Ab initio study of the mechanism of the reaction ClO + O --> Cl + O2

Ab initio investigation on the reaction mechanism of ClO + O --> Cl + O2 reaction has been performed using correlation consistent triple zeta basis set. The geometry and frequency of the reactants, products, minimum energy geometries and transition states are obtained using MP2 method and energetics are obtained at the QCISD(T)//MP2 level of theory. Primarily, a possible reaction mechanism is obtained on the basis on IRC calculations using MP2 level of theory. To obtain true picture of the reaction path, we performed IRC calculations using CASSCF method with a minimal basis set 6-31G**. Some new equilibrium geometries and transition states have been identified at the CASSCF level. Energetics are also obtained at the QCISD(T)//CASSCF method. Possible reaction paths have been discussed, which are new in literature. Heat of reaction is found to be consistent with the experimental data. Bond dissociation energies to various dissociation paths are also reported.

Investigation of thermochemical Features of Gamma Irradiated Tryptophan Stereoisomers

In this work, the use of differential scanning calorimetry (DSC) is demonstrated as a powerful technique that can provide accurate thermodynamic property values of nutritional supplements such as tryptophan. Nutritional supplements require a decontamination procedure and irradiation appears as a promising technique for this purpose. The valuable properties of tryptophan for food and pharmaceutical industry as dietary supplement have led to increasing interest in its technological behaviour. L-, D- isomers and DL-racemic mixture of tryptophan irradiated and non-irradiated were studied by DSC. Irradiation was performed at room temperature with gamma radiations using a 137Cs source, the irradiation dose range was between 0.6- 10 kGy. Two steps decomposition pattern for both irradiated and non-irradiated samples up to 350 oC was found. Fourier transform infrared spectroscopic studies were performed. The obtained results indicate that the irradiation process does not inhibit the thermal properties of tryptophan when irradiated up to 10 kGy. The HPLC method was employed to evidence the degradation of the irradiated material. Resumen. En este trabajo, se demuestra el uso de calorimetría diferencial de barrido (DSC) como una técnica poderosa que puede proporcionar valores precisos de propiedades termodinámicas de suplementos nutricionales como el triptófano. Los suplementos nutricionales requieren un procedimiento de descontaminación y la irradiación aparece como una técnica prometedora para este propósito. Las valiosas propiedades del triptófano para la industria alimentaria y farmacéutica como suplemento dietético han provocado un creciente interés por su comportamiento tecnológico. Los isómeros L-, D- y la mezcla racémica DL- de triptófano irradiado y no irradiado fueron estudiados por DSC. La irradiación se realizó a temperatura ambiente con radiaciones gamma utilizando una fuente de 137Cs, el rango de dosis de irradiación estuvo entre 0.6 - 10 kGy. Se encontró un patrón de descomposición de dos pasos para muestras irradiadas y no irradiadas hasta 350 ºC. Se realizaron estudios espectroscópicos de infrarrojos por la transformada de Fourier. Los resultados obtenidos indican que el proceso de irradiación no inhibe las propiedades térmicas del triptófano cuando se irradia hasta 10 kGy. Se empleó el método HPLC para evidenciar la degradación del material irradiado.

An Overview of Antivirals for Treating Lower Respiratory Tract Infections

Covid-19 has resulted in a worldwide epidemic (pandemic) with high morbidity and mortality, which has generated efforts in various areas of research looking for safe and effective treatments to combat the virus that generates this disease: SARS-CoV-2. However, several viruses have been emerged/adapted in the last few decades, also affecting the respiratory system. According to the world health organization (WHO), lower respiratory tract infections (LRTIs) are one of the leading causes of death worldwide, and viruses are playing important roles as the cause of these infections. In contrast to the vast repertoire of antibiotics that exist to treat bacteria-caused LRTIs, there are a very few antivirals approved for the treatment of virus-caused LRTIs, whose approach consists mainly of drug reuse. This minireview deals on the main viral pathogens that cause LRTIs and some of the most relevant antivirals to counter them (available drugs and molecules in research/clinical trials), with concise comments of their mechanism of action. Resumen. Covid-19 ha resultado en una epidemia mundial (pandemia) con alta morbilidad y mortalidad, lo que ha generado esfuerzos en diversas áreas de investigación en la búsqueda de tratamientos seguros y eficaces para combatir el virus que genera esta enfermedad: el SARS-CoV-2. Sin embargo, un número de virus han surgido o se han adaptado en las últimas décadas, que también afectan el sistema respiratorio. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las infecciones en vías respiratorias inferiores (LRTIs, por sus siglas en inglés) son una de las principales causas de muerte a nivel mundial, siendo los virus de los principales patógenos causantes de estas infecciones. En contraste con el repertorio amplio de antibióticos que existen para tratar LRTIs causadas por bacterias, existen muy pocos antivirales aprobados para su tratamiento, cuyo enfoque consiste principalmente en la reutilización de fármacos. Este ensayo consiste en una breve revisión de los principales agentes virales que causan LRTIs y de los antivirales más relevantes para combatir los virus que las causan (tanto fármacos disponibles como moléculas en fases de investigación o clínicas), con comentarios concisos sobre su mecanismo de acción.

A Simple and Sensitive Inhibitory Kinetic Method for the Carbocisteine Determination

A fast, reproducible, and sensitive method is proposed for the kinetic determination of carbocisteine (CCys). The method depends on the inhibitory property of carbocisteine, which reduces the Hg2+ catalyzed substitution rate of cyanide from [Ru(CN)6]4- with N-R-salt (1-Nitroso-2-naphthol-3,6-disulfonic acid disodium salt) via forming a stable complex with Hg2+. Spectrophotometric measurements were carried out by recording the absorbance at 525 nm (λmax of [Ru(CN)5 Nitroso-R-Salt]3- complex) at a fixed time of 10 and 15 min under the optimized reaction conditions with [N-R-salt] = 4.5 × 10-4 M, I = 0.05 M (KNO3), Temp = 45.0 ± 0.2 o C, pH = 7.0 ± 0.03, [Hg2+] = 8.0 × 10-5 M and [Ru(CN)64-] = 4.25 × 10-5 M. With the proposed method, CCys can be determined quantitatively down to 3.0 × 10-6 M. This methodology can be effectively used for the rapid quantitative estimation of CCys in the pharmaceutical samples with good accuracy and reproducibility. The addition of common excipients in pharmaceuticals even up to 1000 times with [CCys] does not interfere significantly in the estimation of CCys. Resumen. Se propone un método rápido, reproducibley sensible para la determinación cinética de la carbocisteina (CCys). El método depende de la propiedad inhibitoria de la carbocisteina que reduce la tasa de sustitución catalizada por Hg2+ del cianuro de [Ru(CN)6]4- con la sal N-R (sal disódica del ácido 1-Nitroso-2-naftol-3,6-disulfónico) mediante la formación de un complejo estable con Hg2+. Las mediciones espectrofotométricas se llevaron a cabo registrando la absorbancia a 525 nm (λmax del complejo [Ru(CN)5 Sal-Nitroso-R]3-) en un tiempo fijo de 10 y 15 min en las condiciones de reacción optimizadas con [sal-NR] = 4.5 × 10-4 M, I = 0.05 M (KNO3), Temp = 45.0 ± 0.2 o C, pH = 7.0 ± 0.03, [Hg2+] = 8.0 × 10-5 M y [Ru(CN)64-] = 4.25 × 10-5 M. Con el método propuesto, CCys se puede determinar cuantitativamente hasta 3,0 × 10-6 M. Esta metodología se puede utilizar eficazmente para la estimación cuantitativa rápida de CCys en las muestras farmacéuticas con buena precisión y reproducibilidad. La adición de excipientes comunes en productos farmacéuticos incluso hasta 1000 veces con [CCys] no interfiere significativamente en la estimación de CCys.

2-Oxoquinoline Arylaminothiazole Derivatives in Identifying Novel Potential Anticancer Agents by Applying 3D-QSAR, Docking, and Molecular Dynamics Simulation Studies

Tubulin plays an indispensable role in regulating various important cellular processes. Recently, it is known as a hopeful therapeutic target for the rapid division of cancer cells. Novel series of 2-oxoquinoline arylaminothiazole derivatives have been recently identified as promising tubulin inhibitors with potent cytotoxicity activity against HeLa cancer cell line. In this study, a 3D-QSAR approach by using CoMFA and CoMSIA techniques was applied to the reported derivatives to understand their pharmacological essentiality contributing to the tubulin inhibition activity and selectivity. The optimum CoMFA and CoMSIA models were found to have significant statistical reliability and high predictive ability after internal and external validation. By analyzing the contour maps, the electrostatic and hydrophobic interactions were found to be crucial for improving the inhibitory activity and four novel tubulin inhibitors (Compounds D1, D2, D3, and D4) were designed based on the validated 3D-QSAR models. Moreover, the docking findings showed that residues Gln136, Val238, Thr239, Asn167, Val 318 and Ala 316 played important roles for quinoline binding to tubulin. Among the newly designed compounds, compound D1 with the highest total scoring was subjected to detailed molecular dynamics (MD) simulation and compared to the most active compound. The conformational stability of compound D1 complexed with tubulin protein was confirmed by a 50-ns molecular dynamics simulation, which was congruent with molecular docking. Resumen. La tubulina juega un papel indispensable en la regulación de varios procesos celulares importantes. Recientemente, se le ha reconicodo como un agente promisorio para atacar la rápida división de las células cancerosas. Últimamente se ha identificado una nueva serie de derivados de arilaminotiazo-2-oxoquinolina como potenciales inhibidores de la tubulina, con una elevada actividad citotóxica contra la línea celular de cáncer HeLa. En este estudio, se aplicó a los derivados informados un estudio 3D-QSAR mediante el uso de técnicas CoMFA y CoMSIA para comprender los factores farmacológicos que contribuyen a la actividad como inhibidor y selectivo de la tubulina. Se encontró que los modelos CoMFA y CoMSIA óptimos tienen una confiabilidad estadística significativa y una alta capacidad predictiva después de la validación interna y externa. Al analizar los mapas de contorno, se descubrió que las interacciones electrostáticas e hidrófobas eran cruciales para mejorar la actividad inhibidora y se diseñaron cuatro nuevos inhibidores de la tubulina (compuestos D1, D2, D3 y D4) basados en los modelos 3D-QSAR validados. Además, los hallazgos de acoplamiento mostraron que los residuos Gln136, Val238, Thr239, Asn167, Val 318 y Ala 316 desempeñaron papeles importantes en la unión de la quinolina a la tubulina. Entre los compuestos de nuevo diseño, el compuesto D1 con la puntuación total más alta se sometió a una simulación detallada de dinámica molecular (MD) y se comparó con el compuesto más activo. La estabilidad conformacional del compuesto D1 unido a la proteína tubulina se confirmó mediante una simulación de dinámica molecular de 50 ns, que fue congruente con el acoplamiento molecular.

Photochemical Transformations of Chalcone-Vitamin E Hybrids

Chalcone-vitamin E hybrids 6’-O-tosyl-3,4,5-trimethoxy-δ-tocopherol-chalcone (1), 3,4,5-trimethoxy-δ-tocopherol-chalcone (2), 6’-O-tosyl-3,4,5-trimethoxy-δ-tocopherol-retrochalcone (3) and 3,4,5-trimethoxy-δ-tocopherol-retrochalcone (4) were synthesized as part of a search for new biological activities in these types of derivatives. We report herein on the photoisomerization products of hybrids 1-4, and the effects of the solvent and substitution patterns in producing secondary products such as flavanone 6, 3-deoxyanthocyanidin 8, and hemiketal 10. Photochemically-induced changes are considered important since structural modifications and/or the presence of additional products can affect the biological activity of this type of semisynthetic hybrids. Resumen. Los híbridos de chalcona-vitamina E, 6’-O-tosil-3,4,5-trimetoxi-δ-tocoferol-chalcona (1), 3,4,5-trimetoxi-δ-tocoferol-chalcona (2), 6’-O-tosil-3,4,5-trimetoxi-δ-tocoferol-retrochalcona (3) y 3,4,5-trimetoxi-δ-tocoferol-retrochalcona (4), fueron sintetizados como parte de la búsqueda de nuevos perfiles de actividad biológica para este tipo de derivados. En este trabajo reportamos los productos de fotoisomerización de los híbridos 1-4, y los efectos del disolvente, así como de distintos patrones de sustitución en la generación de productos secundarios como la flavanona 6, la 3-deoxiantocianidina 8, y el hemicetal 10. Los cambios fotoinducidos son considerados de gran importancia debido a que la modificación en la estructura y/o la presencia de productos adicionales puede afectar la actividad biológica de este tipo de híbridos semisintéticos.

Laelia furfuracea Lindl.: an Endemic Mexican Orchid with Anticoagulant Activity

Laelia furfuracea is an endemic orchid from Mexico, with antioxidant activity. The objective of this study was to evaluate the effect of hydroethanolic extract and fractions obtained from the orchid leaves on the clotting times of patients with venous thromboembolic disease (VTD) and to identify their tentative compounds. The anticoagulant activity was evaluated by determining prothrombin (PT), thrombin (TT) and, activated partial thromboplastin (APTT) times. Identification of the compounds was carried out using a chromatographic technique with an ultra-high-performance liquid chromatographic analyzer coupled with electrospray ionization with quadrupole time of flight-mass-mass spectrometry. The extract prolonged the clotting times depending on the concentration-response (5-60 mg / mL); 25 mg/mL prolonged the PT (33.2 ± 2.3 s) and TT (33.1 ± 0.3 s); and APTT (61.8 ± 3.4 s) at a concentration of 15 mg/mL. The main groups tentatively identified were xanthine, carboxylic acid, amino acid, and phenolic compounds. These compounds or the synergy between them prolong clotting times. Laelia furfuracea is an orchid with research potential in the search for new anticoagulant agents. Resumen. Laelia furfuracea es una orquídea endémica de México, la cual posee actividad antioxidante. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del extracto hidroetanólico y fracciones obtenidas de hojas de la orquídea sobre los tiempos de coagulación de pacientes con enfermedad tromboembólica venosa (ETV) e identificar sus posibles compuestos. La actividad anticoagulante se evaluó determinando los tiempos de protrombina (TP), trombina (TT) y tromboplastina parcial activada (TTPA). La identificación de los compuestos se realizó usando una técnica cromatográfica con un analizador cromatográfico líquido de Ultra Alta Resolución con Ionización por electroespray acoplado a espectrometría de masas con Cuadrupolo y Tiempo de Vuelo. El extracto prolongó los tiempos de coagulación dependiente de la concentración-respuesta (5-60 mg/mL); 25 mg/mL prolongó el TP (33.2±2.3 s) y TT (33.1±0.3 s); y TTPA (61.8±3.4 s) a una concentración de 15 mg/mL. Los principales grupos de posibles compuestos identificados fueron xantina, ácido carboxílico, aminoácido y compuestos fenólicos. Estos compuestos o la sinergia entre ellos prolongan los tiempos de coagulación. Laelia furfuracea es una orquídea con potencial en investigación para la búsqueda de nuevos agentes anticoagulantes.

The Natural Products and Pharmacological Biodiversity of Brown Algae from the Genus Dictyopteris

Genus Dictyopteris is an important genus among marine seaweeds and is excessively distributed and known by its ocean smell due to its secondary metabolites including C11-hydrocarbons and sulfur compounds. This chemical feature is responsible for its interesting biological properties. This review detected the literature from 1959 to 2021 on the genus Dictyopteris and revealed the secondary metabolites, together with biological activities of the genus Dictyopteris to create the base for additional studies on its clinical and pharmaceutical applications. Resumen. El género Dictyopteris es un género importante entre las algas marinas y está excesivamente distribuido y conocido por su olor a océano debido a sus metabolitos secundarios que incluyen hidrocarburos C11 y compuestos de azufre. Esta característica química es responsable de sus interesantes propiedades biológicas. Esta revisión detectó la literatura de 1959 a 2021 sobre el género Dictyopteris y reveló los metabolitos secundarios, junto con las actividades biológicas del género Dictyopteris, para crear la base para estudios adicionales sobre sus aplicaciones clínicas y farmacéuticas.

Effect of Polymers nature and Stirring Speeds on Physicochemical Properties and the Controlled Release of Allopurinol-loaded Microspheres

Allopurinol is an antigout drug therapy, commonly used in the treatment of chronic gout or hyperuricaemia associated with treatment of diuretic conditions. In the present study, new formulations based on Allopurinol, have been prepared with the microencapsulation by solvent evaporation process. Microspheres were prepared using pure Allopurinol and polymeric matrices (ethylcellulose EC, poly (ε-caprolactone) PCL, β-cyclodextrin CD and hydroxypropylmethylcellulose HPMC) at different compositions and stirring speeds to investigate the effect of these parameters on loading efficiency and drug release kinetics. The formulations produced were characterized by various methods : Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), X-ray powder diffractometry, optical microscopy, surface morphology by scanning electron microscopy (SEM) and drug loading, as well as in vitro release studies in the simulated stomach tract. Depending on the stirring speed and the composition of the microparticles, the active ingredient loading is in a range from 10.46 ± 1.45 to 46.40 ± 0.5%. The microspheres are spherical and the mean Sauter diameter (d32) of the microparticles obtained is smaller and is in the range of 47.71 to 151.01 µm. Different release profiles were obtained and show that the release rate is strongly influenced by the characteristics of the microparticles ; namely, the stirring rates and the composition of the microparticles. The release mechanism was identified by modelling using Higuchi and Korsmeyer-Peppas models. Resumen. Alopurinol es una droga terapéutica para tratar la gota, y se utiliza en el tratamiento de gota crónica o hiperuricemia asociada con el tratamiento de condiciones diuréticas. En este estudio, nuevas formulaciones basadas en Alopurinol se prepararon mediante microencapsulación por el proceso de evaporación de disolvente. Microesferas se prepararon usando Alopurinol puro y diferentes matrices poliméricas (etil-celulosa EC, poli(-caprolactona) PCL, β-cyclodextrina CD e hidroxipropil-metil-celulose HPMC) en diferentes composiciones y velocidades de agitación, para investigar el efecto de estos parámetros en la eficiencia de carga y en la cinética de liberación del fármaco. Las formulaciones obtenidas fueron caracterizadas por diferentes técnicas : Espectroscopía infrarroja de transformadas de Fourier (FTIR), difractometría de rayos X de polvos, microscopía óptica, morfología de superficies mediante microscopía electrónica de barrido electrónico, y la eficiencia de carga del fármaco, así como estudios de liberación in vitro en tracto estomacal simulado. Dependiendo de la velocidad de agitación y la composición de las micropartículas, la carga del ingrediente activo se encuentra en el rango de 10.46 ± 1.45 a 46.40 ± 0.5%. Las microesferas son esféricas y el diámetro medio de Sauter (d32) de las micropartículas obtenidas es menor, y se encuentra en el rango de 47.71 a 151.01 µm. Se obtuvieron diferentes perfiles de liberación y se observa que la velocidad de liberación está influenciada principalmente por las características propias de la producción de las micropartículas ; en particualr, las velocidades de agitación y las composición de las micropartículas. El mecanismo de liberación se ajusta mejor a los modelos matemáticos de Higuchi and Korsmeyer-Peppas.

Impurity Defect Induced Ferromagnetism Investigation of SiO2-Supported NiO Particles

This study examines amorphous SiO2-supported NiO particles by nickel concentration and calcination temperature arrangement to determine photoluminescence emission peaks and magnetic properties. Conventional co-precipitation with thermal calcination was used to produce NiO nanoparticles. Cubic NiO crystallization with single phase was improved by doubling the nickel concentration by calcination at 500 ºC and 600 ºC. Average crystalline size of 72 nm was obtained in the samples where double nickel concentration with calcination temperature at 600 ºC. Granular forms have been observed in all samples, and nickel clusters were shown in the samples where the nickel concentration is twice as high. Green band emission intensity increases with improved NiO crystallinity due to surface oxygen vacancies at 505 nm. It is interesting to observe ferrimagnetism for SiO2-supported NiO particles calcined at 500 ºC. From these results, optimal synthesis procedure and reduction in nucleation growth of NiO nanoparticles was achieved by double nickel concentration with calcination temperature at 600 ºC. Resumen. Este estudio examina partículas de NiO soportadas en SiO2. El estudio comprende la variación de la concentración de níquel y la temperatura de calcinación para determinar los picos de emisión de fotoluminiscencia y las propiedades magnéticas. Se utilizó la coprecipitación convencional con calcinación para producir nanopartículas de NiO. Se mejoró la cristalización cúbica de NiO con fase única al duplicar la concentración de níquel y calcinación a 500 ºC y 600 ºC. Se obtuvo un tamaño cristalino promedio de 72 nm en las muestras donde se duplicó la concentración de níquel con temperatura de calcinación a 600 ºC. Se observaron formas granulares en todas las muestras, y se encontraron agregados de níquel en las muestras donde la concentración de níquel fue el doble. La intensidad de la banda de emisión aumenta con la cristalinidad de NiO debido a las vacantes de oxígeno en la superficie. Es interesante observar el ferrimagnetismo de las partículas de NiO soportadas en SiO2 calcinadas a 500 ºC. A partir de estos resultados, se logró un procedimiento de síntesis óptimo y la reducción del crecimiento de nucleación de nanopartículas de NiO mediante una concentración doble de níquel con una temperatura de calcinación de 600 ºC.