Evaluación de Interacciones del Ácido Galacturónico con Aminoácidos a Través de Química Cuántica-Cuántica Computacional

Palabras clave: pectinas, ácido galacturónico, simulación computacional, química cuántica, coeficiente de transferencia electrónica

Resumen

Las pectinas son heteropolianiones con fragmentos de homo-, ramnosa-I y ramnosa-II galacturonanos. El ácido D-galacturónico (AGalU) es el principal constituyente de las pectinas y sus derivados, que muestran múltiples beneficios para la salud. Considerando la probabilidad de interacción de AGalU y oligogalacturónidos derivados del ácido con aminoácidos y proteínas, es importante estudiar el comportamiento de estas moléculas en tales interacciones. Para este propósito, se desarrolló un enfoque in-silico, basado en un modelo cuántico semi-empírico parametrizado SE-PM3, en un simulador Hyperchem, calculando las variables HOMO-LUMO, band gap, potencial electrónico y coeficiente de transferencia de electrones (ETC, siglas en inglés) de las interacciones. De acuerdo con los valores de ETC, en interacciones intermoleculares entre moléculas similares, solo Arg, Met, His y Tyr mostraron mayor reactividad que AGalU. En interacciones reticuladas, Arg, His, Trp, Met, Tyr, Pro, Lys, Phe, Cys, Gly, Leu, Val, Ile, Ala, Asn y Thr fueron oxidadas preferentemente por AGalU a expensas de las interacciones hidrofóbicas e iónicas. El estudio demostró que AGalU actúa predominantemente como agente oxidante para la mayoría de los aminoácidos en interacciones hidrofóbicas o iónicas.

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Citas

Aguilar-Veloz, L.M., Torres-Salinas A.F., Díaz-Ramos, D.I., Brión-Espinoza, I.A., Pérez-Orozco, J.P. & Ortiz, B.R.I. (2021). Avances y perspectivas de aplicación de biopolímeros naturales en la industria agroalimentaria mexicana. En: Economía Circular- aprovechamiento integral de recursos agroalimentarios. Sección 01. 1-18. Primera edición, México, 2021, Publicado por el Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Puebla (CONCYTEP), ISBN: 978-607-99058-7-3.
Ahuactzin-Pérez, M., Tlecuitl-Beristain, S., García-Dávila, J., Santacruz-Juárez, E., González-Pérez, M., Gutiérrez-Ruíz, M. C., & Sánchez, C. (2018). A novel biodegradation pathway of the endocrine-disruptor di(2-ethyl hexyl) phthalate by Pleurotus ostreatus based on quantum chemical investigation. Ecotoxicology and Environmental Safety, 147, 494–499. https://doi.org/10.1016/J.ECOENV.2017.09.004 .
An, L., Chang, G., Zhang, L., Wang, P., Gao, W., Li, X. (2024). Pectin: Health-promoting properties as a natural galectin-3 inhibitor. Glycoconjugate Journal, 41(2):93-118. doi: 10.1007/s10719-024-10152-z.
Damodaran, S. and Parkin, K.L. (Eds.). (2017). Chapter 5. “Amino Acids, Peptides, and Proteins”. In: Fennema's Food Chemistry (5th ed.). CRC Press. 1123 pp. https://doi.org/10.1201/9781315372914.
De Freitas P.L., Raz, A. and Paulo F. J. (2022). The complex biological effects of pectin: galectin-3 targeting as potential human health improvement?. Biomolecules, 12(2):289. DOI:10.3390/biom12020289.
Ensayo clínico NCT01681823 (2020). Effect of modified citrus pectin on PSA Kinetics in biochemical relapsed PC with serial increases in PSA, january 27, 2020 updated by: Registro de ensayos clínicos de EE. UU EcoNugenics. https://ichgcp.net/es/clinical-trials-registry/NCT01681823.
González-Pérez, M. (2017a). Quantum modeling to determine the carcinogenic potential of aflatoxin B1 produced by Aspegillus sp and its metabolic derivate aflatoxin M1 Modelamiento cuántico para determinar el potencial cancerígeno de la aflatoxina B1 producida por Aspegillus sp y de su derivado metabólico aflatoxina M1. Original research. Mexican Journal of Biotechnology, 2(2), 255–270. https://doi.org/10.29267/mxjb.2017.2.2.255.
González-Pérez, M. (2017b). Quantum theory of the electron transfer coefficient. International. Journal of Advanced Engineering, Management and Science, 3(10), 1024–1028. https://doi.org/10.24001/ijaems.3.10.9.
González-Solís, A., Gavilanes-Ruíz, M., Plata-Ramos, C., Maya-Ampudia, V., Carmona- Salazar, L., Ponce-Pineda, I.G. (2015). Estructura y función de las Proteínas. En “Compendio de Bioquímica: proteínas, membranas, metabolism”, pp.7-10, 2ª Edición, Marzo 2015, Facultad de Química, UNAM, Proyecto PAPIME 202014, DGAPA, UNAM.
Gunning, A.P., Bongaerts, R.J., Morris, V.J. (2009). Recognition of galactan components of pectin by galectin-3. FASEB J. 2009 Feb; 23(2):415-24. doi: 10.1096/fj.08-106617. Epub 2008 Oct 2. PMID: 18832596.
Izquierdo, O. H. (2009). Los oligogalacturónidos de origen péctico y su acción en las plantas. Temas de Ciencia y Tecnología de México, 13(39), 31-40. https://www.utm.mx/edi_anteriores/Temas39/2NOTAS%2039-1.pdf.
Lara, D.A, Costales, D.M., Falcón, A. R. (2018).Review Oligogalacturonides in the growth and development of plants. Cultivos Tropicales, v. 39, 2, pp. 127-134 abril-junio ISSN impreso: 0258-5936 ISSN digital: 1819-4087.
Lara-Espinoza, C. E., Carvajal-Milan, E. R., Balandrán-Quintana, Y., López-Franco, A., & Rascón-Chu, A. (2019). Pectin and pectin-based composite materials: Beyond food texture. Molecules, 23(4). https://doi.org/10.3390/molecules23040942.
Lee, B. H., Jung, H. T., Kim, H. S., & Yoo, S. H. (2021). Structural and gelling properties of very low methoxyl pectin produced by an alkali-treatment. Korean Journal of Food Science Technology, 53, 121~125. https://doi.org/10.9721/KJFST.2021.53.2.121.
Martau, G. A., Mihai, M., & Vodnar, D. C. (2019). Review: The use of chitosan, alginate, and pectin in the biomedical and food sector—biocompatibility, bioadhesiveness, and biodegradability. Polymers, 11, 1837. https://doi.org/10.3390/polym11111837.
Monsoor, M. 2005 Effect of drying methods on the functional properties of soy hull pectin. Carbohydrate Polymers 61 (3): 362-367.
Niu, H., Dou, Z., Hou. K., Wang, W., Chen, X., Chen, X., Chen, H., Fu, X. (2023). A critical review of RG-I pectin: sources, extraction methods, structure, and applications. Critical Reviews of Food Science and Nutrition. 64 (24):8911-8931. doi: 10.1080/10408398.2023.2204509. Epub 2023 Apr 28. PMID: 37114929.
Rubiano, G. V., Montaña, N. M., Da Silva, D.N. (2022). Pectinas: extracción, usos e importancia en la agroindustria. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 6 (5):5294-5309. doi. 10.37811/cl_rcm.v6i5.3498.
Wikiera, A., Irla, M., Mika, M. (2014). Prozdrowotne właściwości pektyn [Health-promoting properties of pectin]. Review. Postepy Hig Med Dosw (Online), 2, 68: 590-6. Polish. doi: 10.5604/17322693.1102342. PMID: 24864109.
Wu, D., Zheng, J., Hu, W., Zheng, X., He, Q., Linhardt, R.J., Ye, X., Chen, S. (2020). Structure-activity relationship of citrus segment membrane RG-I pectin against galectin-3: The galectan is not the only important factor. Carbohydrate Polymers, 1; 245:116526. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.116526.
Wu, X.Q, Fu. J.Y, Mei, R.Y, Dai, X.J, Li, J.H, Zhao, X.F, Liu, M.Q (2022). Inhibition of Liver Cancer HepG2 cell proliferation by enzymatically prepared low-molecular citrus pectin. Current Pharmaceutical Biotechnology, 23(6):861-872. doi: 10.2174/1389201022666210729122631. PMID: 34376132.
Yue., Y., Wang, B., Xi,,W., Liu,, X., Tang, S., Tan, X., Li, G., Huang, L., Liu, Y., Bai, J. (2023). Modification methods, biological activities and applications of pectin: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 253, Part 8, 31,127523. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127523.
Zaitseva O, Khudyakov A, Sergushkina M, Solomina O, Polezhaeva T. (2020) Pectins as a universal medicine. Fitoterapia, Oct;146:104676. doi: 10.1016/j.fitote.2020.104676.
Živković, T. P. (1983). Molecular orbital resonance theory: A new approach to the treatment of quantum chemical problems. Theoretica Chimica Acta. 62(4): 335-350.
Publicado
2025-04-28
Cómo citar
Aguilar Veloz, L. M., Castro Díaz, S., Gómez Flores, D., Olguín-Rojas, J. A., Camarillo Rojas, C. R., & González Pérez, M. (2025). Evaluación de Interacciones del Ácido Galacturónico con Aminoácidos a Través de Química Cuántica-Cuántica Computacional. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 9(2), 4832-4845. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i2.17255
Sección
Ciencias y Tecnologías