1 ), [5] ácidos grasos monoinsaturados ( MUFAs ) (k = 1,6 x 10 5 M -1 s -1 ), [6] y ubiquinona (k = 2,5 x 10 3 M -1 s -1 ). Curiosamente, la adición de tioles lipofílicos en cultivos celulares o la administración a C. elegans aceleró la peroxidación lipídica a la misma tasa de iniciación, causó daños a las proteínas de membrana y se asoció con una disminución de los ácidos grasos poliinsaturados ( PUFAs ) y una vida útil más corta. [7] [8]

Eliminación de radicales tiilo

Los antioxidantes fenólicos más importantes , como la ubiquinona o el α-tocoferol , no son depuradores adecuados de radicales tiilo. [4] Ambas sustancias no son suficientemente reactivas, [9] [10] [11] y el α-tocoferol tampoco está presente en cantidades suficientes para depurar radicales tiilo. No obstante, ambos compuestos tienen constantes de velocidad altas para su reacción con radicales peroxilo, lo que resalta su importancia evolutiva como depuradores. [12] [13] [14] Los polienos isoprenoides, como los carotenoides o el licopeno , exhiben constantes de velocidad muy altas con respecto a los radicales tiilo (hasta 10 9 M -1 s -1 ). [15] Sin embargo, incluso con una suplementación excesiva, el efecto del licopeno no es suficiente para contrarrestar adecuadamente la peroxidación lipídica. [4] La situación es significativamente más prometedora en medios acuosos: el ácido ascórbico y el glutatión también tienen constantes de velocidad altas (>10 8 M -1 s -1 ) y están presentes en concentraciones suficientemente altas, por lo que en entornos acuosos, los radicales tiilo pueden ser neutralizados eficazmente por los antioxidantes antes mencionados.

Referencias

  1. ^ Dénès, F.; Pichowicz, M.; Povie, G.; Renaud, P. (2014). "Radicales tiilo en síntesis orgánica". Chemical Reviews . 114 (5): 2587–2693. doi :10.1021/cr400441m. PMID  24383397.
  2. ^ Hoyle, CE; Lee, TY; Roper, T. (2004). "Tiolenos: química del pasado con promesas para el futuro". Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry . 42 (21): 5301–5338. Bibcode :2004JPoSA..42.5301H. doi : 10.1002/pola.20366 .
  3. ^ ab Tartaro Bujak, Ivana; Mihaljević, Branka; Ferreri, Carla; Chatgilialoglu, Chryssostomos (1 de noviembre de 2016). "La influencia de los antioxidantes en la peroxidación lipídica inducida por radicales tiilo y la isomerización geométrica en micelas de ácido linoleico". Investigación de radicales libres . 50 (sup1): S18–S23. doi :10.1080/10715762.2016.1231401. ISSN  1071-5762. PMID  27776460.
  4. ^ abcd Moosmann, Bernd; Hajieva, Parvana (29 de abril de 2022). "Investigación del papel de los radicales tiilo de cisteína en la biología: eminentemente peligrosos y difíciles de eliminar". Antioxidantes . 11 (5): 885. doi : 10.3390/antiox11050885 . ISSN  2076-3921. PMC 9137623 . PMID  35624747. 
  5. ^ Nauser, Thomas; Pelling, Jill; Schöneich, Christian (1 de octubre de 2004). "Reacción de radicales tiilo con cadenas laterales de aminoácidos: constantes de velocidad para la transferencia de hidrógeno y relevancia para la modificación postraduccional de proteínas". Chemical Research in Toxicology . 17 (10): 1323–1328. doi :10.1021/tx049856y. ISSN  0893-228X.
  6. ^ Chatgilialoglu, Chryssostomos; Ferreri, Carla (1 de junio de 2005). "Lípidos trans: la ruta de los radicales libres". Accounts of Chemical Research . 38 (6): 441–448. doi :10.1021/ar0400847. ISSN  0001-4842. PMID  15966710.
  7. ^ Heymans, Victoria; Kunath, Sascha; Hajieva, Parvana; Moosmann, Bernd (8 de noviembre de 2021). "Caracterización de agentes de transferencia de cadena prooxidativa como nuevos fármacos citostáticos mediante cultivo celular". Moléculas . 26 (21): 6743. doi : 10.3390/molecules26216743 . ISSN  1420-3049. PMC 8586999 . PMID  34771157. 
  8. ^ Kunath, Sascha; Schindeldecker, Mario; De Giacomo, Antonio; Meyer, Theresa; Sohre, Selina; Hajieva, Parvana; von Schacky, Clemens; Urban, Joachim; Moosmann, Bernd (septiembre de 2020). "Actividad de transferencia de cadena prooxidativa por grupos tiol en sistemas biológicos". Redox Biology . 36 : 101628. doi :10.1016/j.redox.2020.101628. PMC 7365990 . PMID  32863215. 
  9. ^ Denisova, TG; Denisov, ET (mayo de 2009). "Reactividad de fenoles naturales en reacciones radicalarias". Cinética y catálisis . 50 (3): 335–343. doi :10.1134/S002315840903001X. ISSN  0023-1584.
  10. ^ Chatgilialoglu, Chryssostomos; Zambonin, Laura; Altieri, Alessio; Ferreri, Carla; Mulazzani, Quinto G; Landi, Laura (diciembre de 2002). "Isomería geométrica de ácidos grasos monoinsaturados: catálisis de radicales tiilo e influencia de vitaminas antioxidantes". Biología y medicina de radicales libres . 33 (12): 1681–1692. doi :10.1016/S0891-5849(02)01143-7. PMID  12488136.
  11. ^ Tartaro Bujak, Ivana; Mihaljević, Branka; Ferreri, Carla; Chatgilialoglu, Chryssostomos (1 de noviembre de 2016). "La influencia de los antioxidantes en la peroxidación lipídica inducida por radicales tiilo y la isomerización geométrica en micelas de ácido linoleico". Investigación de radicales libres . 50 (sup1): S18–S23. doi :10.1080/10715762.2016.1231401. ISSN  1071-5762. PMID  27776460.
  12. ^ Granold, Matthias; Hajieva, Parvana; Toşa, Monica Ioana; Irimie, Florin-Dan; Moosmann, Bernd (2018-01-02). "Diversificación moderna del repertorio de aminoácidos impulsado por el oxígeno". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 115 (1): 41–46. Bibcode :2018PNAS..115...41G. doi : 10.1073/pnas.1717100115 . ISSN  0027-8424. PMC 5776824 . PMID  29259120. 
  13. ^ Traber, Maret G.; Atkinson, Jeffrey (julio de 2007). " Vitamina E, antioxidante y nada más". Biología y medicina de radicales libres . 43 (1): 4–15. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.024. PMC 2040110. PMID  17561088. 
  14. ^ Ohlow, Maike J.; Granold, Matthias; Schreckenberger, Mathias; Moosmann, Bernd (23 de marzo de 2012). "¿Es el grupo de cabeza de cromanol de la vitamina E la verdad final de la naturaleza sobre los antioxidantes que rompen la cadena?". FEBS Letters . 586 (6): 711–716. Bibcode :2012FEBSL.586..711O. doi :10.1016/j.febslet.2012.01.022. ISSN  0014-5793. PMID  22281199.
  15. ^ Mortensen, Alan; Skibsted, Leif H.; Sampson, Julia; Rice-Evans, Catherine; Everett, Steven A. (24 de noviembre de 1997). "Mecanismos comparativos y tasas de eliminación de radicales libres por antioxidantes carotenoides". FEBS Letters . 418 (1–2): 91–97. Bibcode :1997FEBSL.418...91M. doi :10.1016/S0014-5793(97)01355-0. ISSN  0014-5793. PMID  9414102.
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