Articulo de referencia

radical tiilo

En química , un radical tiilo tiene la fórmula RS, a veces escrita RS • para enfatizar que son radicales libres . R suele ser un sustituyente alquilo o arilo. Debido a que los e...

En química , un radical tiilo tiene la fórmula RS, a veces escrita RS para enfatizar que son radicales libres . R suele ser un sustituyente alquilo o arilo. Debido a que los enlaces S–H son aproximadamente un 20 % más débiles que los enlaces C–H, los radicales tiilo se generan con relativa facilidad a partir de tioles (RSH). [ 1 ] Los radicales tiilo se invocan con frecuencia como intermediarios en algunas reacciones bioquímicas.

Formación

Los radicales tiilo se generan por abstracción de átomos de hidrógeno de tioles. Se propone que el iniciador de radicales AIBN genere radicales tiilo a partir de tioles: [ 2 ]

RN=NR → 2 R + N 2
R + R′SH → R′S + RH

Formación rápida de radicales tiilo por la acción del radical OH · (k = 6,8 × 10 9 M −1 s −1 ) sobre tioles. [ 3 ] y disminuye a través del radical H · (k = 6,8 × 10 9 M −1 s −1 ) [ 3 ] hasta radicales peroxilo R-CHOO · (k = 4,2 × 10 3 M −1 s −1 ).

Estructura

Los radicales tiilo rara vez se han aislado y purificado. Las afirmaciones sobre su existencia han sido frecuentemente cuestionadas, debido a su alta reactividad. [ 4 ]

Reacciones

La reacción principal de los radicales tiilo es su reversión a disulfuros : [ 4 ]

2 RS · → RS−SR

Los radicales tiilo son intermediarios en la reacción tiol-eno , que es la base de algunos recubrimientos y adhesivos poliméricos . Los radicales tiilo catalizan diversas reacciones que involucran sustratos insaturados. [ 5 ]

El radical tiilo en biología

Los radicales tiilo in vivo se derivan principalmente del residuo de aminoácido cisteína .

Los radicales tiilo participan en el mecanismo de acción de la ribonucleótido reductasa , una enzima que cataliza la formación de desoxirribonucleótidos a partir de ribonucleótidos . [ 6 ] Esta enzima cataliza dicha formación eliminando el grupo 2'-hidroxilo del anillo de ribosa de los nucleósido difosfatos (o trifosfatos, según la clase de RNR).

Otros sustratos importantes de los radicales tiilo en los sistemas biológicos son los lípidos , donde los radicales tiilo promueven la peroxidación. [ 7 ] En este proceso, los radicales tiilo actúan como catalizadores de transferencia de cadena al transferir el electrón desapareado a un nuevo lípido, de esta manera. [ 7 ] Otros sustratos de los radicales tiilo incluyen otras proteínas (k = 1,4 × 10 5 M −1 s −1 ), [ 8 ] ácidos grasos monoinsaturados ( AGMI ) (k = 1,6 × 10 5 M −1 s −1 ), [ 9 ] y ubiquinona (k = 2,5 × 10 3 M −1 s −1 ). La adición de tioles lipofílicos en cultivos celulares o su administración a C. elegans aceleró la peroxidación lipídica, causó daño a las proteínas de la membrana y se asoció con una disminución de los ácidos grasos poliinsaturados ( AGPI ) y una esperanza de vida reducida. [ 10 ] [ 11 ]

Eliminación de radicales tiilo

Los antioxidantes fenólicos , como la ubiquinona o el α-tocoferol , son eliminadores ineficientes de radicales tiilo. [ 7 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 3 ] y el α-tocoferol tampoco está presente en cantidades suficientes para eliminar radicales tiilo. No obstante, ambos compuestos tienen constantes de velocidad altas para su reacción con radicales peroxilo, lo que resalta su importancia evolutiva como eliminadores. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Los polienos isoprenoides, como los carotenoides tipo licopeno , reaccionan a velocidades muy altas con radicales tiilo (hasta 10 9 M −1 s −1 ). [ 17 ] En medios acuosos, el ácido ascórbico y el glutatión reaccionan rápidamente con los radicales tiilo (>10 8 M −1 s −1 ) y se encuentran en altas concentraciones. Por lo tanto, en ambientes acuosos, los radicales tiilo pueden ser neutralizados eficazmente por estos antioxidantes.

Referencias

  1. Dénès, F.; Pichowicz, M.; Povie, G.; Renaud, P. (2014). "Radicales tiilo en síntesis orgánica". Chemical Reviews . 114 (5): 2587– 2693. doi : 10.1021/cr400441m . PMID 24383397 . 
  2. Hoyle, CE; Lee, TY; Roper, T. (2004). "Tiol-enos: Química del pasado con promesas para el futuro" . Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry . 42 (21): 5301– 5338. Bibcode : 2004JPoSA..42.5301H . doi : 10.1002/pola.20366 .
  3. 1 2 3 Tartaro Bujak, Ivana; Mihaljević, Branka; Ferreri, Carla; Chatgilialoglu, Chryssostomos (2016-11-01). "La influencia de los antioxidantes en la peroxidación lipídica inducida por el radical tiilo y la isomerización geométrica en micelas de ácido linoleico" . Free Radical Research . 50 (supl. 1): S18– S23. doi : 10.1080/10715762.2016.1231401 . ISSN 1071-5762 . PMID 27776460 .  
  4. 1 2 Sneeden, Eileen Y.; Hackett, Mark J.; Cotelesage, Julien JH; Prince, Roger C.; Barney, Monica; Goto, Kei; Block, Eric; Pickering, Ingrid J.; George, Graham N. (2017). "Radicales libres tiilo generados fotoquímicamente observados mediante espectroscopia de absorción de rayos X". Journal of the American Chemical Society . 139 (33): 11519– 11526. Bibcode : 2017JAChS.13911519S . doi : 10.1021/jacs.7b05116 . OSTI 1394076 . PMID 28750509 .  
  5. Kosaka, S.; Kurebayashi, K.; Yamato, N.; Tanaka, H.; Haruta, N.; Yamamoto, M. (2025). "Química del tiilo: isomerización de maleato catalizada por cisteína a través de procesos de radicales tiilo acuosos". Química Verde . 27 (10): 2743– 2750. doi : 10.1039/d4gc06310d .
  6. Stubbe, Joanne; Nocera, Daniel G.; Yee, Cyril S.; Chang, Michelle CY (2003). "Iniciación radical en la ribonucleótido reductasa de clase I: ¿Transferencia de electrones acoplada a protones de largo alcance?". Chemical Reviews . 103 (6): 2167– 2202. doi : 10.1021/cr020421u . PMID 12797828 . 
  7. 1 2 3 Moosmann, Bernd; Hajieva, Parvana (2022-04-29). "Explorando el papel de los radicales tiilo de cisteína en biología: eminentemente peligrosos, difíciles de eliminar" . Antioxidantes . 11 ( 5): 885. doi : 10.3390/antiox11050885 . ISSN 2076-3921 . PMC 9137623. PMID 35624747 .   
  8. Nauser, Thomas; Pelling, Jill; Schöneich, Christian (2004-10-01). "Reacción del radical tiilo con cadenas laterales de aminoácidos: constantes de velocidad para la transferencia de hidrógeno y relevancia para la modificación postraduccional de proteínas" . Chemical Research in Toxicology . 17 (10): 1323– 1328. doi : 10.1021/tx049856y . ISSN 0893-228X . 
  9. Chatgilialoglu, Chryssostomos; Ferreri, Carla (2005-06-01). "Trans Lipids: The Free Radical Path" . Accounts of Chemical Research . 38 (6): 441– 448. doi : 10.1021/ar0400847 . ISSN 0001-4842 . PMID 15966710 .  
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  11. Kunath, Sascha; Schindeldecker, Mario; De Giacomo, Antonio; Meyer, Theresa; Sohre, Selina; Hajieva, Parvana; von Schacky, Clemens; Urban, Joachim; Moosmann, Bernd (septiembre de 2020). " Actividad de transferencia de cadena prooxidativa por grupos tiol en sistemas biológicos" . Redox Biology . 36 101628. doi : 10.1016/j.redox.2020.101628 . PMC 7365990. PMID 32863215 .  
  12. Denisova, TG; Denisov, ET (mayo de 2009). "Reactividad de los fenoles naturales en reacciones de radicales" . Kinetics and Catalysis . 50 (3): 335– 343. doi : 10.1134/S002315840903001X . ISSN 0023-1584 . 
  13. Chatgilialoglu, Chryssostomos; Zambonin, Laura; Altieri, Alessio; Ferreri, Carla; Mulazzani, Quinto G; Landi, Laura (diciembre de 2002). "Isomería geométrica de ácidos grasos monoinsaturados: catálisis de radicales tiilo e influencia de vitaminas antioxidantes" . Free Radical Biology and Medicine . 33 (12): 1681– 1692. doi : 10.1016/S0891-5849(02)01143-7 . PMID 12488136 . 
  14. Granold, Matthias; Hajieva, Parvana; Toşa, Monica Ioana; Irimie, Florin-Dan; Moosmann, Bernd (2018-01-02). "Diversificación moderna del repertorio de aminoácidos impulsada por el oxígeno" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 115 ( 1 ): 41– 46. Bibcode : 2018PNAS..115...41G . doi : 10.1073/pnas.1717100115 . ISSN 0027-8424 . PMC 5776824. PMID 29259120 .   
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  16. Ohlow, Maike J.; Granold, Matthias; Schreckenberger, Mathias; Moosmann, Bernd (23 de marzo de 2012). "¿Es el grupo cabeza de cromanol de la vitamina E la verdad final de la naturaleza sobre los antioxidantes que rompen la cadena?" . FEBS Letters . 586 (6): 711– 716. Bibcode : 2012FEBSL.586..711O . doi : 10.1016/j.febslet.2012.01.022 . ISSN 0014-5793 . PMID 22281199 .  
  17. Mortensen, Alan; Skibsted, Leif H.; Sampson, Julia; Rice-Evans, Catherine; Everett, Steven A. (1997-11-24). "Mecanismos y tasas comparativas de eliminación de radicales libres por antioxidantes carotenoides" . FEBS Letters . 418 ( 1–2 ): 91–97 . Bibcode : 1997FEBSL.418...91M . doi : 10.1016/S0014-5793(97)01355-0 . ISSN 0014-5793 . PMID 9414102 .