Genisteína en estado excitado y sus derivados metoxicos con actividad antioxidante mejorada: cálculos DFT/TD-DFT,...

Área de la Ciencia:

• Química computacional
• La bioquímica
• Farmacología

Sus antecedentes:

• El estrés oxidativo, impulsado por especies reactivas de oxígeno (ROS), está implicado en numerosas enfermedades.
• Los antioxidantes eficientes son cruciales para mitigar el estrés oxidativo y la progresión de la enfermedad.
• La genisteína y sus derivados son compuestos naturales con propiedades antioxidantes potenciales.

Objetivo del estudio:

• Explorar sistemáticamente la actividad antioxidante de la genisteína en estado excitado (Gen) y sus derivados metilados (5-MG, 4'-MG, 7-MG).
• Para aclarar el papel de la transferencia intramolecular de protones en estado excitado (ESIPT) en su mecanismo antioxidante.
• Evaluar su efecto inhibidor sobre la xantina oxidasa (XO).

Principales métodos:

• Teoría funcional de la densidad (DFT) y cálculos de DFT dependientes del tiempo (TD-DFT).
• Acoplamiento molecular y simulaciones de dinámica molecular.
• Análisis de las curvas de energía potencial y el momento dipolo atómico corregido de la población de Hirshfeld (ADCH).

Principales resultados:

• Los derivados de genisteína (excepto 5-MG) exhiben ESIPT, lo que lleva a una mayor actividad antioxidante a través del aumento de la energía molecular orbital ocupada más alta (HOMO).
• Los grupos methoxy en las posiciones 4' y 7 aumentan la capacidad antioxidante.
• Los grupos hidroxilo fenólicos son esenciales para la función antioxidante.
• Se observó una fuerte inhibición de la xantina oxidasa (XO), con una unión estable confirmada por simulaciones.

Conclusiones:

• Los derivados de genisteína en estado excitado con propiedades ESIPT son potentes antioxidantes.
• La sustitución de methoxy en sitios específicos mejora la actividad antioxidante.
• Estos compuestos muestran un potencial significativo como inhibidores de XO para el tratamiento de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo.