Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico...

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Ciencia en Desarrollo, Vol. 9 No. 2 ISSN 0121 - 7488 - Julio a Diciembre de 2018 99 Síntesis, actividad antibacteriana e interacción del ADN con complejos de inclusión entre compuestos lantánidos y β-ciclodextrina Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA with lanthanide-β-cyclodextrin inclusion complexes Angélica María Mayor-Rivera a Alberto Aragón-Muriel b Dorian Polo-Cerón c * Fecha de Recepción: 11 - oct. - 2017. Fecha de Aceptación: 5 - may. - 2018. Resumen En este trabajo se han sintetizado complejos de lantánidos a partir de los cloruros de La(III), Ce(III), Sm (III) e Yb(III) con ligandos cinamato, presentando coordinación bidentada entre el grupo carboxilo del ligando y el metal lantánido. Estos compuestos se utilizaron como huéspedes de la β-ciclodextrina con el fin de obtener nuevos complejos de inclusión mediante el método de co-precipitación, utilizando N,N-dimetilformamida como disolvente. Los productos de inclusión obtenidos fueron caracterizados mediante espectroscopía IR-ATR, Raman, UV-vis, RMN 1 H y 13 C, DRX, TGA, DSC, análisis elemental y complexometría con EDTA. Se realizaron pruebas de actividad antibacteriana empleando 6 cepas ATTC ( S. aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC 29213, E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 27853, S. Typhimurium ATCC 14028 y K. pneumoniae ATCC BAA-2146) mediante el método de microdilución con caldo Mueller-Hinton; los resultados de actividad biológica para los complejos lantánidos permitieron evidenciar el efecto sinérgico entre el catión lantánido y el ligando cinamato. Igualmente, para los com- plejos de inclusión se observó una disminución de la concentración mínima inhibitoria (CMI) respecto a los complejos lantánidos iniciales. Los resultados obtenidos con el ADN de timo de ternera y el ADN plasmídico pBR322 permiten proponer una interacción electrostática entre los complejos evaluados y la estructura molécular del ADN. Palabras clave: actividad antibacteriana, complejos de inclusión, complejos lantánidos, interacción con ADN. a Química. Departamento de Química, Universidad del Valle, Santiago de Cali, Calle 13 No. 100-00 Cali, Colombia (76000) b Químico, MSc. Departamento de Química, Universidad del Valle, Santiago de Cali, Calle 13 No. 100-00 Cali, Colombia (76000) c Químico, PhD. Departamento de Química, Universidad del Valle, Santiago de Cali, Calle 13 No. 100-00 Cali, Colombia (76000) * [email protected]

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Ciencia en Desarrollo Vol 9 No 2ISSN 0121 - 7488 - Julio a Diciembre de 2018

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Siacutentesis actividad antibacteriana e interaccioacuten del ADN con complejos de inclusioacuten entre compuestos lantaacutenidos y β-ciclodextrina

Synthesis antibacterial activity and interaction of DNA with lanthanide-β-cyclodextrin inclusion complexes

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera a Alberto Aragoacuten-Muriel b

Dorian Polo-Ceroacuten c

Fecha de Recepcioacuten 11 - oct - 2017Fecha de Aceptacioacuten 5 - may - 2018

Resumen

En este trabajo se han sintetizado complejos de lantaacutenidos a partir de los cloruros de La(III) Ce(III) Sm (III) e Yb(III) con ligandos cinamato presentando coordinacioacuten bidentada entre el grupo carboxilo del ligando y el metal lantaacutenido Estos compuestos se utilizaron como hueacutespedes de la β-ciclodextrina con el fin de obtener nuevos complejos de inclusioacuten mediante el meacutetodo de co-precipitacioacuten utilizando NN-dimetilformamida como disolvente Los productos de inclusioacuten obtenidos fueron caracterizados mediante espectroscopiacutea IR-ATR Raman UV-vis RMN 1H y 13C DRX TGA DSC anaacutelisis elemental y complexometriacutea con EDTA Se realizaron pruebas de actividad antibacteriana empleando 6 cepas ATTC (S aureus ATCC 25923 S aureus ATCC 29213 E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) mediante el meacutetodo de microdilucioacuten con caldo Mueller-Hinton los resultados de actividad bioloacutegica para los complejos lantaacutenidos permitieron evidenciar el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Igualmente para los com-plejos de inclusioacuten se observoacute una disminucioacuten de la concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales Los resultados obtenidos con el ADN de timo de ternera y el ADN plasmiacutedico pBR322 permiten proponer una interaccioacuten electrostaacutetica entre los complejos evaluados y la estructura moleacutecular del ADN

Palabras clave actividad antibacteriana complejos de inclusioacuten complejos lantaacutenidos interaccioacuten con ADN

a Quiacutemica Departamento de Quiacutemica Universidad del Valle Santiago de Cali Calle 13 No 100-00 Cali Colombia (76000)

b Quiacutemico MSc Departamento de Quiacutemica Universidad del Valle Santiago de Cali Calle 13 No 100-00 Cali Colombia (76000)

c Quiacutemico PhD Departamento de Quiacutemica Universidad del Valle Santiago de Cali Calle 13 No 100-00 Cali Colombia (76000)

dorianpolocorreounivalleeduco

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Abstract

In this work lanthanide complexes were synthesized starting from the corresponding La (III) Ce (III) Sm (III) and Yb (III) chlorides and cinnamate ligands which present bidentate coordination between the car-boxyl group of the ligand and the lanthanide metal These compounds were used as hosts of β-cyclodextrin to obtain new inclusion complexes by a co-precipitation method using NN-dimethylformamide as solvent The inclusion products were characterized by IR-ATR spectroscopy Raman UV-vis 1H and 13C NMR XRD TGA-DSC elemental analysis and EDTA complexometry Antibacterial activity tests were per-formed using six ATTC strains (S aureus ATCC 25923 S aureus ATCC 29213 E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 and K pneumoniae ATCC BAA-2146) by the microdilution method with Mueller-Hinton broth The results of the biological activity for the lanthanide complexes showed the synergistic effect between the lanthanide cation and the cinnamate ligand For the inclusion complexes a decrease of the minimum inhibitory concentration (MIC) was observed with respect to the initial lanthanide complexes The results obtained with the bovine thymus DNA and the plasmid pBR322 DNA allow to propose an electrostatic interaction between the evaluated complexes and the moleacutecular structure of the DNA

Key words antibacterial activity inclusion complexes interaction with DNA lanthanide complexes

1 INTRODUCCIOacuteN

Desde el descubrimiento de la penicilina y su produccioacuten en masa ha transcurrido maacutes de medio siglo y durante este tiempo se han desa-rrollado una gran cantidad de medicamentos para ser utilizados en el tratamiento de enfermedades causadas por bacterias [1] Debido a la proble-maacutetica actual frente a bacterias multirresistentes a faacutermacos de primera liacutenea es necesario el descubrimiento de nuevas moleacuteculas que puedan ser utilizadas como antibioacuteticos Una de ellas es el aacutecido cinaacutemico que naturalmente se extrae del aceite de canela y se utiliza ampliamente como aditivo en alimentos cosmeacuteticos y fragancias [2-4] Actualmente se estudian sus propiedades farmaceacuteuticas en vista de su probada actividad inhibitoria frente a diferentes cepas bacterianas y hongos [5-10] Dicha actividad antimicrobiana puede provenir de las caracteriacutesticas estruc-turales del compuesto como el doble enlace (C = C) y el grupo carboxilo que le confieren caraacutecter hidroacutefobo a la moleacutecula para que pueda interactuar sobre las proteiacutenas en las bacterias [5911] pues el primero podriacutea formar complejos π con aminoaacutecidos aromaacuteticos mientras que el segundo podriacutea interactuar con aminoaacutecidos de caraacutecter baacutesicos

Recientes estudios de complejos metaacutelicos con ligandos que contienen anillos aromaacuteticos han presentado resultados prometedores de actividad antibacteriana y antifuacutengica [1213] demostrando que por lo general la presencia

del metal mejora la actividad en comparacioacuten a los ligandos libres muchas veces debido a que la quelacioacuten aumenta la deslocalizacioacuten de electrones en todo el sistema quelante y mejora la lipofilicidad que puede conducir a la ruptura de la barrera de permeabilidad celular retrasando los procesos celulares normales [14] Trabajos realizados en nuestro grupo de investigacioacuten han demostrado que compuestos lantaacutenidos derivados del aacutecido cinaacutemico presentan actividad bioloacutegica frente a cepas fuacutengicas y parasitarias [1516] sin embargo en la actualidad el uso de estos compuestos es limitado como consecuencia de su poca solubilidad en medios acuosos Una solucioacuten plausible para mejorar la solubilidad y actividad bioloacutegica de los compuestos anterior-mente mencionados es la obtencioacuten de complejos de inclusioacuten entre los complejos lantaacutenidos (hueacutes-ped) y la β-ciclodextrina (anfitrioacuten) Debido a las caracteriacutesticas que confieren los complejos tipo anfitrioacuten-hueacutesped con ciclodextrinas es posible mejorar la solubilidad de los complejos lantaacutenidos en solventes polares La conformacioacuten geomeacutetrica en forma de toroide de la β-ciclodextrina (β-CD) permite que la cavidad interna (al ser hidroacutefoba por los enlaces glucosiacutedicos) pueda interaccionar con la moleacutecula hueacutesped y la cavidad externa (al ser hidrofiacutelica por los grupos hidroxilos presen-tes) facilite el aumento de la solubilidad de los compuestos

Se ha reportado la siacutentesis de diferentes com-puestos de inclusioacuten utilizando moleacuteculas hueacutes-ped como piroxicam dexametasona cefalospo-

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rinas nimesulida hidrocortisona antimoniato de meglumina y carvacrol [17-20] en este uacuteltimo caso la encapsulacioacuten mejoroacute la solubilidad en medio acuoso del faacutermaco logrando disminuir la cantidad de compuesto necesario para obtener la inhibicioacuten del crecimiento de las dos cepas bacte-rianas evaluadas (S Typhimurium y E coli K12) Ademaacutes los complejos obtenidos mejoraron su estabilidad evitando su degradacioacuten por la luz durante el almacenamiento [19]

En este trabajo se describe la siacutentesis de una serie de nuevos complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten con la β-CD utilizando complejos lantaacutenidos como moleacuteculas hueacutesped Se evaluoacute la actividad antibacteriana de los compuestos libres asiacute como los de inclusioacuten frente a cepas bacte-rianas ATTC gram-negativas y gram-positivas empleando el meacutetodo de microdilucioacuten con platos de 96 pocillos y caldo Mueller-Hinton La posible interaccioacuten entre los complejos de inclusioacuten y la moleacutecula de ADN fue evaluada mediante experi-mentos de UV-Vis y electroforesis

2 METODOLOGIacuteA

Los aacutecidos p-clorocinaacutemico y p-metoxicinaacute-mico y las sales LnCl3middotxH2O (Ln= La Ce Sm Yb) utilizadas son reactivos comerciales de la marca Alfa Aesar los cuales fueron empleados directamente sin tratamiento alguno Los espec-tros infrarrojos reportados se midieron en un espectrofotoacutemetro SHIMADZU-IR Affinity-1 con aditamento ATR en un rango de 600-4000 cm-1 Los espectros raman reportados fueron registrados en un espectrofotoacutemetro DXR Smart

Raman en un rango de 200-3400 cm-1 utilizando laser de 785 nm y correccioacuten de fluorescencia Los espectros RMN 1H y 13C se tomaron en un espectrofotoacutemetro Bruker Avance 400 II utilizan-do DMSO-d6 a temperatura ambiente El anaacutelisis elemental (C H) se llevoacute a cabo en un analizador elemental serie Flash EA 1112 y el contenido de iones lantaacutenidos Ln(III) fue determinado me-diante valoracioacuten con EDTA Los termogramas fueron obtenidos en un equipo Mettler Toledo TGADSC1 STARe System (de anaacutelisis simulta-neo) se llevoacute a cabo el calentamiento de 30-550 degC a razoacuten de 10 degCmin utilizando Ar como gas de purga y N2 como gas de trabajo los productos de descomposicioacuten fueron propuestos de acuerdo a resultados de complexometriacutea con EDTA y anaacutelisis elemental de los residuos Se tomaron espectros UV-vis en el espectrofotoacutemetro SHI-MADZU UV-1700 PharmaSpec a temperatura ambiente en la regioacuten comprendida entre 200-400 nm Los diafractogramas de rayos X (DRX) en polvo fueron tomados en un rango 2ϴ=5-60 deg en un diafractoacutemetro Panalytical XrsquoPert PRO utilizando una fuente de radicacioacuten de Cu con filtro de Ni y rendija de divergencia de 0125deg

Siacutentesis de los complejos lantaacutenidos

Se sintetizaron 7 complejos de Ln(III) em-pleando una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloru-ro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O con la sal de sodio correspondiente realizando una modificacioacuten al protocolo reportado en la literatura por Deacon y colaboradores [21] Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 1 Los compuestos 2-7 fue-ron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica (figura 1)

Figura 1 Esquema general propuesto para la siacutentesis de los complejos lantaacuteni-dos con ligandos p-clorocinamato (L1) y p-metoxicinamato (L2)

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Siacutentesis de [La(4-Clcinn)3]23H2O (1) Inicialmente se obtuvo el cinamato L1 [Na(4-Cl-Cinn)] para ello se disolvioacute NaOH (010 g 250 mmol) en metanol (50 mL) luego se adicionoacute 4-ClCinn (3996 mg 218 mmol) y se mantuvo la solucioacuten en agitacioacuten por 10 minutos a tempera-tura ambiente Al formarse un precipitado blanco se adicionoacute LaCl3middot7H2O (2714 mg 073 mmol) y 100 mL de metanol se agitoacute por 3 h a temperatura ambiente se filtroacute se lavoacute con metanol y se secoacute a 100 degC por 24 horas Porcentaje de rendimiento (4262 mg 810) C27H226Cl3LaO83 Anaacutelisis elemental C 4534 (calc 4702) H 278 (273) La 1980 (calc 2014) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1409 vs 1390 vs 1280 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 821 vs 738 m 665 w Raman (cm-1) 3066 m 1639 vs 1590 vs 1434 w 1291 w 1250 m 1202 w 1176 w 1093 m 747 w 725 w 632 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 646 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 736 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 738 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 755 (d 6H 3J=8 Hz H-3) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1266 (C-2rsquo) 1287 (C-3) 1292 (C-2) 1334 (C-1) 1343 (C-4) 1383 (C-1rsquo) 1763(C=O) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1115(74) 738(100) 552(17) 541(5) 413(16) 400(6) 364(35) 273(5) 220(7) 200(5) TGA peacuterdida de masa 085 (87ndash110 degC 1 paso calc 13timesH2O=087) 514 (240ndash317 degC 1 paso calc 2timesH2O=526) 3465 (317ndash553 degC 3 pasos calc Producto 09La2(CO3)3 = 3646)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]07H2O (2) Porcentaje de rendimiento (3919 mg 765) C27H194Cl3CeO67 Anaacutelisis elemental C 4490 (calc 4649) 273 (calc 280) Ce 2031 (calc 2009) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1411 vs 1388 vs 1282 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 823 vs 738 m 667 w Raman (cm-1) 3064 w 1636 vs 1588 vs 1408 w 1288 w 1246 m 1173 m 1085 m 748 w 627 w TGA peacuterdi-da de masa 088 (49ndash110 degC 1 paso calc 034timesH2O=088) 092 (163ndash225 degC 1 paso calc 035timesH2O=091) 3480 (225-515 degC 3 pasos calc Producto Ce2(CO3)3 = 3215)

Siacutentesis de [Sm(4-Clcinn)3]H2O (3) Porcen-taje de rendimiento (4508 mg 866) C27H-20Cl3SmO7 Anaacutelisis elemental C 4562 (calc

4547) H 279 (cal 283) Sm 2180 (calc 2249) IR (ATR cm-1) 1635 s 1560 w 1517 s 1490 s 1409 vs 1384 vs 1288 w 1242 m 1089 s 1012 m 981 s 821 vs 742 m 667 w Raman (cm-1) 3063 w 1637 vs 1588 vs 1407 w 1246 m 1173 m 1084 m 755 w 628 w

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3] (4) Porcentaje de rendimiento (3836 mg 732) C27H18Cl3YbO6 Anaacutelisis elemental C 4510 (calc 4518) H 243 (calc 253) Yb 2232 (calc 2244) IR (ATR cm-1) 1639 s 1595 m 1558 w 1512 m 1489 s 1409 vs 1381 vs 1288 w 1246 m 1087 s 1012 w 975 s 815 vs 761 m 725 m 657 m Raman (cm-1) 3040 vs 2921 m 1639 s 1588 s 1408 w 1244 m 1175 w 1083 w 968 vw 721 vw 625 vw

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]02H2O (5) Porcentaje de rendimiento (435 mg 766) C30H274CeO92 Anaacutelisis elemental C 5145 (calc 5333) H 393 (calc 409) Ce 2282 (calc 2291) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1506 s 1423 s 1386 vs 1292 w 1240 vs 1170 vs 1026 m 983 m 829 s 779 m 719 m Raman (cm-1) 3069 vw 1631 vs 1599 vs 1419 w 1239 m 1167 m 979 vw 856 vw 775 w 631 vw 549 vw TGA peacuterdida de masa 058 (50-90 degC 1 paso calc 29timesH2O=058) 3880 (279ndash595 degC 3 pasos calc 09 Ce2(CO3)3 = 3832)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]H2O (6) Porcentaje de rendimiento (5445 mg 925) C30H29SmO10 Anaacutelisis elemental C 5052 (calc 5148) H 409 (calc 418) Sm 2048 (calc 2148) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1508 s 1425 s 1386 vs 1303 w 1240 vs 1170 vs 1024 m 985 m 831 s 779 m 723 m Raman (cm-1) 3067 vw 1633 vs 1599 vs 1435 w 1243 s 1167 s 980 vw 874 vw 776 w 631 vw

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]05H2O (7) Porcentaje de rendimiento (5983 mg 990) C30H28YbO95 Anaacutelisis elemental C 5082 (calc 5049) H 374 (calc 396) Yb 2309 (calc 2367) IR (ATR cm-1) 1629 m 1598 m 1508 s 1423 m 1386 vs 1307 w 1238 vs 1170 vs 1022 m 989 m 825 s 781 m 723m Raman (cm-1) 3040 vs 2384 m 1625 s 1602 s 1422 w 1241 s 1168 s 995 vw 773 vw

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten

Se sintetizaron 7 complejos de inclusioacuten me-diante reacciones de co-precipitacioacuten utilizando NN dimetilformamida (DMF) como solvente y una relacioacuten molar 13 (complejo lantaacutenido

β-ciclodextrina) Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 8 (figura 2) los compuestos del 9-14 fueron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica

Figura 2 Esquema general de la siacutentesis de complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten Tipo

anfitrioacuten ndash hueacutesped ([Lx-Ln] β-CD)

Siacutentesis del [La(4-Clcinn)3]β-CD145H2O (8) Se disolvioacute (1) (304 mg 004 mmol) en DMF (20 mL) luego se adicionoacute β-ciclodextrina (1712 mg 013 mmol) se mantuvo la solucioacuten en agita-cioacuten por 3 h a temperatura ambiente Se evaporoacute el solvente manteniendo la solucioacuten a 50 degC por 24 h Finalmente se adicionoacute 200 mL de agua destilada se agitoacute y se filtroacute el sobrenadante se mantuvo por 48 h a 50 degC con el fin de elimi-nar el agua y obtener el complejo de inclusioacuten Porcentaje de rendimiento (1223 mg 663) C153H285Cl3LaO1395 Anaacutelisis elemental C 4015 (calc 4225) H 624 (calc 596) La 283 (calc 319) IR (ATR cm-1) 3331 s 2924 vw 1639 m 1504 m 1490 m 1417 m 1388 m 1249 vw 1153 m 1078 m 1024 vs 997 vs 937 m 860 w 825 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2935 vs 2904 vs 1637 m 1588 m 1454 m 1385 m 1333 m 1246 m 1205 m 1105 m 1044 w 941 m 855 m 749 w 701 w 572 w 477 vs 436 m 348 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 643 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 734 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 742 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 761 (d 6H 3J=8 Hz H-3) 483 (d 7H 3J=4 Hz H-a) 330 (m 7H H-b) 366-362 (m 7H H-c) 337 (m 7H H-d) 358-355 (m 7H H-e) 366-362 (m 14H H-f) 444 (t 7H 3J=4 Hz

OH-f) 572 (s 7H 3J=4 Hz OH-b) 577 (d 7H 3J=4 Hz OH-c) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1275 (C-2rsquo) 1305 (C-3) 1309 (C-2) 1344 (C-1) 1352 (C-4) 1400 (C-1rsquo) 17858 (C=O) 10244 (C-a) 7254 (C-b) 7355 (C-c) 8204 (C-d) 7291 (C-e) 6042 (C-f) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1424(27) 1093(9) 989(11) 913(8) 834(34) 760(8) 711(60) 701(100) 603(6) 576(18) 552(10) 518(17) 503(20) 496(12) 482(7) 466(5) 456(22) 451(23) 429(16) 412(7) 387(7) 374(7) 366(5) 355(6) 328(8) TGA peacuterdida de masa 608 (80-133 degC 1 paso calc 145timesH2O=599) 6085 (248ndash353 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3 = 6243)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]β-CD7H2O (9) Porcentaje de rendimiento (1290 mg 765) C153H242Cl3CeO118 Anaacutelisis elemental C 3997 (calc 4359) H 656 (calc 579) Ce 300 (calc 332) IR (ATR cm-1) 3319 s 2926 vw 2358 vw 2324 vw 1660 m 1411 m 1153 m 1078 m 1022 vs 997 vs 937 m 860 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2904 vs 1636 m 1588 m 1447 w 1381 m 1332 m 1246 m 1201 vw 1123 m 1082 m 1043 m 941 m 848 m 746 vw 701 vw 576 w 473

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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s 434 m 348 w 316 vw TGA peacuterdida de masa 300 (81-132 degC 1 paso calc 7timesH2O=298) 7659 (194-389 degC 2 pasos calc Producto 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 7553)

Siacutentesis de [Sm (4-Clcinn)3]β-CD18H2O (10) Porcentaje de rendimiento (1501 mg 845) C154H268Cl3SmO129 Anaacutelisis elemental C 3894 (calc 4166) H 642 (cal 608) Sm 305 (calc 339) IR (ATR cm-1) 3313 s 2926 w 2358 w 2339 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 756 w 704 w Raman (cm-1) 2903 vs 1635 m 1588 m 1454 w 1385 m 1333 m 1245 w 1125 m 1042 w 942 w 848 w 749 vw 702 vw 571 w 474 s 435 m 345 w TGA peacuterdida de masa 730 (67-137 degC 1 paso calc 18timesH2O=732) 5688 (228-396 degC 1 paso calc Producto 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 5753)

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3]β-CD23H2O (11) Porcentaje de rendimiento (1637 mg 899) C154H278Cl3YbO134 Anaacutelisis elemental C 3949 (calc 4062) H 639 (calc 615) Yb 287 (calc 380) IR (ATR cm-1) 3317 s 2924 w 2358 w 2341 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 756 w 704 m Raman (cm-1) 2903 vs 2589 w 1635 m 1588 m 1446 w 1382 m 1332 m 1242 m 1123 m 1039 w 942 m 848 m 749 vw 703 vw 569 m 473 vs 435 m 351 w TGA peacuterdida de masa 888 (39-147 degC 1 paso calc 23timesH2O=912) 6260 (231-394 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6103)

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (12) Porcentaje de rendimiento (1574 mg 860) C157H283CeO135 Anaacutelisis elemental C 4053 (calc 4218) H 663 (calc 638) Ce 260 (calc 313) IR (ATR cm-1) 3309 s 2924 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1423 m 1244 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2905 vs 1635 vs 1601 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1079 m 1040 m 941 m 857 m 773 vw 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 353 w TGA peacuterdida de masa 840 (45-126 degC 1 paso calc 21timesH2O=848) 6295 (246-396 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 6220)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]β-CD17H2O (13) Porcentaje de rendimiento (1407 mg 811) C156H271SmO121 Anaacutelisis elemental C 3972 (calc 4265) H 656 (calc 622) Sm 278 (calc 342) IR (ATR cm-1) 3313 s 2922 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1409 m 1242 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 945 m 862 w 829w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2938 vs 2903 vs 1633 vs 1600 vs 1447 m 1418 m 1330 m 1243 s 1167 s 1128 m 1041 m 941 m 856 m 775 w 701 vw 633 vw 570 w 473 s 435 w 351 w TGA peacuterdida de masa 701 (81-134 degC 1 paso calc 17timesH2O=696) 6747 (247-384 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 6620)

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (14) Porcentaje de rendimiento (1503 mg 818) C156H279YbO135 Anaacutelisis elemental C 3900 (calc 4175) H 655 (calc 627) Yb 271 (calc 386) IR (ATR cm-1) 3311 s 2922 w 1658 m 1641 m 1604 w 1512 w 1423 m 1247 m 1153 s 1101 vw 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 829 w 754 w 702 m 646 m Raman (cm-1) 2939 vs 2905 vs 1635 vs 1600 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1040 m 941 m 857 m 773 w 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 347 w TGA peacuterdida de masa 842 (84-136 degC 1 paso calc 21timesH2O=842) 6568 (254-356 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6529)

Ensayos de actividad antibacteriana

Se determinoacute la actividad antibacteriana en dos cepas gram-positivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas gram-negativas (E coli ATCC 25922 P aerugi-nosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) utilizando el meacutetodo M31-A3 recomendado por el CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) [22] La concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) se determinoacute a diferentes concentraciones (4000 hasta 78 microgmL) Se preparoacute una solucioacuten de compuesto puro en DMSO (50 mgmL) a partir de esta solucioacuten madre se realizaron diluciones con caldo Mueller-Hinton en una placa de 96 pocillos El inoacuteculo se adicionoacute en caldo Mue-ller-Hinton y la suspensioacuten se ajustoacute aproximada-

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 2: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Abstract

In this work lanthanide complexes were synthesized starting from the corresponding La (III) Ce (III) Sm (III) and Yb (III) chlorides and cinnamate ligands which present bidentate coordination between the car-boxyl group of the ligand and the lanthanide metal These compounds were used as hosts of β-cyclodextrin to obtain new inclusion complexes by a co-precipitation method using NN-dimethylformamide as solvent The inclusion products were characterized by IR-ATR spectroscopy Raman UV-vis 1H and 13C NMR XRD TGA-DSC elemental analysis and EDTA complexometry Antibacterial activity tests were per-formed using six ATTC strains (S aureus ATCC 25923 S aureus ATCC 29213 E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 and K pneumoniae ATCC BAA-2146) by the microdilution method with Mueller-Hinton broth The results of the biological activity for the lanthanide complexes showed the synergistic effect between the lanthanide cation and the cinnamate ligand For the inclusion complexes a decrease of the minimum inhibitory concentration (MIC) was observed with respect to the initial lanthanide complexes The results obtained with the bovine thymus DNA and the plasmid pBR322 DNA allow to propose an electrostatic interaction between the evaluated complexes and the moleacutecular structure of the DNA

Key words antibacterial activity inclusion complexes interaction with DNA lanthanide complexes

1 INTRODUCCIOacuteN

Desde el descubrimiento de la penicilina y su produccioacuten en masa ha transcurrido maacutes de medio siglo y durante este tiempo se han desa-rrollado una gran cantidad de medicamentos para ser utilizados en el tratamiento de enfermedades causadas por bacterias [1] Debido a la proble-maacutetica actual frente a bacterias multirresistentes a faacutermacos de primera liacutenea es necesario el descubrimiento de nuevas moleacuteculas que puedan ser utilizadas como antibioacuteticos Una de ellas es el aacutecido cinaacutemico que naturalmente se extrae del aceite de canela y se utiliza ampliamente como aditivo en alimentos cosmeacuteticos y fragancias [2-4] Actualmente se estudian sus propiedades farmaceacuteuticas en vista de su probada actividad inhibitoria frente a diferentes cepas bacterianas y hongos [5-10] Dicha actividad antimicrobiana puede provenir de las caracteriacutesticas estruc-turales del compuesto como el doble enlace (C = C) y el grupo carboxilo que le confieren caraacutecter hidroacutefobo a la moleacutecula para que pueda interactuar sobre las proteiacutenas en las bacterias [5911] pues el primero podriacutea formar complejos π con aminoaacutecidos aromaacuteticos mientras que el segundo podriacutea interactuar con aminoaacutecidos de caraacutecter baacutesicos

Recientes estudios de complejos metaacutelicos con ligandos que contienen anillos aromaacuteticos han presentado resultados prometedores de actividad antibacteriana y antifuacutengica [1213] demostrando que por lo general la presencia

del metal mejora la actividad en comparacioacuten a los ligandos libres muchas veces debido a que la quelacioacuten aumenta la deslocalizacioacuten de electrones en todo el sistema quelante y mejora la lipofilicidad que puede conducir a la ruptura de la barrera de permeabilidad celular retrasando los procesos celulares normales [14] Trabajos realizados en nuestro grupo de investigacioacuten han demostrado que compuestos lantaacutenidos derivados del aacutecido cinaacutemico presentan actividad bioloacutegica frente a cepas fuacutengicas y parasitarias [1516] sin embargo en la actualidad el uso de estos compuestos es limitado como consecuencia de su poca solubilidad en medios acuosos Una solucioacuten plausible para mejorar la solubilidad y actividad bioloacutegica de los compuestos anterior-mente mencionados es la obtencioacuten de complejos de inclusioacuten entre los complejos lantaacutenidos (hueacutes-ped) y la β-ciclodextrina (anfitrioacuten) Debido a las caracteriacutesticas que confieren los complejos tipo anfitrioacuten-hueacutesped con ciclodextrinas es posible mejorar la solubilidad de los complejos lantaacutenidos en solventes polares La conformacioacuten geomeacutetrica en forma de toroide de la β-ciclodextrina (β-CD) permite que la cavidad interna (al ser hidroacutefoba por los enlaces glucosiacutedicos) pueda interaccionar con la moleacutecula hueacutesped y la cavidad externa (al ser hidrofiacutelica por los grupos hidroxilos presen-tes) facilite el aumento de la solubilidad de los compuestos

Se ha reportado la siacutentesis de diferentes com-puestos de inclusioacuten utilizando moleacuteculas hueacutes-ped como piroxicam dexametasona cefalospo-

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rinas nimesulida hidrocortisona antimoniato de meglumina y carvacrol [17-20] en este uacuteltimo caso la encapsulacioacuten mejoroacute la solubilidad en medio acuoso del faacutermaco logrando disminuir la cantidad de compuesto necesario para obtener la inhibicioacuten del crecimiento de las dos cepas bacte-rianas evaluadas (S Typhimurium y E coli K12) Ademaacutes los complejos obtenidos mejoraron su estabilidad evitando su degradacioacuten por la luz durante el almacenamiento [19]

En este trabajo se describe la siacutentesis de una serie de nuevos complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten con la β-CD utilizando complejos lantaacutenidos como moleacuteculas hueacutesped Se evaluoacute la actividad antibacteriana de los compuestos libres asiacute como los de inclusioacuten frente a cepas bacte-rianas ATTC gram-negativas y gram-positivas empleando el meacutetodo de microdilucioacuten con platos de 96 pocillos y caldo Mueller-Hinton La posible interaccioacuten entre los complejos de inclusioacuten y la moleacutecula de ADN fue evaluada mediante experi-mentos de UV-Vis y electroforesis

2 METODOLOGIacuteA

Los aacutecidos p-clorocinaacutemico y p-metoxicinaacute-mico y las sales LnCl3middotxH2O (Ln= La Ce Sm Yb) utilizadas son reactivos comerciales de la marca Alfa Aesar los cuales fueron empleados directamente sin tratamiento alguno Los espec-tros infrarrojos reportados se midieron en un espectrofotoacutemetro SHIMADZU-IR Affinity-1 con aditamento ATR en un rango de 600-4000 cm-1 Los espectros raman reportados fueron registrados en un espectrofotoacutemetro DXR Smart

Raman en un rango de 200-3400 cm-1 utilizando laser de 785 nm y correccioacuten de fluorescencia Los espectros RMN 1H y 13C se tomaron en un espectrofotoacutemetro Bruker Avance 400 II utilizan-do DMSO-d6 a temperatura ambiente El anaacutelisis elemental (C H) se llevoacute a cabo en un analizador elemental serie Flash EA 1112 y el contenido de iones lantaacutenidos Ln(III) fue determinado me-diante valoracioacuten con EDTA Los termogramas fueron obtenidos en un equipo Mettler Toledo TGADSC1 STARe System (de anaacutelisis simulta-neo) se llevoacute a cabo el calentamiento de 30-550 degC a razoacuten de 10 degCmin utilizando Ar como gas de purga y N2 como gas de trabajo los productos de descomposicioacuten fueron propuestos de acuerdo a resultados de complexometriacutea con EDTA y anaacutelisis elemental de los residuos Se tomaron espectros UV-vis en el espectrofotoacutemetro SHI-MADZU UV-1700 PharmaSpec a temperatura ambiente en la regioacuten comprendida entre 200-400 nm Los diafractogramas de rayos X (DRX) en polvo fueron tomados en un rango 2ϴ=5-60 deg en un diafractoacutemetro Panalytical XrsquoPert PRO utilizando una fuente de radicacioacuten de Cu con filtro de Ni y rendija de divergencia de 0125deg

Siacutentesis de los complejos lantaacutenidos

Se sintetizaron 7 complejos de Ln(III) em-pleando una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloru-ro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O con la sal de sodio correspondiente realizando una modificacioacuten al protocolo reportado en la literatura por Deacon y colaboradores [21] Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 1 Los compuestos 2-7 fue-ron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica (figura 1)

Figura 1 Esquema general propuesto para la siacutentesis de los complejos lantaacuteni-dos con ligandos p-clorocinamato (L1) y p-metoxicinamato (L2)

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Siacutentesis de [La(4-Clcinn)3]23H2O (1) Inicialmente se obtuvo el cinamato L1 [Na(4-Cl-Cinn)] para ello se disolvioacute NaOH (010 g 250 mmol) en metanol (50 mL) luego se adicionoacute 4-ClCinn (3996 mg 218 mmol) y se mantuvo la solucioacuten en agitacioacuten por 10 minutos a tempera-tura ambiente Al formarse un precipitado blanco se adicionoacute LaCl3middot7H2O (2714 mg 073 mmol) y 100 mL de metanol se agitoacute por 3 h a temperatura ambiente se filtroacute se lavoacute con metanol y se secoacute a 100 degC por 24 horas Porcentaje de rendimiento (4262 mg 810) C27H226Cl3LaO83 Anaacutelisis elemental C 4534 (calc 4702) H 278 (273) La 1980 (calc 2014) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1409 vs 1390 vs 1280 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 821 vs 738 m 665 w Raman (cm-1) 3066 m 1639 vs 1590 vs 1434 w 1291 w 1250 m 1202 w 1176 w 1093 m 747 w 725 w 632 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 646 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 736 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 738 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 755 (d 6H 3J=8 Hz H-3) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1266 (C-2rsquo) 1287 (C-3) 1292 (C-2) 1334 (C-1) 1343 (C-4) 1383 (C-1rsquo) 1763(C=O) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1115(74) 738(100) 552(17) 541(5) 413(16) 400(6) 364(35) 273(5) 220(7) 200(5) TGA peacuterdida de masa 085 (87ndash110 degC 1 paso calc 13timesH2O=087) 514 (240ndash317 degC 1 paso calc 2timesH2O=526) 3465 (317ndash553 degC 3 pasos calc Producto 09La2(CO3)3 = 3646)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]07H2O (2) Porcentaje de rendimiento (3919 mg 765) C27H194Cl3CeO67 Anaacutelisis elemental C 4490 (calc 4649) 273 (calc 280) Ce 2031 (calc 2009) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1411 vs 1388 vs 1282 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 823 vs 738 m 667 w Raman (cm-1) 3064 w 1636 vs 1588 vs 1408 w 1288 w 1246 m 1173 m 1085 m 748 w 627 w TGA peacuterdi-da de masa 088 (49ndash110 degC 1 paso calc 034timesH2O=088) 092 (163ndash225 degC 1 paso calc 035timesH2O=091) 3480 (225-515 degC 3 pasos calc Producto Ce2(CO3)3 = 3215)

Siacutentesis de [Sm(4-Clcinn)3]H2O (3) Porcen-taje de rendimiento (4508 mg 866) C27H-20Cl3SmO7 Anaacutelisis elemental C 4562 (calc

4547) H 279 (cal 283) Sm 2180 (calc 2249) IR (ATR cm-1) 1635 s 1560 w 1517 s 1490 s 1409 vs 1384 vs 1288 w 1242 m 1089 s 1012 m 981 s 821 vs 742 m 667 w Raman (cm-1) 3063 w 1637 vs 1588 vs 1407 w 1246 m 1173 m 1084 m 755 w 628 w

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3] (4) Porcentaje de rendimiento (3836 mg 732) C27H18Cl3YbO6 Anaacutelisis elemental C 4510 (calc 4518) H 243 (calc 253) Yb 2232 (calc 2244) IR (ATR cm-1) 1639 s 1595 m 1558 w 1512 m 1489 s 1409 vs 1381 vs 1288 w 1246 m 1087 s 1012 w 975 s 815 vs 761 m 725 m 657 m Raman (cm-1) 3040 vs 2921 m 1639 s 1588 s 1408 w 1244 m 1175 w 1083 w 968 vw 721 vw 625 vw

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]02H2O (5) Porcentaje de rendimiento (435 mg 766) C30H274CeO92 Anaacutelisis elemental C 5145 (calc 5333) H 393 (calc 409) Ce 2282 (calc 2291) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1506 s 1423 s 1386 vs 1292 w 1240 vs 1170 vs 1026 m 983 m 829 s 779 m 719 m Raman (cm-1) 3069 vw 1631 vs 1599 vs 1419 w 1239 m 1167 m 979 vw 856 vw 775 w 631 vw 549 vw TGA peacuterdida de masa 058 (50-90 degC 1 paso calc 29timesH2O=058) 3880 (279ndash595 degC 3 pasos calc 09 Ce2(CO3)3 = 3832)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]H2O (6) Porcentaje de rendimiento (5445 mg 925) C30H29SmO10 Anaacutelisis elemental C 5052 (calc 5148) H 409 (calc 418) Sm 2048 (calc 2148) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1508 s 1425 s 1386 vs 1303 w 1240 vs 1170 vs 1024 m 985 m 831 s 779 m 723 m Raman (cm-1) 3067 vw 1633 vs 1599 vs 1435 w 1243 s 1167 s 980 vw 874 vw 776 w 631 vw

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]05H2O (7) Porcentaje de rendimiento (5983 mg 990) C30H28YbO95 Anaacutelisis elemental C 5082 (calc 5049) H 374 (calc 396) Yb 2309 (calc 2367) IR (ATR cm-1) 1629 m 1598 m 1508 s 1423 m 1386 vs 1307 w 1238 vs 1170 vs 1022 m 989 m 825 s 781 m 723m Raman (cm-1) 3040 vs 2384 m 1625 s 1602 s 1422 w 1241 s 1168 s 995 vw 773 vw

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Siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten

Se sintetizaron 7 complejos de inclusioacuten me-diante reacciones de co-precipitacioacuten utilizando NN dimetilformamida (DMF) como solvente y una relacioacuten molar 13 (complejo lantaacutenido

β-ciclodextrina) Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 8 (figura 2) los compuestos del 9-14 fueron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica

Figura 2 Esquema general de la siacutentesis de complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten Tipo

anfitrioacuten ndash hueacutesped ([Lx-Ln] β-CD)

Siacutentesis del [La(4-Clcinn)3]β-CD145H2O (8) Se disolvioacute (1) (304 mg 004 mmol) en DMF (20 mL) luego se adicionoacute β-ciclodextrina (1712 mg 013 mmol) se mantuvo la solucioacuten en agita-cioacuten por 3 h a temperatura ambiente Se evaporoacute el solvente manteniendo la solucioacuten a 50 degC por 24 h Finalmente se adicionoacute 200 mL de agua destilada se agitoacute y se filtroacute el sobrenadante se mantuvo por 48 h a 50 degC con el fin de elimi-nar el agua y obtener el complejo de inclusioacuten Porcentaje de rendimiento (1223 mg 663) C153H285Cl3LaO1395 Anaacutelisis elemental C 4015 (calc 4225) H 624 (calc 596) La 283 (calc 319) IR (ATR cm-1) 3331 s 2924 vw 1639 m 1504 m 1490 m 1417 m 1388 m 1249 vw 1153 m 1078 m 1024 vs 997 vs 937 m 860 w 825 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2935 vs 2904 vs 1637 m 1588 m 1454 m 1385 m 1333 m 1246 m 1205 m 1105 m 1044 w 941 m 855 m 749 w 701 w 572 w 477 vs 436 m 348 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 643 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 734 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 742 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 761 (d 6H 3J=8 Hz H-3) 483 (d 7H 3J=4 Hz H-a) 330 (m 7H H-b) 366-362 (m 7H H-c) 337 (m 7H H-d) 358-355 (m 7H H-e) 366-362 (m 14H H-f) 444 (t 7H 3J=4 Hz

OH-f) 572 (s 7H 3J=4 Hz OH-b) 577 (d 7H 3J=4 Hz OH-c) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1275 (C-2rsquo) 1305 (C-3) 1309 (C-2) 1344 (C-1) 1352 (C-4) 1400 (C-1rsquo) 17858 (C=O) 10244 (C-a) 7254 (C-b) 7355 (C-c) 8204 (C-d) 7291 (C-e) 6042 (C-f) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1424(27) 1093(9) 989(11) 913(8) 834(34) 760(8) 711(60) 701(100) 603(6) 576(18) 552(10) 518(17) 503(20) 496(12) 482(7) 466(5) 456(22) 451(23) 429(16) 412(7) 387(7) 374(7) 366(5) 355(6) 328(8) TGA peacuterdida de masa 608 (80-133 degC 1 paso calc 145timesH2O=599) 6085 (248ndash353 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3 = 6243)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]β-CD7H2O (9) Porcentaje de rendimiento (1290 mg 765) C153H242Cl3CeO118 Anaacutelisis elemental C 3997 (calc 4359) H 656 (calc 579) Ce 300 (calc 332) IR (ATR cm-1) 3319 s 2926 vw 2358 vw 2324 vw 1660 m 1411 m 1153 m 1078 m 1022 vs 997 vs 937 m 860 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2904 vs 1636 m 1588 m 1447 w 1381 m 1332 m 1246 m 1201 vw 1123 m 1082 m 1043 m 941 m 848 m 746 vw 701 vw 576 w 473

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s 434 m 348 w 316 vw TGA peacuterdida de masa 300 (81-132 degC 1 paso calc 7timesH2O=298) 7659 (194-389 degC 2 pasos calc Producto 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 7553)

Siacutentesis de [Sm (4-Clcinn)3]β-CD18H2O (10) Porcentaje de rendimiento (1501 mg 845) C154H268Cl3SmO129 Anaacutelisis elemental C 3894 (calc 4166) H 642 (cal 608) Sm 305 (calc 339) IR (ATR cm-1) 3313 s 2926 w 2358 w 2339 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 756 w 704 w Raman (cm-1) 2903 vs 1635 m 1588 m 1454 w 1385 m 1333 m 1245 w 1125 m 1042 w 942 w 848 w 749 vw 702 vw 571 w 474 s 435 m 345 w TGA peacuterdida de masa 730 (67-137 degC 1 paso calc 18timesH2O=732) 5688 (228-396 degC 1 paso calc Producto 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 5753)

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3]β-CD23H2O (11) Porcentaje de rendimiento (1637 mg 899) C154H278Cl3YbO134 Anaacutelisis elemental C 3949 (calc 4062) H 639 (calc 615) Yb 287 (calc 380) IR (ATR cm-1) 3317 s 2924 w 2358 w 2341 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 756 w 704 m Raman (cm-1) 2903 vs 2589 w 1635 m 1588 m 1446 w 1382 m 1332 m 1242 m 1123 m 1039 w 942 m 848 m 749 vw 703 vw 569 m 473 vs 435 m 351 w TGA peacuterdida de masa 888 (39-147 degC 1 paso calc 23timesH2O=912) 6260 (231-394 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6103)

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (12) Porcentaje de rendimiento (1574 mg 860) C157H283CeO135 Anaacutelisis elemental C 4053 (calc 4218) H 663 (calc 638) Ce 260 (calc 313) IR (ATR cm-1) 3309 s 2924 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1423 m 1244 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2905 vs 1635 vs 1601 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1079 m 1040 m 941 m 857 m 773 vw 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 353 w TGA peacuterdida de masa 840 (45-126 degC 1 paso calc 21timesH2O=848) 6295 (246-396 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 6220)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]β-CD17H2O (13) Porcentaje de rendimiento (1407 mg 811) C156H271SmO121 Anaacutelisis elemental C 3972 (calc 4265) H 656 (calc 622) Sm 278 (calc 342) IR (ATR cm-1) 3313 s 2922 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1409 m 1242 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 945 m 862 w 829w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2938 vs 2903 vs 1633 vs 1600 vs 1447 m 1418 m 1330 m 1243 s 1167 s 1128 m 1041 m 941 m 856 m 775 w 701 vw 633 vw 570 w 473 s 435 w 351 w TGA peacuterdida de masa 701 (81-134 degC 1 paso calc 17timesH2O=696) 6747 (247-384 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 6620)

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (14) Porcentaje de rendimiento (1503 mg 818) C156H279YbO135 Anaacutelisis elemental C 3900 (calc 4175) H 655 (calc 627) Yb 271 (calc 386) IR (ATR cm-1) 3311 s 2922 w 1658 m 1641 m 1604 w 1512 w 1423 m 1247 m 1153 s 1101 vw 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 829 w 754 w 702 m 646 m Raman (cm-1) 2939 vs 2905 vs 1635 vs 1600 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1040 m 941 m 857 m 773 w 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 347 w TGA peacuterdida de masa 842 (84-136 degC 1 paso calc 21timesH2O=842) 6568 (254-356 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6529)

Ensayos de actividad antibacteriana

Se determinoacute la actividad antibacteriana en dos cepas gram-positivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas gram-negativas (E coli ATCC 25922 P aerugi-nosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) utilizando el meacutetodo M31-A3 recomendado por el CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) [22] La concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) se determinoacute a diferentes concentraciones (4000 hasta 78 microgmL) Se preparoacute una solucioacuten de compuesto puro en DMSO (50 mgmL) a partir de esta solucioacuten madre se realizaron diluciones con caldo Mueller-Hinton en una placa de 96 pocillos El inoacuteculo se adicionoacute en caldo Mue-ller-Hinton y la suspensioacuten se ajustoacute aproximada-

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

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rinas nimesulida hidrocortisona antimoniato de meglumina y carvacrol [17-20] en este uacuteltimo caso la encapsulacioacuten mejoroacute la solubilidad en medio acuoso del faacutermaco logrando disminuir la cantidad de compuesto necesario para obtener la inhibicioacuten del crecimiento de las dos cepas bacte-rianas evaluadas (S Typhimurium y E coli K12) Ademaacutes los complejos obtenidos mejoraron su estabilidad evitando su degradacioacuten por la luz durante el almacenamiento [19]

En este trabajo se describe la siacutentesis de una serie de nuevos complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten con la β-CD utilizando complejos lantaacutenidos como moleacuteculas hueacutesped Se evaluoacute la actividad antibacteriana de los compuestos libres asiacute como los de inclusioacuten frente a cepas bacte-rianas ATTC gram-negativas y gram-positivas empleando el meacutetodo de microdilucioacuten con platos de 96 pocillos y caldo Mueller-Hinton La posible interaccioacuten entre los complejos de inclusioacuten y la moleacutecula de ADN fue evaluada mediante experi-mentos de UV-Vis y electroforesis

2 METODOLOGIacuteA

Los aacutecidos p-clorocinaacutemico y p-metoxicinaacute-mico y las sales LnCl3middotxH2O (Ln= La Ce Sm Yb) utilizadas son reactivos comerciales de la marca Alfa Aesar los cuales fueron empleados directamente sin tratamiento alguno Los espec-tros infrarrojos reportados se midieron en un espectrofotoacutemetro SHIMADZU-IR Affinity-1 con aditamento ATR en un rango de 600-4000 cm-1 Los espectros raman reportados fueron registrados en un espectrofotoacutemetro DXR Smart

Raman en un rango de 200-3400 cm-1 utilizando laser de 785 nm y correccioacuten de fluorescencia Los espectros RMN 1H y 13C se tomaron en un espectrofotoacutemetro Bruker Avance 400 II utilizan-do DMSO-d6 a temperatura ambiente El anaacutelisis elemental (C H) se llevoacute a cabo en un analizador elemental serie Flash EA 1112 y el contenido de iones lantaacutenidos Ln(III) fue determinado me-diante valoracioacuten con EDTA Los termogramas fueron obtenidos en un equipo Mettler Toledo TGADSC1 STARe System (de anaacutelisis simulta-neo) se llevoacute a cabo el calentamiento de 30-550 degC a razoacuten de 10 degCmin utilizando Ar como gas de purga y N2 como gas de trabajo los productos de descomposicioacuten fueron propuestos de acuerdo a resultados de complexometriacutea con EDTA y anaacutelisis elemental de los residuos Se tomaron espectros UV-vis en el espectrofotoacutemetro SHI-MADZU UV-1700 PharmaSpec a temperatura ambiente en la regioacuten comprendida entre 200-400 nm Los diafractogramas de rayos X (DRX) en polvo fueron tomados en un rango 2ϴ=5-60 deg en un diafractoacutemetro Panalytical XrsquoPert PRO utilizando una fuente de radicacioacuten de Cu con filtro de Ni y rendija de divergencia de 0125deg

Siacutentesis de los complejos lantaacutenidos

Se sintetizaron 7 complejos de Ln(III) em-pleando una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloru-ro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O con la sal de sodio correspondiente realizando una modificacioacuten al protocolo reportado en la literatura por Deacon y colaboradores [21] Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 1 Los compuestos 2-7 fue-ron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica (figura 1)

Figura 1 Esquema general propuesto para la siacutentesis de los complejos lantaacuteni-dos con ligandos p-clorocinamato (L1) y p-metoxicinamato (L2)

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Siacutentesis de [La(4-Clcinn)3]23H2O (1) Inicialmente se obtuvo el cinamato L1 [Na(4-Cl-Cinn)] para ello se disolvioacute NaOH (010 g 250 mmol) en metanol (50 mL) luego se adicionoacute 4-ClCinn (3996 mg 218 mmol) y se mantuvo la solucioacuten en agitacioacuten por 10 minutos a tempera-tura ambiente Al formarse un precipitado blanco se adicionoacute LaCl3middot7H2O (2714 mg 073 mmol) y 100 mL de metanol se agitoacute por 3 h a temperatura ambiente se filtroacute se lavoacute con metanol y se secoacute a 100 degC por 24 horas Porcentaje de rendimiento (4262 mg 810) C27H226Cl3LaO83 Anaacutelisis elemental C 4534 (calc 4702) H 278 (273) La 1980 (calc 2014) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1409 vs 1390 vs 1280 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 821 vs 738 m 665 w Raman (cm-1) 3066 m 1639 vs 1590 vs 1434 w 1291 w 1250 m 1202 w 1176 w 1093 m 747 w 725 w 632 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 646 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 736 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 738 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 755 (d 6H 3J=8 Hz H-3) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1266 (C-2rsquo) 1287 (C-3) 1292 (C-2) 1334 (C-1) 1343 (C-4) 1383 (C-1rsquo) 1763(C=O) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1115(74) 738(100) 552(17) 541(5) 413(16) 400(6) 364(35) 273(5) 220(7) 200(5) TGA peacuterdida de masa 085 (87ndash110 degC 1 paso calc 13timesH2O=087) 514 (240ndash317 degC 1 paso calc 2timesH2O=526) 3465 (317ndash553 degC 3 pasos calc Producto 09La2(CO3)3 = 3646)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]07H2O (2) Porcentaje de rendimiento (3919 mg 765) C27H194Cl3CeO67 Anaacutelisis elemental C 4490 (calc 4649) 273 (calc 280) Ce 2031 (calc 2009) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1411 vs 1388 vs 1282 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 823 vs 738 m 667 w Raman (cm-1) 3064 w 1636 vs 1588 vs 1408 w 1288 w 1246 m 1173 m 1085 m 748 w 627 w TGA peacuterdi-da de masa 088 (49ndash110 degC 1 paso calc 034timesH2O=088) 092 (163ndash225 degC 1 paso calc 035timesH2O=091) 3480 (225-515 degC 3 pasos calc Producto Ce2(CO3)3 = 3215)

Siacutentesis de [Sm(4-Clcinn)3]H2O (3) Porcen-taje de rendimiento (4508 mg 866) C27H-20Cl3SmO7 Anaacutelisis elemental C 4562 (calc

4547) H 279 (cal 283) Sm 2180 (calc 2249) IR (ATR cm-1) 1635 s 1560 w 1517 s 1490 s 1409 vs 1384 vs 1288 w 1242 m 1089 s 1012 m 981 s 821 vs 742 m 667 w Raman (cm-1) 3063 w 1637 vs 1588 vs 1407 w 1246 m 1173 m 1084 m 755 w 628 w

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3] (4) Porcentaje de rendimiento (3836 mg 732) C27H18Cl3YbO6 Anaacutelisis elemental C 4510 (calc 4518) H 243 (calc 253) Yb 2232 (calc 2244) IR (ATR cm-1) 1639 s 1595 m 1558 w 1512 m 1489 s 1409 vs 1381 vs 1288 w 1246 m 1087 s 1012 w 975 s 815 vs 761 m 725 m 657 m Raman (cm-1) 3040 vs 2921 m 1639 s 1588 s 1408 w 1244 m 1175 w 1083 w 968 vw 721 vw 625 vw

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]02H2O (5) Porcentaje de rendimiento (435 mg 766) C30H274CeO92 Anaacutelisis elemental C 5145 (calc 5333) H 393 (calc 409) Ce 2282 (calc 2291) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1506 s 1423 s 1386 vs 1292 w 1240 vs 1170 vs 1026 m 983 m 829 s 779 m 719 m Raman (cm-1) 3069 vw 1631 vs 1599 vs 1419 w 1239 m 1167 m 979 vw 856 vw 775 w 631 vw 549 vw TGA peacuterdida de masa 058 (50-90 degC 1 paso calc 29timesH2O=058) 3880 (279ndash595 degC 3 pasos calc 09 Ce2(CO3)3 = 3832)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]H2O (6) Porcentaje de rendimiento (5445 mg 925) C30H29SmO10 Anaacutelisis elemental C 5052 (calc 5148) H 409 (calc 418) Sm 2048 (calc 2148) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1508 s 1425 s 1386 vs 1303 w 1240 vs 1170 vs 1024 m 985 m 831 s 779 m 723 m Raman (cm-1) 3067 vw 1633 vs 1599 vs 1435 w 1243 s 1167 s 980 vw 874 vw 776 w 631 vw

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]05H2O (7) Porcentaje de rendimiento (5983 mg 990) C30H28YbO95 Anaacutelisis elemental C 5082 (calc 5049) H 374 (calc 396) Yb 2309 (calc 2367) IR (ATR cm-1) 1629 m 1598 m 1508 s 1423 m 1386 vs 1307 w 1238 vs 1170 vs 1022 m 989 m 825 s 781 m 723m Raman (cm-1) 3040 vs 2384 m 1625 s 1602 s 1422 w 1241 s 1168 s 995 vw 773 vw

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten

Se sintetizaron 7 complejos de inclusioacuten me-diante reacciones de co-precipitacioacuten utilizando NN dimetilformamida (DMF) como solvente y una relacioacuten molar 13 (complejo lantaacutenido

β-ciclodextrina) Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 8 (figura 2) los compuestos del 9-14 fueron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica

Figura 2 Esquema general de la siacutentesis de complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten Tipo

anfitrioacuten ndash hueacutesped ([Lx-Ln] β-CD)

Siacutentesis del [La(4-Clcinn)3]β-CD145H2O (8) Se disolvioacute (1) (304 mg 004 mmol) en DMF (20 mL) luego se adicionoacute β-ciclodextrina (1712 mg 013 mmol) se mantuvo la solucioacuten en agita-cioacuten por 3 h a temperatura ambiente Se evaporoacute el solvente manteniendo la solucioacuten a 50 degC por 24 h Finalmente se adicionoacute 200 mL de agua destilada se agitoacute y se filtroacute el sobrenadante se mantuvo por 48 h a 50 degC con el fin de elimi-nar el agua y obtener el complejo de inclusioacuten Porcentaje de rendimiento (1223 mg 663) C153H285Cl3LaO1395 Anaacutelisis elemental C 4015 (calc 4225) H 624 (calc 596) La 283 (calc 319) IR (ATR cm-1) 3331 s 2924 vw 1639 m 1504 m 1490 m 1417 m 1388 m 1249 vw 1153 m 1078 m 1024 vs 997 vs 937 m 860 w 825 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2935 vs 2904 vs 1637 m 1588 m 1454 m 1385 m 1333 m 1246 m 1205 m 1105 m 1044 w 941 m 855 m 749 w 701 w 572 w 477 vs 436 m 348 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 643 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 734 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 742 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 761 (d 6H 3J=8 Hz H-3) 483 (d 7H 3J=4 Hz H-a) 330 (m 7H H-b) 366-362 (m 7H H-c) 337 (m 7H H-d) 358-355 (m 7H H-e) 366-362 (m 14H H-f) 444 (t 7H 3J=4 Hz

OH-f) 572 (s 7H 3J=4 Hz OH-b) 577 (d 7H 3J=4 Hz OH-c) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1275 (C-2rsquo) 1305 (C-3) 1309 (C-2) 1344 (C-1) 1352 (C-4) 1400 (C-1rsquo) 17858 (C=O) 10244 (C-a) 7254 (C-b) 7355 (C-c) 8204 (C-d) 7291 (C-e) 6042 (C-f) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1424(27) 1093(9) 989(11) 913(8) 834(34) 760(8) 711(60) 701(100) 603(6) 576(18) 552(10) 518(17) 503(20) 496(12) 482(7) 466(5) 456(22) 451(23) 429(16) 412(7) 387(7) 374(7) 366(5) 355(6) 328(8) TGA peacuterdida de masa 608 (80-133 degC 1 paso calc 145timesH2O=599) 6085 (248ndash353 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3 = 6243)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]β-CD7H2O (9) Porcentaje de rendimiento (1290 mg 765) C153H242Cl3CeO118 Anaacutelisis elemental C 3997 (calc 4359) H 656 (calc 579) Ce 300 (calc 332) IR (ATR cm-1) 3319 s 2926 vw 2358 vw 2324 vw 1660 m 1411 m 1153 m 1078 m 1022 vs 997 vs 937 m 860 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2904 vs 1636 m 1588 m 1447 w 1381 m 1332 m 1246 m 1201 vw 1123 m 1082 m 1043 m 941 m 848 m 746 vw 701 vw 576 w 473

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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s 434 m 348 w 316 vw TGA peacuterdida de masa 300 (81-132 degC 1 paso calc 7timesH2O=298) 7659 (194-389 degC 2 pasos calc Producto 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 7553)

Siacutentesis de [Sm (4-Clcinn)3]β-CD18H2O (10) Porcentaje de rendimiento (1501 mg 845) C154H268Cl3SmO129 Anaacutelisis elemental C 3894 (calc 4166) H 642 (cal 608) Sm 305 (calc 339) IR (ATR cm-1) 3313 s 2926 w 2358 w 2339 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 756 w 704 w Raman (cm-1) 2903 vs 1635 m 1588 m 1454 w 1385 m 1333 m 1245 w 1125 m 1042 w 942 w 848 w 749 vw 702 vw 571 w 474 s 435 m 345 w TGA peacuterdida de masa 730 (67-137 degC 1 paso calc 18timesH2O=732) 5688 (228-396 degC 1 paso calc Producto 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 5753)

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3]β-CD23H2O (11) Porcentaje de rendimiento (1637 mg 899) C154H278Cl3YbO134 Anaacutelisis elemental C 3949 (calc 4062) H 639 (calc 615) Yb 287 (calc 380) IR (ATR cm-1) 3317 s 2924 w 2358 w 2341 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 756 w 704 m Raman (cm-1) 2903 vs 2589 w 1635 m 1588 m 1446 w 1382 m 1332 m 1242 m 1123 m 1039 w 942 m 848 m 749 vw 703 vw 569 m 473 vs 435 m 351 w TGA peacuterdida de masa 888 (39-147 degC 1 paso calc 23timesH2O=912) 6260 (231-394 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6103)

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (12) Porcentaje de rendimiento (1574 mg 860) C157H283CeO135 Anaacutelisis elemental C 4053 (calc 4218) H 663 (calc 638) Ce 260 (calc 313) IR (ATR cm-1) 3309 s 2924 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1423 m 1244 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2905 vs 1635 vs 1601 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1079 m 1040 m 941 m 857 m 773 vw 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 353 w TGA peacuterdida de masa 840 (45-126 degC 1 paso calc 21timesH2O=848) 6295 (246-396 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 6220)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]β-CD17H2O (13) Porcentaje de rendimiento (1407 mg 811) C156H271SmO121 Anaacutelisis elemental C 3972 (calc 4265) H 656 (calc 622) Sm 278 (calc 342) IR (ATR cm-1) 3313 s 2922 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1409 m 1242 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 945 m 862 w 829w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2938 vs 2903 vs 1633 vs 1600 vs 1447 m 1418 m 1330 m 1243 s 1167 s 1128 m 1041 m 941 m 856 m 775 w 701 vw 633 vw 570 w 473 s 435 w 351 w TGA peacuterdida de masa 701 (81-134 degC 1 paso calc 17timesH2O=696) 6747 (247-384 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 6620)

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (14) Porcentaje de rendimiento (1503 mg 818) C156H279YbO135 Anaacutelisis elemental C 3900 (calc 4175) H 655 (calc 627) Yb 271 (calc 386) IR (ATR cm-1) 3311 s 2922 w 1658 m 1641 m 1604 w 1512 w 1423 m 1247 m 1153 s 1101 vw 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 829 w 754 w 702 m 646 m Raman (cm-1) 2939 vs 2905 vs 1635 vs 1600 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1040 m 941 m 857 m 773 w 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 347 w TGA peacuterdida de masa 842 (84-136 degC 1 paso calc 21timesH2O=842) 6568 (254-356 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6529)

Ensayos de actividad antibacteriana

Se determinoacute la actividad antibacteriana en dos cepas gram-positivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas gram-negativas (E coli ATCC 25922 P aerugi-nosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) utilizando el meacutetodo M31-A3 recomendado por el CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) [22] La concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) se determinoacute a diferentes concentraciones (4000 hasta 78 microgmL) Se preparoacute una solucioacuten de compuesto puro en DMSO (50 mgmL) a partir de esta solucioacuten madre se realizaron diluciones con caldo Mueller-Hinton en una placa de 96 pocillos El inoacuteculo se adicionoacute en caldo Mue-ller-Hinton y la suspensioacuten se ajustoacute aproximada-

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

114

REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 4: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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Siacutentesis de [La(4-Clcinn)3]23H2O (1) Inicialmente se obtuvo el cinamato L1 [Na(4-Cl-Cinn)] para ello se disolvioacute NaOH (010 g 250 mmol) en metanol (50 mL) luego se adicionoacute 4-ClCinn (3996 mg 218 mmol) y se mantuvo la solucioacuten en agitacioacuten por 10 minutos a tempera-tura ambiente Al formarse un precipitado blanco se adicionoacute LaCl3middot7H2O (2714 mg 073 mmol) y 100 mL de metanol se agitoacute por 3 h a temperatura ambiente se filtroacute se lavoacute con metanol y se secoacute a 100 degC por 24 horas Porcentaje de rendimiento (4262 mg 810) C27H226Cl3LaO83 Anaacutelisis elemental C 4534 (calc 4702) H 278 (273) La 1980 (calc 2014) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1409 vs 1390 vs 1280 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 821 vs 738 m 665 w Raman (cm-1) 3066 m 1639 vs 1590 vs 1434 w 1291 w 1250 m 1202 w 1176 w 1093 m 747 w 725 w 632 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 646 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 736 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 738 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 755 (d 6H 3J=8 Hz H-3) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1266 (C-2rsquo) 1287 (C-3) 1292 (C-2) 1334 (C-1) 1343 (C-4) 1383 (C-1rsquo) 1763(C=O) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1115(74) 738(100) 552(17) 541(5) 413(16) 400(6) 364(35) 273(5) 220(7) 200(5) TGA peacuterdida de masa 085 (87ndash110 degC 1 paso calc 13timesH2O=087) 514 (240ndash317 degC 1 paso calc 2timesH2O=526) 3465 (317ndash553 degC 3 pasos calc Producto 09La2(CO3)3 = 3646)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]07H2O (2) Porcentaje de rendimiento (3919 mg 765) C27H194Cl3CeO67 Anaacutelisis elemental C 4490 (calc 4649) 273 (calc 280) Ce 2031 (calc 2009) IR (ATR cm-1) 1635 s 1506 m 1489 s 1411 vs 1388 vs 1282 w 1246 m 1089 s 1012 m 979 s 823 vs 738 m 667 w Raman (cm-1) 3064 w 1636 vs 1588 vs 1408 w 1288 w 1246 m 1173 m 1085 m 748 w 627 w TGA peacuterdi-da de masa 088 (49ndash110 degC 1 paso calc 034timesH2O=088) 092 (163ndash225 degC 1 paso calc 035timesH2O=091) 3480 (225-515 degC 3 pasos calc Producto Ce2(CO3)3 = 3215)

Siacutentesis de [Sm(4-Clcinn)3]H2O (3) Porcen-taje de rendimiento (4508 mg 866) C27H-20Cl3SmO7 Anaacutelisis elemental C 4562 (calc

4547) H 279 (cal 283) Sm 2180 (calc 2249) IR (ATR cm-1) 1635 s 1560 w 1517 s 1490 s 1409 vs 1384 vs 1288 w 1242 m 1089 s 1012 m 981 s 821 vs 742 m 667 w Raman (cm-1) 3063 w 1637 vs 1588 vs 1407 w 1246 m 1173 m 1084 m 755 w 628 w

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3] (4) Porcentaje de rendimiento (3836 mg 732) C27H18Cl3YbO6 Anaacutelisis elemental C 4510 (calc 4518) H 243 (calc 253) Yb 2232 (calc 2244) IR (ATR cm-1) 1639 s 1595 m 1558 w 1512 m 1489 s 1409 vs 1381 vs 1288 w 1246 m 1087 s 1012 w 975 s 815 vs 761 m 725 m 657 m Raman (cm-1) 3040 vs 2921 m 1639 s 1588 s 1408 w 1244 m 1175 w 1083 w 968 vw 721 vw 625 vw

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]02H2O (5) Porcentaje de rendimiento (435 mg 766) C30H274CeO92 Anaacutelisis elemental C 5145 (calc 5333) H 393 (calc 409) Ce 2282 (calc 2291) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1506 s 1423 s 1386 vs 1292 w 1240 vs 1170 vs 1026 m 983 m 829 s 779 m 719 m Raman (cm-1) 3069 vw 1631 vs 1599 vs 1419 w 1239 m 1167 m 979 vw 856 vw 775 w 631 vw 549 vw TGA peacuterdida de masa 058 (50-90 degC 1 paso calc 29timesH2O=058) 3880 (279ndash595 degC 3 pasos calc 09 Ce2(CO3)3 = 3832)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]H2O (6) Porcentaje de rendimiento (5445 mg 925) C30H29SmO10 Anaacutelisis elemental C 5052 (calc 5148) H 409 (calc 418) Sm 2048 (calc 2148) IR (ATR cm-1) 1631 m 1604 m 1508 s 1425 s 1386 vs 1303 w 1240 vs 1170 vs 1024 m 985 m 831 s 779 m 723 m Raman (cm-1) 3067 vw 1633 vs 1599 vs 1435 w 1243 s 1167 s 980 vw 874 vw 776 w 631 vw

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]05H2O (7) Porcentaje de rendimiento (5983 mg 990) C30H28YbO95 Anaacutelisis elemental C 5082 (calc 5049) H 374 (calc 396) Yb 2309 (calc 2367) IR (ATR cm-1) 1629 m 1598 m 1508 s 1423 m 1386 vs 1307 w 1238 vs 1170 vs 1022 m 989 m 825 s 781 m 723m Raman (cm-1) 3040 vs 2384 m 1625 s 1602 s 1422 w 1241 s 1168 s 995 vw 773 vw

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Siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten

Se sintetizaron 7 complejos de inclusioacuten me-diante reacciones de co-precipitacioacuten utilizando NN dimetilformamida (DMF) como solvente y una relacioacuten molar 13 (complejo lantaacutenido

β-ciclodextrina) Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 8 (figura 2) los compuestos del 9-14 fueron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica

Figura 2 Esquema general de la siacutentesis de complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten Tipo

anfitrioacuten ndash hueacutesped ([Lx-Ln] β-CD)

Siacutentesis del [La(4-Clcinn)3]β-CD145H2O (8) Se disolvioacute (1) (304 mg 004 mmol) en DMF (20 mL) luego se adicionoacute β-ciclodextrina (1712 mg 013 mmol) se mantuvo la solucioacuten en agita-cioacuten por 3 h a temperatura ambiente Se evaporoacute el solvente manteniendo la solucioacuten a 50 degC por 24 h Finalmente se adicionoacute 200 mL de agua destilada se agitoacute y se filtroacute el sobrenadante se mantuvo por 48 h a 50 degC con el fin de elimi-nar el agua y obtener el complejo de inclusioacuten Porcentaje de rendimiento (1223 mg 663) C153H285Cl3LaO1395 Anaacutelisis elemental C 4015 (calc 4225) H 624 (calc 596) La 283 (calc 319) IR (ATR cm-1) 3331 s 2924 vw 1639 m 1504 m 1490 m 1417 m 1388 m 1249 vw 1153 m 1078 m 1024 vs 997 vs 937 m 860 w 825 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2935 vs 2904 vs 1637 m 1588 m 1454 m 1385 m 1333 m 1246 m 1205 m 1105 m 1044 w 941 m 855 m 749 w 701 w 572 w 477 vs 436 m 348 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 643 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 734 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 742 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 761 (d 6H 3J=8 Hz H-3) 483 (d 7H 3J=4 Hz H-a) 330 (m 7H H-b) 366-362 (m 7H H-c) 337 (m 7H H-d) 358-355 (m 7H H-e) 366-362 (m 14H H-f) 444 (t 7H 3J=4 Hz

OH-f) 572 (s 7H 3J=4 Hz OH-b) 577 (d 7H 3J=4 Hz OH-c) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1275 (C-2rsquo) 1305 (C-3) 1309 (C-2) 1344 (C-1) 1352 (C-4) 1400 (C-1rsquo) 17858 (C=O) 10244 (C-a) 7254 (C-b) 7355 (C-c) 8204 (C-d) 7291 (C-e) 6042 (C-f) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1424(27) 1093(9) 989(11) 913(8) 834(34) 760(8) 711(60) 701(100) 603(6) 576(18) 552(10) 518(17) 503(20) 496(12) 482(7) 466(5) 456(22) 451(23) 429(16) 412(7) 387(7) 374(7) 366(5) 355(6) 328(8) TGA peacuterdida de masa 608 (80-133 degC 1 paso calc 145timesH2O=599) 6085 (248ndash353 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3 = 6243)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]β-CD7H2O (9) Porcentaje de rendimiento (1290 mg 765) C153H242Cl3CeO118 Anaacutelisis elemental C 3997 (calc 4359) H 656 (calc 579) Ce 300 (calc 332) IR (ATR cm-1) 3319 s 2926 vw 2358 vw 2324 vw 1660 m 1411 m 1153 m 1078 m 1022 vs 997 vs 937 m 860 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2904 vs 1636 m 1588 m 1447 w 1381 m 1332 m 1246 m 1201 vw 1123 m 1082 m 1043 m 941 m 848 m 746 vw 701 vw 576 w 473

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s 434 m 348 w 316 vw TGA peacuterdida de masa 300 (81-132 degC 1 paso calc 7timesH2O=298) 7659 (194-389 degC 2 pasos calc Producto 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 7553)

Siacutentesis de [Sm (4-Clcinn)3]β-CD18H2O (10) Porcentaje de rendimiento (1501 mg 845) C154H268Cl3SmO129 Anaacutelisis elemental C 3894 (calc 4166) H 642 (cal 608) Sm 305 (calc 339) IR (ATR cm-1) 3313 s 2926 w 2358 w 2339 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 756 w 704 w Raman (cm-1) 2903 vs 1635 m 1588 m 1454 w 1385 m 1333 m 1245 w 1125 m 1042 w 942 w 848 w 749 vw 702 vw 571 w 474 s 435 m 345 w TGA peacuterdida de masa 730 (67-137 degC 1 paso calc 18timesH2O=732) 5688 (228-396 degC 1 paso calc Producto 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 5753)

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3]β-CD23H2O (11) Porcentaje de rendimiento (1637 mg 899) C154H278Cl3YbO134 Anaacutelisis elemental C 3949 (calc 4062) H 639 (calc 615) Yb 287 (calc 380) IR (ATR cm-1) 3317 s 2924 w 2358 w 2341 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 756 w 704 m Raman (cm-1) 2903 vs 2589 w 1635 m 1588 m 1446 w 1382 m 1332 m 1242 m 1123 m 1039 w 942 m 848 m 749 vw 703 vw 569 m 473 vs 435 m 351 w TGA peacuterdida de masa 888 (39-147 degC 1 paso calc 23timesH2O=912) 6260 (231-394 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6103)

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (12) Porcentaje de rendimiento (1574 mg 860) C157H283CeO135 Anaacutelisis elemental C 4053 (calc 4218) H 663 (calc 638) Ce 260 (calc 313) IR (ATR cm-1) 3309 s 2924 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1423 m 1244 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2905 vs 1635 vs 1601 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1079 m 1040 m 941 m 857 m 773 vw 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 353 w TGA peacuterdida de masa 840 (45-126 degC 1 paso calc 21timesH2O=848) 6295 (246-396 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 6220)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]β-CD17H2O (13) Porcentaje de rendimiento (1407 mg 811) C156H271SmO121 Anaacutelisis elemental C 3972 (calc 4265) H 656 (calc 622) Sm 278 (calc 342) IR (ATR cm-1) 3313 s 2922 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1409 m 1242 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 945 m 862 w 829w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2938 vs 2903 vs 1633 vs 1600 vs 1447 m 1418 m 1330 m 1243 s 1167 s 1128 m 1041 m 941 m 856 m 775 w 701 vw 633 vw 570 w 473 s 435 w 351 w TGA peacuterdida de masa 701 (81-134 degC 1 paso calc 17timesH2O=696) 6747 (247-384 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 6620)

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (14) Porcentaje de rendimiento (1503 mg 818) C156H279YbO135 Anaacutelisis elemental C 3900 (calc 4175) H 655 (calc 627) Yb 271 (calc 386) IR (ATR cm-1) 3311 s 2922 w 1658 m 1641 m 1604 w 1512 w 1423 m 1247 m 1153 s 1101 vw 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 829 w 754 w 702 m 646 m Raman (cm-1) 2939 vs 2905 vs 1635 vs 1600 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1040 m 941 m 857 m 773 w 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 347 w TGA peacuterdida de masa 842 (84-136 degC 1 paso calc 21timesH2O=842) 6568 (254-356 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6529)

Ensayos de actividad antibacteriana

Se determinoacute la actividad antibacteriana en dos cepas gram-positivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas gram-negativas (E coli ATCC 25922 P aerugi-nosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) utilizando el meacutetodo M31-A3 recomendado por el CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) [22] La concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) se determinoacute a diferentes concentraciones (4000 hasta 78 microgmL) Se preparoacute una solucioacuten de compuesto puro en DMSO (50 mgmL) a partir de esta solucioacuten madre se realizaron diluciones con caldo Mueller-Hinton en una placa de 96 pocillos El inoacuteculo se adicionoacute en caldo Mue-ller-Hinton y la suspensioacuten se ajustoacute aproximada-

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 5: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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Siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten

Se sintetizaron 7 complejos de inclusioacuten me-diante reacciones de co-precipitacioacuten utilizando NN dimetilformamida (DMF) como solvente y una relacioacuten molar 13 (complejo lantaacutenido

β-ciclodextrina) Se describe detalladamente la siacutentesis del complejo 8 (figura 2) los compuestos del 9-14 fueron obtenidos empleando la misma ruta sinteacutetica

Figura 2 Esquema general de la siacutentesis de complejos de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten Tipo

anfitrioacuten ndash hueacutesped ([Lx-Ln] β-CD)

Siacutentesis del [La(4-Clcinn)3]β-CD145H2O (8) Se disolvioacute (1) (304 mg 004 mmol) en DMF (20 mL) luego se adicionoacute β-ciclodextrina (1712 mg 013 mmol) se mantuvo la solucioacuten en agita-cioacuten por 3 h a temperatura ambiente Se evaporoacute el solvente manteniendo la solucioacuten a 50 degC por 24 h Finalmente se adicionoacute 200 mL de agua destilada se agitoacute y se filtroacute el sobrenadante se mantuvo por 48 h a 50 degC con el fin de elimi-nar el agua y obtener el complejo de inclusioacuten Porcentaje de rendimiento (1223 mg 663) C153H285Cl3LaO1395 Anaacutelisis elemental C 4015 (calc 4225) H 624 (calc 596) La 283 (calc 319) IR (ATR cm-1) 3331 s 2924 vw 1639 m 1504 m 1490 m 1417 m 1388 m 1249 vw 1153 m 1078 m 1024 vs 997 vs 937 m 860 w 825 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2935 vs 2904 vs 1637 m 1588 m 1454 m 1385 m 1333 m 1246 m 1205 m 1105 m 1044 w 941 m 855 m 749 w 701 w 572 w 477 vs 436 m 348 w RMN 1H (DMSO-d6) δ(ppm) 643 (d 3H 3J=16 Hz H-2rsquo) 734 (d 3H 3J=16 Hz H-1rsquo) 742 (d 6H 3J=8 Hz H-2) 761 (d 6H 3J=8 Hz H-3) 483 (d 7H 3J=4 Hz H-a) 330 (m 7H H-b) 366-362 (m 7H H-c) 337 (m 7H H-d) 358-355 (m 7H H-e) 366-362 (m 14H H-f) 444 (t 7H 3J=4 Hz

OH-f) 572 (s 7H 3J=4 Hz OH-b) 577 (d 7H 3J=4 Hz OH-c) RMN 13C (DMSO-d6) δ (ppm) 1275 (C-2rsquo) 1305 (C-3) 1309 (C-2) 1344 (C-1) 1352 (C-4) 1400 (C-1rsquo) 17858 (C=O) 10244 (C-a) 7254 (C-b) 7355 (C-c) 8204 (C-d) 7291 (C-e) 6042 (C-f) DRX en polvo [espaciado-d(01 nm) (IIdeg)] 1424(27) 1093(9) 989(11) 913(8) 834(34) 760(8) 711(60) 701(100) 603(6) 576(18) 552(10) 518(17) 503(20) 496(12) 482(7) 466(5) 456(22) 451(23) 429(16) 412(7) 387(7) 374(7) 366(5) 355(6) 328(8) TGA peacuterdida de masa 608 (80-133 degC 1 paso calc 145timesH2O=599) 6085 (248ndash353 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3 = 6243)

Siacutentesis de [Ce(4-Clcinn)3]β-CD7H2O (9) Porcentaje de rendimiento (1290 mg 765) C153H242Cl3CeO118 Anaacutelisis elemental C 3997 (calc 4359) H 656 (calc 579) Ce 300 (calc 332) IR (ATR cm-1) 3319 s 2926 vw 2358 vw 2324 vw 1660 m 1411 m 1153 m 1078 m 1022 vs 997 vs 937 m 860 w 754 w 704 w Raman (cm-1) 2904 vs 1636 m 1588 m 1447 w 1381 m 1332 m 1246 m 1201 vw 1123 m 1082 m 1043 m 941 m 848 m 746 vw 701 vw 576 w 473

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s 434 m 348 w 316 vw TGA peacuterdida de masa 300 (81-132 degC 1 paso calc 7timesH2O=298) 7659 (194-389 degC 2 pasos calc Producto 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 7553)

Siacutentesis de [Sm (4-Clcinn)3]β-CD18H2O (10) Porcentaje de rendimiento (1501 mg 845) C154H268Cl3SmO129 Anaacutelisis elemental C 3894 (calc 4166) H 642 (cal 608) Sm 305 (calc 339) IR (ATR cm-1) 3313 s 2926 w 2358 w 2339 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 756 w 704 w Raman (cm-1) 2903 vs 1635 m 1588 m 1454 w 1385 m 1333 m 1245 w 1125 m 1042 w 942 w 848 w 749 vw 702 vw 571 w 474 s 435 m 345 w TGA peacuterdida de masa 730 (67-137 degC 1 paso calc 18timesH2O=732) 5688 (228-396 degC 1 paso calc Producto 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 5753)

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3]β-CD23H2O (11) Porcentaje de rendimiento (1637 mg 899) C154H278Cl3YbO134 Anaacutelisis elemental C 3949 (calc 4062) H 639 (calc 615) Yb 287 (calc 380) IR (ATR cm-1) 3317 s 2924 w 2358 w 2341 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 756 w 704 m Raman (cm-1) 2903 vs 2589 w 1635 m 1588 m 1446 w 1382 m 1332 m 1242 m 1123 m 1039 w 942 m 848 m 749 vw 703 vw 569 m 473 vs 435 m 351 w TGA peacuterdida de masa 888 (39-147 degC 1 paso calc 23timesH2O=912) 6260 (231-394 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6103)

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (12) Porcentaje de rendimiento (1574 mg 860) C157H283CeO135 Anaacutelisis elemental C 4053 (calc 4218) H 663 (calc 638) Ce 260 (calc 313) IR (ATR cm-1) 3309 s 2924 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1423 m 1244 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2905 vs 1635 vs 1601 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1079 m 1040 m 941 m 857 m 773 vw 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 353 w TGA peacuterdida de masa 840 (45-126 degC 1 paso calc 21timesH2O=848) 6295 (246-396 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 6220)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]β-CD17H2O (13) Porcentaje de rendimiento (1407 mg 811) C156H271SmO121 Anaacutelisis elemental C 3972 (calc 4265) H 656 (calc 622) Sm 278 (calc 342) IR (ATR cm-1) 3313 s 2922 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1409 m 1242 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 945 m 862 w 829w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2938 vs 2903 vs 1633 vs 1600 vs 1447 m 1418 m 1330 m 1243 s 1167 s 1128 m 1041 m 941 m 856 m 775 w 701 vw 633 vw 570 w 473 s 435 w 351 w TGA peacuterdida de masa 701 (81-134 degC 1 paso calc 17timesH2O=696) 6747 (247-384 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 6620)

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (14) Porcentaje de rendimiento (1503 mg 818) C156H279YbO135 Anaacutelisis elemental C 3900 (calc 4175) H 655 (calc 627) Yb 271 (calc 386) IR (ATR cm-1) 3311 s 2922 w 1658 m 1641 m 1604 w 1512 w 1423 m 1247 m 1153 s 1101 vw 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 829 w 754 w 702 m 646 m Raman (cm-1) 2939 vs 2905 vs 1635 vs 1600 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1040 m 941 m 857 m 773 w 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 347 w TGA peacuterdida de masa 842 (84-136 degC 1 paso calc 21timesH2O=842) 6568 (254-356 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6529)

Ensayos de actividad antibacteriana

Se determinoacute la actividad antibacteriana en dos cepas gram-positivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas gram-negativas (E coli ATCC 25922 P aerugi-nosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) utilizando el meacutetodo M31-A3 recomendado por el CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) [22] La concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) se determinoacute a diferentes concentraciones (4000 hasta 78 microgmL) Se preparoacute una solucioacuten de compuesto puro en DMSO (50 mgmL) a partir de esta solucioacuten madre se realizaron diluciones con caldo Mueller-Hinton en una placa de 96 pocillos El inoacuteculo se adicionoacute en caldo Mue-ller-Hinton y la suspensioacuten se ajustoacute aproximada-

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 6: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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s 434 m 348 w 316 vw TGA peacuterdida de masa 300 (81-132 degC 1 paso calc 7timesH2O=298) 7659 (194-389 degC 2 pasos calc Producto 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 7553)

Siacutentesis de [Sm (4-Clcinn)3]β-CD18H2O (10) Porcentaje de rendimiento (1501 mg 845) C154H268Cl3SmO129 Anaacutelisis elemental C 3894 (calc 4166) H 642 (cal 608) Sm 305 (calc 339) IR (ATR cm-1) 3313 s 2926 w 2358 w 2339 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 756 w 704 w Raman (cm-1) 2903 vs 1635 m 1588 m 1454 w 1385 m 1333 m 1245 w 1125 m 1042 w 942 w 848 w 749 vw 702 vw 571 w 474 s 435 m 345 w TGA peacuterdida de masa 730 (67-137 degC 1 paso calc 18timesH2O=732) 5688 (228-396 degC 1 paso calc Producto 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 5753)

Siacutentesis de [Yb(4-Clcinn)3]β-CD23H2O (11) Porcentaje de rendimiento (1637 mg 899) C154H278Cl3YbO134 Anaacutelisis elemental C 3949 (calc 4062) H 639 (calc 615) Yb 287 (calc 380) IR (ATR cm-1) 3317 s 2924 w 2358 w 2341 w 1660 m 1411 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 756 w 704 m Raman (cm-1) 2903 vs 2589 w 1635 m 1588 m 1446 w 1382 m 1332 m 1242 m 1123 m 1039 w 942 m 848 m 749 vw 703 vw 569 m 473 vs 435 m 351 w TGA peacuterdida de masa 888 (39-147 degC 1 paso calc 23timesH2O=912) 6260 (231-394 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6103)

Siacutentesis de [Ce(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (12) Porcentaje de rendimiento (1574 mg 860) C157H283CeO135 Anaacutelisis elemental C 4053 (calc 4218) H 663 (calc 638) Ce 260 (calc 313) IR (ATR cm-1) 3309 s 2924 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1423 m 1244 m 1153 s 1078 s 1022 vs 999 vs 937 m 862 w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2905 vs 1635 vs 1601 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1079 m 1040 m 941 m 857 m 773 vw 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 353 w TGA peacuterdida de masa 840 (45-126 degC 1 paso calc 21timesH2O=848) 6295 (246-396 degC 1 paso calc Producto 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3 = 6220)

Siacutentesis de [Sm(4-MeOcinn)3]β-CD17H2O (13) Porcentaje de rendimiento (1407 mg 811) C156H271SmO121 Anaacutelisis elemental C 3972 (calc 4265) H 656 (calc 622) Sm 278 (calc 342) IR (ATR cm-1) 3313 s 2922 w 2358 m 2341 m 1658 m 1512 m 1409 m 1242 m 1153 s 1078 s 1022 vs 997 vs 945 m 862 w 829w 754 w 704 m Raman (cm-1) 2938 vs 2903 vs 1633 vs 1600 vs 1447 m 1418 m 1330 m 1243 s 1167 s 1128 m 1041 m 941 m 856 m 775 w 701 vw 633 vw 570 w 473 s 435 w 351 w TGA peacuterdida de masa 701 (81-134 degC 1 paso calc 17timesH2O=696) 6747 (247-384 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3 = 6620)

Siacutentesis de [Yb(4-MeOcinn)3]β-CD21H2O (14) Porcentaje de rendimiento (1503 mg 818) C156H279YbO135 Anaacutelisis elemental C 3900 (calc 4175) H 655 (calc 627) Yb 271 (calc 386) IR (ATR cm-1) 3311 s 2922 w 1658 m 1641 m 1604 w 1512 w 1423 m 1247 m 1153 s 1101 vw 1078 s 1022 vs 997 vs 937 m 862 w 829 w 754 w 702 m 646 m Raman (cm-1) 2939 vs 2905 vs 1635 vs 1600 vs 1447 w 1382 m 1332 m 1242 s 1167 m 1122 m 1040 m 941 m 857 m 773 w 703 vw 633 vw 573 w 473 s 434 m 347 w TGA peacuterdida de masa 842 (84-136 degC 1 paso calc 21timesH2O=842) 6568 (254-356 degC 1 paso calc Producto 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3 = 6529)

Ensayos de actividad antibacteriana

Se determinoacute la actividad antibacteriana en dos cepas gram-positivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas gram-negativas (E coli ATCC 25922 P aerugi-nosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneumoniae ATCC BAA-2146) utilizando el meacutetodo M31-A3 recomendado por el CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) [22] La concentracioacuten miacutenima inhibitoria (CMI) se determinoacute a diferentes concentraciones (4000 hasta 78 microgmL) Se preparoacute una solucioacuten de compuesto puro en DMSO (50 mgmL) a partir de esta solucioacuten madre se realizaron diluciones con caldo Mueller-Hinton en una placa de 96 pocillos El inoacuteculo se adicionoacute en caldo Mue-ller-Hinton y la suspensioacuten se ajustoacute aproximada-

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 7: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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mente a 1 x 106 UFCmL Como control negativo se empleoacute caldo Mueller-Hinton sin bacterias ni compuestos como control positivo se empleoacute caldo Mueller-Hinton con bacteria Al terminar la preparacioacuten de las placas se incubaron a 37 degC por 24 horas

Pruebas de interaccioacuten con ADN

Para evaluar la posible interaccioacuten de los compuestos obtenidos con la moleacutecula de ADN se utilizaron las teacutecnicas UV-vis y electroforesis En la primera de ellas se realizaron dos ensayos utilizando Fibras tipo I D1501 de ADN de Timo de ternera liofilizado de la marca Sigma Aldrich Para el meacutetodo por electroforesis se empleoacute ADN E coli pBR322 D9893 de la marca Sigma Al-drich Para los ensayos por UV-vis se utilizoacute un equipo Jasco V-730 con control de temperatura a 20degC Se evaluaron concentraciones entre 5-15 microM de complejo lantaacutenido y 10-50 microM complejo de inclusioacuten manteniendo constante la concen-tracioacuten de ADN de Timo de ternera en fibras tipo I (153 microM nucleoacutetidos) En otro ensayo se evaluaron concentraciones de ADN entre 10-50 microM nucleoacutetidos manteniendo constante las concentraciones de complejo lantaacutenido (20 microM) y de inclusioacuten (70 microM) Para la preparacioacuten de estas soluciones se utilizoacute un buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y una solucioacuten de ADN Stock (25mg en 30 mL de Buffer Tris-HClNaClEDTA 50 mM5 mM25 mM) con relacioacuten A260A280 igual a 18

Para el segundo meacutetodo se utilizoacute una caacutemara electroforeacutetica Thermo Scientific EasyCast TM B2 Mini y un transiluminador de luz visible UVP VB-26V Las muestras se prepararon utilizando concentraciones de 10 30 y 50 microM de complejo lantaacutenido e inclusioacuten en buffer de Tris-HCl (50 mM) con NaCl (5 mM) y EDTA (25 mM) a pH 72 y TAE 1X (Tris-HClCH3COOHEDTA) a pH 83 se adicionoacute 45 microL de ADN E coli pBR322 D9893 Sigma Aldrich (100 ngmicroL) y de forma intercalada 13 microL de H2O2 (50 mM) Las muestras se incubaron por dos horas a 37 degC y

900 rpm Luego de la incubacioacuten se adicionoacute a cada muestra el tampoacuten de carga (bromofenol y glicerol) y se inyectaron en el gel de agarosa 1 previamente tentildeida con gel Green 1X se utilizoacute como marcador HyperLadder III Bioline La corrida se llevoacute a cabo durante 75 minutos a 100 V y 130 mA

3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos

Los complejos lantaacutenidos fueron sintetizados a partir de una reaccioacuten de metaacutetesis entre el cloruro del lantaacutenido LnCl3∙xH2O y el ligando cinamato correspondiente obteniendo porcenta-jes de rendimiento entre 73-99 Los porcentajes experimentales de H y C con respecto a los valo-res calculados asiacute como los porcentajes de metal obtenidos a partir de complexometriacutea con EDTA permiten sugerir las estructuras propuestas que fueron apoyadas con las diferentes teacutecnicas de caracterizacioacuten En la caracterizacioacuten de los complejos lantaacutenidos 1-7 por espectroscopiacutea de FT-IR (ver figuras 3a Informacioacuten suplementaria 1S-6S) se observan las bandas de vibracioacuten ca-racteriacutesticas de los ligandos cinamato las bandas en la regioacuten entre 1640-1620 cm-1 corresponden a la vibracioacuten de tensioacuten del enlace C=C de la ca-dena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 entre 1520 - 1500 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 respectivamente Estas bandas presentan desplazamiento batocroacutemico respecto a las bandas de los cinamatos cuyo confirma la participacioacuten del carboxilo en la coordinacioacuten con los iones lantaacutenidos actuando como agentes quelantes bidentados (ver tabla 1 y figura 3a) [23] En los espectros IR se observa la banda de vibracioacuten de deformacioacuten del enlace = C - H alifaacutetico fuera del plano entre 990 - 970 cm-1 indicando que el enlace α β-insaturado se conserva en posicioacuten trans mientras que la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 se observa a 730-780 cm-1 de baja intensidad debido al predo-minante caraacutecter electrostaacutetico [24]

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 8: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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Tabla 1 Principales bandas en FT-IR para los ligandos Na(4-Clcinn) Na(4-MeOcinn) y sus respectivos complejos con La Ce Sm e Yb

CompL1 1643 1541 1423 141 968 829 -LaL1 1635 1506 1409 97 979 821 736CeL1 1635 1506 1411 95 979 823 738SmL1 1635 1517 1409 108 981 821 754YbL1 1639 1512 1409 103 975 815 761L2 1639 1548 1427 140 966 827 -CeL2 1631 1506 1423 83 983 829 779SmL2 1631 1508 1425 83 985 831 779YbL2 1629 1508 1423 85 989 825 781

L1 = Na(4-Clcinn) L2 = Na(4-MeOcinn)

Figura 3 a) Espectro IR comparativo entre L1 y L1-La b) Espectro Raman comparativo entre L1 y L1-La c) Espectro RMN 1H de L1 d) Espectro RMN 1H de L1-La

En la caracterizacioacuten de los compuestos 1-7 por espectroscopiacutea Raman se observan bandas de vi-bracioacuten similares a las reportadas en el infrarrojo ya que implican los mismos modos vibracioacutenales sin embargo se observan corrimientos o cambios en la intensidad de las bandas consecuencia de la dispersioacuten causada por polarizabilidad de los enlaces presentes

En las figuras 3b y 13S-18S (informacioacuten suplementaria) se observan las bandas corres-pondientes a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del enlace C-H aromaacutetico entre 3060 - 3040 cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica entre 1640 - 1620

cm-1 las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacute-trica y simeacutetrica del CO2 entre 1600 - 1580 cm-1 y 1430 - 1400 cm-1 que presentan diferencias en la intensidad con respecto a las bandas del infrarrojo siendo la asimeacutetrica maacutes intensa que la simeacutetrica (ver figura 3b) lo cual se explica por la polarizabilidad del enlace carboxilo Tambieacuten se logra identificar la banda de estiramiento del enlace Ln - 0 entre 620 - 640 cm-1 En el espectro RMN 1H del Na(4-Clcinn) (figura 3c) se observan cuatro sentildeales un doblete en 650 ppm asignado al protoacuten 2rsquo desplazado a campo alto por el efecto inductivo del grupo carboxilo un doblete a 727 ppm asignado al protoacuten 1rsquo donde 3J entre 1rsquo y 2rsquo es 16 Hz lo cual indica que los hidroacutegenos estaacuten

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 9: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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dispuestos en posicioacuten trans tambieacuten se observan los dobletes asignados al protoacuten 2 en 742 ppm y al protoacuten 3 en 758 ppm este uacuteltimo desplazado a campo bajo porque el cloro actuacutea como grupo electroatractor 3J entre 2 y 3 es igual 8 Hz indi-cando que son protones vecinos

En el espectro RMN 1H del complejo L1-La (figura 3d) se observan las mismas sentildeales obte-nidas para el espectro del ligando Na(4-Clcinn) (figura 3c) conservando las mismas constantes de acoplamiento pero se desplazan a campo alto por el efecto protector ocasionado por la deslocalizacioacuten de los electrones del carboxilo al coordinarse al metal

De acuerdo al estudio vibracioacutenal y la carac-terizacioacuten espectroscoacutepica se propone que toda la serie de complejos lantaacutenidos sintetizados presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos

Siacutentesis y caracterizacioacuten de los complejos de inclusioacuten parcial

Para la siacutentesis de los complejos de inclusioacuten parcial se empleoacute la reaccioacuten de co-precipitacioacuten entre la β-CD y los complejos lantaacutenidos utilizan-

do NN dimetilformamida (DMF) como solvente Se obtuvieron porcentajes de rendimientos entre 66-90

Se realizoacute el estudio vibracioacutenal por FT-IR y Raman para observar el desplazamiento o desa-paricioacuten de las bandas de la moleacutecula hueacutesped En el FT-IR comparativo de la Figura 4a se puede observar la aparicioacuten de nuevas bandas que corresponden a la β-CD algunas de ellas son la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace O - H entre 3330 - 3300 cm-1 la banda de vibracioacuten de deformacioacuten en el plano del enlace O - H entre 1160 - 1150 cm-1 la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C - O entre 1030 ndash 1020 cm-1 y la banda de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del enlace O - H en 704 cm-1 las sentildeales coinciden a lo reportado en la literatura [25]

Ademaacutes se observa en los complejos de inclusioacuten el desplazamiento de las bandas co-rrespondientes a la β-CD a menor frecuencia (ver figura 4a informacioacuten suplementaria 7S-12S) la disminucioacuten de la intensidad de las bandas co-rrespondientes a los enlaces C = C y CO2 lo cual infiere la formacioacuten del enlace de hidroacutegeno que modifica las vibracioacutenes de la moleacutecula y dismi-nuye la interaccioacuten de la misma con la radiacioacuten electromagneacutetica del FT-IR

Figura 4 a) Espectro FT-IR comparativo (entre L1-La β-CD Mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y L1-Laβ-CD) b) Espectro Raman comparativo c) Espectro RMN 1H de L1-Laβ-CD d) TGA comparativo

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 10: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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En la figura 4b se observan los espectros Raman superpuestos de la β-CD la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) y el complejo de inclusioacuten Se identifican las mismas bandas de vibracioacuten que se observan en los espectros de la figura 4a ademaacutes de bandas observadas por la presencia de la β-CD como las de vibracioacuten de tensioacuten de enlace C - H asimeacutetrica y simeacutetrica entre 2940 - 2930 cm-1 y 2910 - 2900 cm-1 respectivamente Igualmente se asignan las bandas de vibracioacuten de deformacioacuten fuera del plano del anillo de la glucopiranosa entre 580 - 570 cm-1 y 480 - 470 cm-1 Se conservan con menor intensidad algunas bandas del ligando como la banda de vibracioacuten de tensioacuten del enlace C = C de la cadena alifaacutetica las bandas de vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica y simeacutetrica del CO2 y la banda de vibracioacuten de de-formacioacuten del enlace C - H aromaacutetico en el plano sin embargo se nota la desaparicioacuten del resto de bandas incluyendo la banda correspondiente a la vibracioacuten de tensioacuten asimeacutetrica del CO2

En el espectro RMN 1H del complejo de inclusioacuten L1-Laβ-CD (figura 4c) se observan las sentildeales del ligando Na(4-Clcinn) asiacute como las sentildeales de la β-CD Para la β-CD se tiene a campo alto superpuestas con la sentildeal del agua las sentildeales correspondientes a los multipletes del protoacuten b en 330 ppm y el d en 337 ppm luego el multiplete para el protoacuten c entre 366-362 ppm superpuesto con el multiplete de los protones f y el multiplete del protoacuten e entre 358-355 ppm el

protoacuten a se observa a 483 ppm como doblete Para los hidroxilos se tienen tres sentildeales la primera a campo alto perteneciente al OH-f en 444 ppm observaacutendose como un triplete un singlete que corresponde a la sentildeal de OH-c en 572 ppm y un doblete a 577 ppm correspondiente a la sentildeal de OH-b desplazado a campo bajo por el efecto desprotector del enlace glucosiacutedico

En la tabla 2 se comparan las sentildeales obteni-das de los RMN 1H de las figuras 3c 3d 4c y 25S De acuerdo a los desplazamientos quiacutemicos (ppm) obtenidos para los diferentes compuestos se puede proponer la estructura que se observa en la figura 2 como la obtenida para los complejos de inclusioacuten sintetizados de esta forma la cavidad de menor diaacutemetro de la β-CD estariacutea interactuando con el enlace α β-insaturado del Na(4-Clcinn) ya que el protoacuten 1rsquo sufre un mayor desplazamiento a campo bajo por la presencia de un grupo electroa-tractor que pueden ser los hidroxilos secundarios de la β-CD [2627]

Por otro lado se observa el desplazamiento del protoacuten 2 a campo alto lo que sugiere que el campo magneacutetico no interactuacutea con la misma in-tensidad debido a la posible formacioacuten del enlace de hidroacutegeno entre el protoacuten c de la β-CD y el protoacuten 2 del Na(4-Clcinn) Finalmente se obser-va que el protoacuten 3 se desplaza a campo bajo por la presencia de los hidroxilos primarios de la β-CD

Tabla 2 Comparacioacuten de los desplazamientos quiacutemicos (ppm) del RMN 1H de L1 L1-La L1-Laβ-CD y β-CD

Protoacuten 3 2 1rsquo 2rsquoL1 758 742 727 650

L1La 755 738 734 646L1Laβ-CD 761 734 742 643

Protoacuten a b c d e f b-OH c-OH f-OH

L1Laβ-CD 483 330 366-362 337 358-

355366-362 572 577 444

β-CD 483 332-330

366-361 337 358-

355366-361 567 572 444

Ademaacutes de los anaacutelisis espectroscoacutepicos se realizoacute un estudio termogravimeacutetrico de los com-plejos sintetizados para determinar el contenido de moleacuteculas de agua la variacioacuten del punto de fusioacuten y los productos de descomposicioacuten que

se forman a lo largo del anaacutelisis termogravimeacute-trico permitiendo proponer la estequiometrIacutea de los complejos de inclusioacuten Se ha reportado que el anaacutelisis termogravimeacutetrico de la β-CD presenta cuatro eventos teacutermicos deshidrata-

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 11: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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cioacuten transicioacuten de fase fusioacuten [28] y finalmente apertura de los anillos de β-CD seguido de la descomposicioacuten de la glucopiranosa produciendo mayoritariamente dioacutexido de carbono agua y furanos [29] En la figura 4d se puede observar que la β-CD empleada al calentarse se deshidratoacute perdiendo 1057 de masa lo que equivale a 7 moleacuteculas de agua presenta la transicioacuten de fase a 226 degC funde a 3054 degC y luego se descom-pone Al comparar el termograma de la β-CD

con el del complejo L1-Laβ-CD se destaca que este uacuteltimo pierde 608 de masa en el mismo rango de temperatura para la deshidratacioacuten de la β-CD el cambio se atribuye a un menor nuacutemero de moleacuteculas de agua en el complejo de inclusioacuten (ver tabla 3) este cambio puede deberse a que el complejo lantaacutenido al ingresar a la cavidad inter-na de la β-CD desplaza las moleacuteculas de agua de hidratacioacuten que teniacutea inicialmente

Tabla 3 Resultados de la descomposicioacuten teacutermica en atmoacutesfera de nitroacutegeno de los complejos lantaacutenidos y de inclusioacuten con La (III) Ce (III) Sm (III) e Yb (III)

Compuesto Picos DTG (degC)

Peacuterdida de masa ()Productos

Exp Calc

LaL1 23H2O981 085 087 LaL1 2H2O2778 514 518 LaL13983 3369 3201 La2(CO3)3

β-CD 75H2O1090 1057 1063 β-CD3123 6362 6349 4 times glucopiranosa

L1-Laβ-CD145H2O

966 608 599 L1-Laβ-CD

3202 6085 6243 6 times glucopiranosa + La2(CO3)3

L1-Ceβ-CD7H2O917 300 298 L1-Ceβ-CD

3137 7659 7553 3 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L1-Smβ-CD18H2O

1016 730 732 L1-Smβ-CD

2884 5688 5753 7 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L1-Ybβ-CD23H2O993 888 912 L1-Ybβ-CD

3002 6260 6103 6 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

L2-Ceβ-CD21H2O923 840 848 L2-Ceβ-CD

3089 6295 6220 6 times glucopiranosa + Ce2(CO3)3

L2-Smβ-CD17H2O

1014 701 696 L2-Smβ-CD

3116 6747 6620 5 times glucopiranosa + Sm2(CO3)3

L2-Ybβ-CD21H2O

1062 842 842 L2-Ybβ-CD

3120 6568 6529 5 times glucopiranosa + Yb2(CO3)3

Ademaacutes de observar el primer evento teacutermico (deshidratacioacuten) se observaron varios cambios para el punto de fusioacuten en los termogramas de las figuras 34S-55S (informacioacuten suplementaria) el

primero de ellos es que la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) funde a 3060 degC lo que permite suponer la existencia de alguacuten tipo de interaccioacuten y el se-gundo es que el complejo L1-Laβ-CD funde y se

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 12: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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descompone entre 290 - 340 degC en un solo paso Este patroacuten se conserva en los demaacutes complejos de inclusioacuten sintetizados por lo cual se puede suponer que mejoroacute la estabilidad teacutermica de los compuestos [30]

Para evaluar la cristalinidad de los soacutelidos obtenidos se realizoacute un estudio por DRX En las figuras 30S-33S (informacioacuten suplementaria) se puede observar y comparar los difractogramas de los complejos L1-La y L1-Laβ-CD la β-CD y la mezcla fiacutesica (L1-Laβ-CD) En el anaacutelisis de los DRX obtenidos es claro que se presentan dife-rentes perfiles difractograacuteficos para el complejo L1-La se observan picos caracteriacutesticos a 790 deg 1200 deg y 2440 deg ( ) y para la β-CD a 1060 deg y 1240 deg ( ) mientras que la mezcla fiacutesica pasa de 43 picos a 26 en el complejo de inclusioacuten La obtencioacuten de un nuevo patroacuten de difraccioacuten evidencia que L1-Laβ-CD es un compuesto total-mente diferente a la mezcla solo se conservan los picos a 810 deg y 1201 deg ( ) de L1-La y algunos picos de la β-CD aunque con menor intensidad a la inicial este resultado permite inferir la peacuterdida de cristalinidad al incluir el complejo lantaacutenido en la β-CD [25]

Mediante estudios de UV-Vis se encontroacute que la longitud de onda de maacutexima absorbancia en el caso de los complejos con L1 fue a 274 nm y con L2 fue a 286 nm variacioacuten generada por efecto del sustituyente en el anillo aromaacutetico Para los compuestos carboniacutelicos y aromaacuteticos se obser-va una banda entre 220-250 nm (transiciones electroacutenicas ) debido a la conjugacioacuten entre ambos grupos y no a la superposicioacuten de los espectros independientes del anillo aromaacutetico y del aacutecido carboxiacutelico [31] En los complejos de inclusioacuten se observa que la intensidad de la banda y el coeficiente de absortividad para la transicioacuten

disminuyen esto puede deberse a que la luz incidente interactuacutea menos con el sistema conjugado y no permite que se den de igual forma las transiciones electroacutenicas (ver figuras informacioacuten suplementaria 56S-69S) Por medio de espectroscopiacutea UV-Vis tambieacuten fue posible determinar la solubilidad de los complejos obte-nidos se prepararon soluciones sobresaturadas y se confirmoacute un aumento en la intensidad de las bandas dependiente de la concentracioacuten de cada compuesto los resultados se observan en la Tabla 4

Tabla 4 Solubilidad en agua a temperatura ambiente de los complejos lantaacutenidos libres e incluidos parcialmente

Compuesto Solubilidad (mgmL) Compuesto Solubilidad (mgmL)

L1-Ce 017 L1-Ceβ-CD 336L1-Sm 010 L1-Smβ-CD 306L1-Yb 033 L1-Ybβ-CD 170L2-Ce 067 L2-Ceβ-CD 238L2-Sm 057 L2-Smβ-CD 297L2-Yb 026 L2-Ybβ-CD 242

Los resultados de la caracterizacioacuten estructu-ral de los complejos permiten proponer que por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se obtuvo un complejo de inclusioacuten parcial con posible relacioacuten estequiomeacutetrica 13 complejo lantaacutenido β-CD de forma que el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten logrando desplazar las 7 moleacuteculas de agua que se encontraban inicialmente dentro del toroide ademaacutes el complejo de inclusioacuten es maacutes estable a la descomposicioacuten teacutermica en com-paracioacuten al complejo lantaacutenido sin inclusioacuten

Pruebas antibacterianas

Para la realizacioacuten de las pruebas antibacteria-nas se utilizaron dos cepas bacterianas gram-po-sitivas (S aureus ATCC 25923 y S aureus ATCC 29213) y cuatro cepas bacterianas gram-negati-vas (E coli ATCC 25922 P aeruginosa ATCC 27853 S Typhimurium ATCC 14028 y K pneu-moniae ATCC BAA-2146) Se evaluaron los clo-ruros de lantaacutenido correspondientes y se encontroacute que no presentaban actividad antibacteriana en las concentraciones evaluadas (4000 ndash 78 microgmL) sin embargo los complejos lantaacutenidos pre-

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 13: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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sentaron menor CMI al compararlos con el resul-tado para L1 esto demuestra el efecto sineacutergico entre el metal y el ligando Esta disminucioacuten en la CMI o mayor actividad de los complejos puede ser a causa de la deslocalizacioacuten que se produce de los electrones lo cual aumenta el caraacutecter lipofiacutelico de la moleacutecula permitiendo que penetre maacutes faacutecilmente las membranas lipiacutedicas [3233]

En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas antibacterianas con los compuestos seleccionados Al comparar los valores de CMI obtenidos para las bacterias gram-positivas y gram-negativas no se observoacute un patroacuten que per-mita relacionar la actividad antimicrobiana de los complejos con la funcionalidad de la membrana celular de las bacterias por lo que estos resulta-dos sugieren descartar la posibilidad de que los compuestos estudiados empleen un mecanismo

de accioacuten por alteracioacuten de la membrana citoplas-maacutetica que es uno de los cinco mecanismos de accioacuten antibacteriana reportados en la literatura [34] Adicionalmente se observoacute que la CMI para los complejos de inclusioacuten es menor en compara-cioacuten a la CMI para los complejos lantaacutenidos esto puede deberse al incremento de la solubilidad en el medio abriendo la posibilidad de ser aplicado en el disentildeo racional de nuevos metalofaacutermacos que permitan aumentar su efecto bioloacutegico sin embargo los complejos evaluados no tuvieron la misma accioacuten antibacteriana en todas las cepas De las cepas evaluadas podemos concluir que la que presenta mayor resistencia a la accioacuten antibacteriana de los complejos evaluados es la P aureginosa ninguacuten complejo fue activo a la mayor concentracioacuten evaluada En la literatura se ha reportado que esta cepa presenta mayor resis-tencia a antibioacuteticos sin ser claro el mecanismo de defensa de la misma [35]

Tabla 5 Actividad antibacteriana de los complejos con ligando L1

Comp

CMI(molL)

E coli ATCC 25922

S aureus ATCC 25923

S aureus ATCC 29213

P aureginosa ATCC 27853

S Typhimu-rium ATCC

14028

K pneumoniae ATCC BAA-2146

β-CD 35x10-3 gt 35x10-3 gt 35x10-3 35x10-3 35x10-3 35x10-3

L1 22x10-2 55x10-3 22x10-2 22x10-2 11x10-2 22x10-2

L1-Ce gt 29x10-3 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3 29x10-3 gt 29x10-3

L1-Sm gt 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3 28x10-3 gt 28x10-3

L1-Yb 27x10-3 27x10-3 27x10-3 gt 27x10-3 27x10-3 27x10-3

L1-Ceβ-CD gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 gt 98x10-4 98x10-4 98x10-4

L1-Smβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 97x10-4

L1-Ybβ-CD gt 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4 97x10-4 gt 97x10-4

Interaccioacuten con ADN

Una vez evaluada la actividad antimicrobiana de los complejos sintetizados se realizaron dos ensayos con el fin de evaluar el tipo de inte-raccioacuten intermoleacutecular de los complejos con la macromoleacutecula de ADN En el primer ensayo se estudioacute por UV-vis la posible interaccioacuten de los complejos con ADN de timo de ternera y para la segunda prueba se empleoacute ADN plasmiacutedico de E coli pBR322 utilizando la teacutecnica de electro-foresis Para estos ensayos fueron seleccionados

dos complejos L1-Sm (3) y L1-Smβ-CD (10) los cuales presentaron mayor solubilidad y mayor actividad antibacteriana

En el ensayo UV-Vis se observoacute hipercromis-mo con desplazamiento hacia el rojo cuando se mantuvo constante la concentracioacuten de ADN de timo de ternera mientras se aumentaba la con-centracioacuten de complejo lantaacutenido o del complejo de inclusioacuten (figuras 5a y 5c) mientras que al aumentar la concentracioacuten de ADN manteniendo constante la concentracioacuten de complejo lantaacutenido

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

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o complejo de inclusioacuten se observoacute hipercromis- mo con desplazamiento hacia el azul (Figura 5b y 5d)

Figura 5 Estudios de interaccioacuten a) L1-Sm a 5-15 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) b) ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de L1-Sm (20 microM) c) L1-Smβ-CD a 10-50 microM y concentracioacuten constante de ADN de Timo de ternera (153 microM nucleoacutetidos) d)

ADN de timo de ternera a 10-50 microM nucleoacutetidos y concentracioacuten constante de complejo de inclusioacuten (70 microM)

La intercalacioacuten de pequentildeas moleacuteculas en la doble heacutelice del ADN genera en los espectros UV-Vis dos efectos hipocromismo y despla-zamiento hacia el rojo lo cual es atribuido al apilamiento de los compuestos entre las bases nitrogenadas que restringen las transiciones electroacutenicas algunos ejemplos de intercalantes son el cisplatino Ni(Pirox)2(DMF)2 y [Mn(sal)(phen)2]ClO4 [36-38] De acuerdo a los resultados obtenidos es factible proponer que los complejos evaluados no se intercalan en la moleacutecula de ADN ademaacutes la ausencia de un punto isobeacutestico claro en el espectro UV-Vis indica que existe maacutes de un tipo de enlace o interaccioacuten en el sis-tema estudiado Igualmente se ha reportado que la unioacuten electrostaacutetica generada por la interaccioacuten entre el centro metaacutelico y los grupos fosfatos de las hebras de ADN puede generar hipercromismo [39] en donde la hidrofobicidad del ligando y el tamantildeo del complejo lo afectan directamente [40]

Para el segundo ensayo se evaluoacute la posible interaccioacuten de los complejos con el ADN de un organismo procariota (E coli) Para esto se reali-zaron experimentos de electroforesis empleando ADN plasmiacutedico el cual se caracteriza por tener tres tipos de conformacioacuten lineal circular rela-jada y superenrrollada Ademaacutes puede poseer genes que le confieren a las bacterias ventajas adaptativas como resistencia a antibioacuteticos pro-duccioacuten de sustancias toacutexicas o codificacioacuten de enzimas para degradar sustancias quiacutemicas En este caso el ADN plasmiacutedico pBR322 codifica resistencia a la ampicilina y la tetraciclina En la figura 6 se observa que presenta tres bandas la primera para la conformacioacuten II (circular relaja-da) mayor a 10000 pb la segunda para la con-formacioacuten III (lineal) aproximadamente a 5000 pb y por uacuteltimo la tercera para la conformacioacuten I (superenrrollada) aproximadamente a 3000 pb

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

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REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 15: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

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Figura 6 Electroforesis en gel de agarosa 1 para el ADN plasmiacutedico pBR322 despueacutes de 75 minutos de incubacioacuten a 37 degC Carril 1 HyperLadder III Bioline Carril 2 control

de ADN Carril 3 ADN + 10(10 microM) Carril 4 ADN + 10(10 microM) + H2O2 Carril 5 ADN + 10 (30 microM) Carril 6 ADN + 10(30 microM) + H2O2 Carril 7 ADN + 10 (50 microM)

Carril 8 ADN + 10(50 microM) + H2O2 Carril 9 ADN + 3 (10 microM) Carril 10 ADN + 3(10 microM) + H2O2 Carril 11 ADN + 3 (30 microM) Carril 12 ADN + 3(30 microM) + H2O2 Carril

13 ADN + 3 (50 microM) Carril 14 ADN + 3(50 microM) + H2O2

Cabe denotar que no se observoacute ninguacuten cambio en los carriles 3-12 al compaacuterarlos con el control de ADN sin embargo en el carril 13 se observa el aumento cualitativo de la intensidad de la banda correspondiente a la forma II lo que podriacutea indicar que la forma superenrrollada se relaja y adopta mayoritariamente la forma circular y en el carril 14 disminuye un poco la intensidad de la banda de la forma II y aumenta la intensidad de la banda de la forma III es decir que para este uacuteltimo carril podriacutea ocurrir que se desnaturalice un porcentaje del ADN de la forma II aumentando el ADN que se encuentra en for-ma lineal algunos autores explican los cambios conformacionales del plaacutesmido debido a que los Ln(III) por sus altos nuacutemeros de coordinacioacuten pueden actuar como catalizadores en la hidrolisis de los enlaces fosfodieacutester de las cadenas de ADN y ARN [41] Se ha reportado que compuestos con iones lantaacutenidos en soluciones acuosas exhiben caracteriacutesticas similares a las nucleasas promo-viendo la formacioacuten de un intermediario que facilita la hidroacutelisis de los enlaces fosfodieacutester de las macromoleacuteculas de ADN y ARN [4243]

4 CONCLUSIONES

Se sintetizoacute y caracterizoacute una serie de complejos lantaacutenidos con ligandos cinaacutemicos De acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal y espectroscoacutepica se propone que presentan coordinacioacuten bidentada a traveacutes de los oxiacutegenos carboxiacutelicos del cinamato y los iones lantaacutenidos Por medio del meacutetodo de co-precipitacioacuten se ob-tuvieron los nuevos complejos correspondientes de inclusioacuten parcial yo asociacioacuten de acuerdo a la caracterizacioacuten vibracioacutenal espectroscoacutepica y teacutermica se propone que el complejo sintetizado presenta una estequiometria 13 complejo lantaacute-nido β-CD donde el enlace α β-insaturado del ligando interactuacutea con los hidroxilos secundarios del anfitrioacuten la formacioacuten de este compuesto aumenta la estabilidad teacutermica y la solubilidad del complejo lantaacutenido Los ensayos de activi-dad antibacteriana permitieron evidenciar en los complejos lantaacutenidos el efecto sineacutergico entre el catioacuten lantaacutenido y el ligando cinamato Ademaacutes los complejos de inclusioacuten presentaron disminucioacuten en la concentracioacuten miacutenima inhibi-toria (CMI) respecto a los complejos lantaacutenidos iniciales lo cual se podriacutea deber al aumento de la solubilidad de los complejos lantaacutenidos Los ensayos con ADN permitieron evidenciar su posible interaccioacuten con los complejos evaluados donde el catioacuten lantaacutenido estariacutea interaccionando electrostaacuteticamente con la cadena de fosfatos del ADN de timo de ternera a su vez participariacutea en la relajacioacuten de la forma superenrrollada y escisioacuten de la forma circular del ADN plasmiacutedico pBR322 al hidrolizar la cadena de fosfatos

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad del Valle a Colciencias (110656934339) al Banco de la Repuacuteblica (3238) por su financiacioacuten para la realizacioacuten de este proyecto al Tecnoparque SENA nodo Cali (6377) y Complejo integral de servicios de salud puacuteblica ldquoAniacutebal Patintildeo Rodriacute-guezrdquo ndash Secretariacutea de Salud Valle del Cauca por el preacutestamo de sus instalaciones

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

114

REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 16: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

114

REFERENCIAS

[1] G Wright ldquoSolving the antibiotics crisisrdquo ACS Infect Dis vol 1 no 2 pp 80-84 Jan 2015 httppubsacsorgdoiabs101021id500052s

[2] R Hamidpour M Hamidpour S Hamid-pour M Shahlari ldquoCinnamon from the se-lection of traditional applications to its novel effects on the inhibition of angiogenesis in cancer cells and prevention of Alzheimerrsquos disease and a series of functions such as antioxidant anticholesterol antidiabetes antibacterial antifungal nematicidal acaracidal and repellent activitiesrdquo J Tradit Complement Med vol 5 no 2 pp 66-70 Apr 2015 httpsdoiorg101016jjtcme201411008

[3] Y Zhang X Liu Y Wang P Jiang S Y Queck ldquoAntibacterial activity and mech-anism of cinnamon essential oil against Escherichia coli and Staphylococcus aureusrdquo Food Control vol 59 pp 282-289 Jan 2016 httpsdoiorg101016jfoodcont201505032

[4] C Letizia J Cocchiara A Lapczynski J Lalko A Api ldquoFragrance material review on cinnamic acidrdquo Food Chem Toxicol vol 43 no 6 pp 925-943 Jun 2005 httpsdoiorg101016jfct200409015

[5] B Narasimhan D Belsare D Pharande V Mourya A Dhake ldquoEsters amides and substituted derivatives of cinnamic acid synthesis antimicrobial activity and QSAR investigationsrdquo Eur J Med Chem vol 39 no 10 pp 827-834 Oct 2004 httpsdoiorg101016jejmech200406013

[6] P Sharma ldquoCinnamic acid derivatives A new chapter of various pharmacological activitiesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 2 pp 403-423 Jan 2011 httpwwwjocprcomabstractcinnamic-acid-deriva-tives-a-new-chapter-of-various-pharmaco-logical-activities-712html

[7] S Venkateswarlu M Ramachandra A Krishnaraju G Trimurtulu G Subbaraju ldquoAntioxidant and antimicrobial activity evaluation of polyhydroxycinnamic acid ester derivativesrdquo Indian J Chem vol 45B pp 252-257 Jan 2006 httphdlhandlenet1234567896188

[8] A Chambel C Viegas I Saacute-Correia ldquoEffect of cinnamic acid on the growth and on plasma membrane 1H-ATPase activity Saccharomyces cerevisiaerdquo Inter J Food Microbiol vol 50 no 3 pp 173-179 Sep 1999 httpsdoiorg101016S0168-1605(99)00100-2

[9] S Adisakwattana K Sookkongwaree S Roengsumran A Petsom N Ngamrojna-vanich W Chavasiri D Deesamer S Yib-chok ldquoStructurendashactivity relationships of trans-cinnamic acid derivatives on a-gluco-sidase inhibitionrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 14 no 11 pp 2893ndash2896 Jun 2004 httpsdoiorg101016jbmcl200403037

[10] S Carvalho E Silva M Souza M Lourenccedil F Vicenteb ldquoSynthesis and antimycobacte-rial evaluation of new trans-cinnamic acid hydrazide derivativesrdquo Bioorg Med Chem Lett vol 18 no 2 pp 538ndash541 Jan 2008 httpsdoiorg101016jbmcl200711091

[11] F Bisogno L Mascoti C Sanchez F Garibotto F Giannini M Kurina-Sanz R Enriz ldquoStructure-antifungal activity relationship of cinnamic acid derivativesrdquo J Agr Food Chem vol 55 no 26 pp 10635ndash10640 Nov 2007 httppubsacsorgdoiabs101021jf0729098

[12] N J Bello-Vieda H F Pastrana M F Gara-vito A G Aacutevila A M Celis A Muntildeoz-Cas-tro S Restrepo J J Hurtado ldquoAntibacterial Activities of Azole Complexes Combined with Silver Nanoparticlesrdquo Molecules vol 23 no 2 pp 361 1-17 Feb 2018 httpsdoiorg103390molecules23020361

[13] K F Castillo N J Bello-Vieda N G Nuntildeez-Dallos H F Pastrana A M Celis S Restrepo J J Hurtado A G Aacutevila

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 17: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

115

ldquoMetal Complex Derivatives of Azole a Study on Their Synthesis Characterization and Antibacterial and Antifungal Activi-tiesrdquo J Braz Chem Soc vol 27 no 12 pp 2334-2347 Dec 2016 httpdxdoiorg1059350103-505320160130

[14] N K Singh S B Singh D K Singh V B Chauhan ldquoSynthesis characterization and biological properties of N-nicoti-noyl-Nrsquo-thiobenzoyl-hydrazine complexes of cobalt(II) nickel(II) copper(II) and zinc(II) Indian J Chem vol 42A pp 2767-2771 Nov 2003 httpnoprniscairresinbitstream123456789207911IJCA2042A(11)202767-2771pdf

[15] A Aragon-Muriel D Polo-Ceroacuten ldquoSyn-thesis characterization thermal behavior and antifungal activity of La(III) complexes with cinnamates and 4-methoxyphenylac-etaterdquo J Rare Earths vol 31 no 11 pp 1106-1113 Nov 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(12)60412-8

[16] A Aragon-Muriel Y Upegui J A Muntildeoz S M Robledo D Polo-Ceron ldquoSynthesis characterization and biological evaluation of rare earth complexes against tropical diseases Leishmaniasis Malaria and Try-panosomiasisrdquo Avances en Quiacutemica vol 11 no 2 pp 53-61 Aug 2016 httperevistassaberulaveindexphpavancesenquiacutemicaarticleview78637806

[17] E M Martin Del Valle ldquoCyclodextrins and their uses a reviewrdquo Process Biochem vol 39 no 9 pp 1033ndash1046 May 2004 httpsdoiorg101016S0032-9592(03)00258-9

[18] E Santos J Kamimura L Hill C Gomes ldquoCharacterization of carvacrol beta-cyclo-dextrin inclusion complexes as delivery systems for antibacterial and antioxidant applicationsrdquo Food Sci Technol vol 60 no 1 pp 583-592 Jan 2015 httpsdoiorg101016jlwt201408046

[19] K Uekama F Hirayama T Irie ldquoCyclo-dextrin Drug Carrier Systemsrdquo Chem Rev

vol 98 no 5 pp 2045-2076 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970025p

[20] C Demicheli R Ochoa J Da Silva C Falcao B Rossi-Bergmann A De Melo R Sinisterra F Freacutezard ldquoOral Delivery of Meglumine Antimoniate-β-Cyclodextrin Complex for Treatment of Leishmaniasisrdquo Antimicrob Agents Chemother vol 48 no 1 pp 100-103 Jan 2004 httpsdxdoiorg1011282FAAC481100-1032004

[21] G Deacon M Forsyth P Junk S Leary W Lee ldquoSynthesis and characterisation of rare earth complexes supported by pa-ra-substituted cinnamate ligandsrdquo Z Anorg Allg Chem vol 635 no 6-7 pp 833-839 May 2009 httpdxdoiorg101002zaac 200801379

[22] Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacterial Isolated from Animals CLSI M31-A3 3 ed 2008

[23] G Deacon F Huber R Phillips ldquoDiagnosis of the nature of carboxylate coordination from the direction of shifts of carboacuten-oxygen stretching frequenciesrdquo Inorg Chim Acta vol 104 no 1 pp 41-45 Oct 1985 httpsdoiorg101016S0020-1693(00)83783-4

[24] A Aragoacuten-Muriel M Camprubi E Gonzalez A Salinas A Rodriguez S Gomez D Polo-Ceroacuten ldquoDual investigation of lanthanide complexes with cinnamate and phenylacetate ligands study of the cytotoxic properties and the catalytic oxi-dation of styrenerdquo Polyhedron vol 80 pp 117ndash128 Sep 2014 httpsdoiorg101016jpoly201402040

[25] N Roik L Belyakova ldquoInfrared spectros-copy x-ray diffraction and thermal analysis studies of solid b-cyclodextrin - para-ami-nobenzoic acid inclusion complexrdquo PCSS vol 12 no 1 pp 168-173 2011 httpwwwpuifuainstphys_chestartpcssvol121201-26pdf

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

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Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

116

[26] A Kokkinou S Makedonopoulou D Men-tzafos ldquoThe cristal structure of the 11 com-plex of β-cyclodextrin with trans-cinnamic acidrdquo Carbohydr Res vol 328 no 2 pp 135-140 Sep 2000 httpsdoiorg101016S0008-6215(00)00091-4

[27] H Schneider F Hacket V Ruumldiger I Ikeda ldquoNMR studies of cyclodextrins and cyclodextrin complexesrdquo Chem Rev vol 98 no 5 pp 1755-1786 Jul 1998 httppubsacsorgdoiabs101021cr970019t

[28] F Giordano C Novak J Moyano ldquoThermal analysis of cyclodextrins and their inclusion compoundsrdquo Thermochim Acta vol 380 no 2 pp 123-151 Dec 2001 httpsdoiorg101016S0040-6031(01)00665-7

[29] K Chandrul ldquoRole of Macromolecules in Chromatography Cyclodextrinesrdquo J Chem Pharm Res vol 3 no 6 pp 822-828 2011 httpwwwjocprcomarticlesrole-of-ma-cromolecules-in-chromatography-cyclodex-trinespdf

[30] T Pijpers V Mathot B Goderis R Scher-renberg E Van der Vegte ldquoHigh-Speed Calorimetry for the Study of the Kinetics of (De)vitrification Crystallization and Melting of Macromoleculesrdquo Macromol-ecules vol 35 no 9 pp 3601-3613 Mar 2002 httppubsacsorgdoiabs101021ma011122ujournalCode=mamobx

[31] R Abu-Eittah M Khedr M Goma W Zordok ldquoThe structure of cinnamic acid and cinnamoyl azides a unique localized p system the electronic spectra and DFT-treatmentrdquo Int J Quantum Chem vol 112 no 5 pp 1256-1272 Mar 2012 httpdxdoiorg101002qua23120

[32] A Essawy M Afifi H Moustafa S El-Medani ldquoDFT calculations spectroscop-ic thermal analysis and biological activity of Sm(III) and Tb(III) complexes with 2-ami-nobenzoic and 2-amino-5-chloro-benzoic acidsrdquo Spectrochim Acta A vol 131 pp 388-397 Oct 2014 httpsdoiorg101016jsaa201404134

[33] T Abbs A Pearl B Rosy ldquoSynthesis char-acterization cytotoxicity DNA cleavage and antimicrobial activity of homodinuclear lanthanide complexes of phenylthioacetic acidrdquo J Rare Earths vol 31 no 10 pp 1009-1016 Oct 2013 httpsdoiorg101016S1002-0721(13)60022-8

[34] J Calvo L Martiacutenez-Martiacutenez ldquoMeca-nismo de accioacuten de los antimicrobianosrdquo Enferm Infecc Microbiol Clin vol 27 no 1 pp 44ndash52 Jan 2009 httpdxdoiorg101016jeimc200811001

[35] A Deredjian C Colinon S Brothier S Favre-Bonte B Cournoyer S Nazaret ldquoAntibiotic and metal resistance among hospital and outdoor strains of Pseudomo-nas aeruginosardquo Res Microbiol vol 162 no 7 pp 689-700 Sep 2011 httpsdoiorg101016jresmic201106007

[36] K Suntharalingam O Mendoza A Duarte D Mann R Vilar ldquoA platinum complex that binds non-covalently to DNA and in-duces cell death via a different mechanism than cisplatinrdquo Metallomics vol 5 pp 514-523 Feb 2013 httpsdoiorg101039C3MT20252F

[37] Y Sun F Dong D Wang Y Lib ldquoCrystal Structure Supramoleacutecular Self-Assembly and Interaction with DNA of a Mixed Ligand Manganese(II) Complexrdquo J Braz Chem Soc vol 22 no 6 pp 1089-1095 Jun 2011 httpdxdoiorg101590S0103-50532011000600013

[38] N Sohrabi ldquoBinding and uvvis spectral investigation of interaction of ni(ii) piroxi-cam complex with calf thymus deoxyribo-nucleic acid (Ct-DNA) a thermodynamic approachrdquo J Pharm Sci amp Res vol 7 no 8 pp 533-537 Aug 2015 httpwwwjpsrpharmainfoinDocumentsVolumesvol7Issue08jpsr07081507pdf

[39] A Jamali A Tavakoli J Nazhad ldquoAna-lytical overview of DNA interaction with Morin and its metal complexesrdquo Eur Food Res Technol vol 235 no 3 pp

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

Page 19: Synthesis, antibacterial activity and interaction of DNA ... · derivados del ácido cinámico presentan actividad biológica frente a cepas fúngicas y parasitarias [15,16], sin

Angeacutelica Mariacutea Mayor-Rivera et al

117

367ndash373 Sep 2012 httpsdoiorg101007s00217-012-1778-8

[40] A Sigel H Sigel R Sigel Interplay be-tween metal ions and nucleic acids New York Springer 2012

[41] A Kresel J Lisowski ldquoEnantioselective cleavage of supercoiled plasmid DNA cat-alyzed by chiral macrocyclic lanthanide(III) complexesrdquo J Inorg Biochem vol 107 no 1 pp 1ndash5 Feb 2012 httpsdoiorg101016jjinorgbio201110011

[42] M Komiyama N Takeda H Shigekawa ldquoHydrolysis of DNA and RNA by lantha-nide ions mechanistic studies leading to new applicationsrdquo Chem Commun vol 16 pp 1443ndash1451 1999 httpsdoiorg101039A901621J

[43] S Tabassum G Sharma F Arjmand ldquoNew modulated design and synthesis of chiral CuIISnIV bimetallic potential anticancer drug entity In vitro DNA bind-ing and pBR322 DNA cleavage activityrdquo Spectrochim Acta Part A vol 90 pp 208-217 May 2012 httpsdoiorg101016jsaa201201020

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