Revista Cubana de Química

Conserved insertions in protein sequences for molecular studies in the genus Rhodomicrobium

RESUMEN El género Rhodomicrobium comprende especies importantes para la agricultura y el medio ambiente. Sin embargo, pocas investigaciones se han dirigido a la identificación de marcadores moleculares que distingan a sus miembros de otros grupos de bacterias. Los marcadores Indeles (inserciones y deleciones) en secuencias de proteínas son útiles para estudios evolutivos y taxonómicos en bacterias. Se analizaron secuencias homólogas de las proteínas ADN ligasa NAD+ dependiente, y Serina ARNt sintetasa, obtenidas de la base de datos UniprotKB/Swiss-Prot, y posteriormente alineadas con el programa MUSCLE. El análisis filogenómico se realizó por el método de Máxima Verosimilitud con el programa RAxML. Se identificaron inserciones que soportan la monofilia del género y confirman que Rhodomicrobium lacus es un grupo hermano de R. vannielii y R. udaipurense. Las inserciones analizadas constituyen marcadores moleculares importantes para estudios taxonómicos y evolutivos en el género Rhodomicrobium, y para futuros estudios bioquímicos o funcionales en dichas enzimas.

ABSTRACT The genus Rhodomicrobium comprises species with agricultural and environmental importance. However, few investigations have been conducted to identify molecular markers that could be used to distinguish members of Rhodomicrobium from other groups of bacteria. Conserved signature indels (insertions and deletions) in protein sequences are useful for evolutionary and taxonomic studies in bacteria. Homologous sequences of the proteins NAD+ dependent DNA ligase and Serine-tRNA synthetase were obtained from the UniprotKB/Swiss-Prot database and aligned using MUSCLE programme. Phylogenomic analysis was performed through the Maximum Likelihood method with RAxML. Insertions were identified which support the monophyly of this genus and confirm that Rhodomicrobium lacus forms a sister group of R. vannielii and R. udaipurense. Thus, the insertions analyzed constitute important molecular markers for taxonomic and evolutionary studies in Rhodomicrobium, and also for future biochemical or functional studies in those enzymes.

Release study of 5-fluorouracil from poly (butylcyanoacrylate) nanoparticles

RESUMEN El 5-fluorouracilo (5-FU) es un citostático comúnmente empleado en el tratamiento del cáncer. Hoy en día, se busca potenciar su uso farmacológico tratando de reducir los efectos adversos. En esta investigación se estudia la liberación de 5-FU, adsorbido y encapsulado, para su posterior uso como sistema de liberación controlada desde un sistema de nanopartículas de policianoacrilato de n-butilo. Las partículas encapsuladas se obtuvieron por el método de polimerización en emulsión, en presencia de 5-FU en el medio, mientras las adsorbidas lo fueron mediante contacto de las partículas poliméricas con el 5-FU en disolución. El proceso de adsorción pudo ser descrito adecuadamente por los modelos de Langmuir. El porcentaje liberado de 5-FU encapsulado (61,4 %) resultó mayor que el de adsorbido (7,7 %), resultando el primero, más idóneo. Los experimentos preliminares de ambos procesos demostraron que cumplen con un modelo cinético de orden cero.

ABSTRACT 5-Fluorouracil (5-FU) is a cytostatic commonly used in cancer treatment. Today, it seeks to enhance its pharmacological use trying to reduce adverse effects. This research studies the release of 5-FU from an adsorbed and encapsulated poly (butylcyanoacrylate) nanoparticles system for its subsequent use as a controlled release system. The encapsulated particles were obtained by the emulsion polymerization method, in the presence of 5-FU in the medium, while those adsorbed were obtained by contact of the polymeric particles with the 5-FU in solution. The adsorption process could be adequately described by the Langmuir. Preliminary release experiments showed that a zero-order kinetic model is fulfilled for both processes, where the released percentage of encapsulated 5-FU is greater (61,4 %) than that of adsorbed (7,7 %).

Characterization and evaluation of physicochemical and electrical properties of nickel (II) hydroxide, obtained with industrial liquors

RESUMEN Se evaluaron las características físico-químicas y eléctricas del hidróxido de níquel, preparado con soluciones acuosas de la lixiviación del sulfuro de níquel producido en la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa, las cuales se compararon con el hidróxido de referencia, conseguido a partir de soluciones obtenidas con sulfato de níquel grado reactivo. Se analizaron composición química, propiedades estructurales, térmicas y texturales, mediante las técnicas de AA, DRX, TG, DSC, FTIR, RAMAN y BET. La caracterización eléctrica se realizó por el método de las dos puntas. Como resultado del trabajo se obtuvo un β-Ni(OH)2 con 56,4 % de níquel y 1,3 % de cobalto, que no presentó otras fases mineralógicas asociadas al cobalto, y se caracterizó por poseer propiedades estructurales y eléctricas similares al hidróxido de referencia, lo que permitió considerar la posibilidad de su empleo en baterías recargables y supercondensadores eléctricos.

ABSTRACT Physical, chemical and electrical characteristics of nickel hydroxide, prepared with aqueous solutions from the leaching of nickel sulfide produced at the Comandante Ernesto Che Guevara de Moa Company, were evaluated. Solutions reagent grade nickel sulfate, were used to prepare the reference hydroxide and both hydroxides were compared. Chemical composition, structural, thermal, textural properties were analyzed using AA, DRX, TG, DSC, FTIR, RAMAN and BET techniques. The electrical characterization was carried out by the two- point method. As a result of the work, a β-Ni(OH)2 with 56,4 % nickel and 1,3 % cobalt was obtained, which did not presented other mineralogical phases associated with cobalt. The possibility of use it in rechargeable batteries and electrical supercapacitors, was considered because have it structural and electrical properties similar to the hydroxide reference.

Preparation of malt syrup using Manihot esculenta starch and β-amylase isolated from Ipomea batatas

ABSTRACT Starch extracted from cassava (Manihot esculenta) and extracts of amylase isolated from sweet potato (Ipomea batatas) were used. Two treatments were performed for hydrolysis: T1 in which the crude extract was used and T2 with the previously semi purified extract. After stirring the reaction mixture for 8 h at 60 °C, no starch was detected in the obtained syrup. The quality of the final product was evaluated by determining glucose equivalent (DE), using the dinitrosalicylic acid (DNS) method and organoleptic analysis. The DE values for syrup prepared by T1 and T2 were 41,30 and 57,66, respectively. The organoleptic properties and DE values are within the ranges established for malt syrup.

RESUMEN Se utilizó almidón extraído de yuca (Manihot esculenta) y extractos de amilasa aislada de boniato (Ipomea batatas). Se efectuaron dos tratamientos para la hidrólisis: T1 en el que se utilizó el extracto crudo y T2 con el extracto previamente semipurificado. Después de agitar la mezcla de reacción durante 8 h a 60 °C, no se detectó almidón en el sirope obtenido. La calidad de producto final fue evaluada mediante la determinación de equivalente de glucosa (DE), usando el método del ácido dinitrosalicílico (DNS) y análisis organoléptico. Los valores de DE para el sirope preparado mediante T1 y T2 fueron de 41,30 y 57,66, respectivamente. Las propiedades organolépticas y los valores de DE, se encuentran dentro de los rangos establecidos para el sirope de malta.

Obtaining carbonous material from sugar cane bagasse with salt activation

RESUMEN En este trabajo se evalúa la obtención de materiales carbonosos a partir de bagazo de caña de azúcar, mediante activación con cloruro de hierro (III) hexahidratado. Experimentalmente se caracterizó la biomasa a través de análisis inmediato y elemental. Posteriormente se realizó su activación química y se pirolizó en horno tubular y en equipo de análisis térmico simultáneo. El análisis inmediato y el elemental demuestran la composición del bagazo de caña modificado con una sal inorgánica, su posible termodescomposición a través de la pirólisis y su mejor utilización como electrodos en bioceldas de combustible. Las técnicas de análisis térmico permitieron identificar las etapas de la termodescomposición del bagazo de caña estudiado y sus intervalos de temperaturas, que son la base del estudio cinético. Todo el estudio realizado permitió demostrar la influencia de la activación química en las características del carbón obtenido y en el proceso de pirólisis realizado.

ABSTRACT In this work, the obtaining of carbonaceous materials from sugarcane bagasse, by means of activation with hexahydrate iron (III) chloride, is evaluated. Biomass was experimentally characterized through immediate and elemental analysis. Subsequently, its chemical activation was carried out and it was pyrolyzed in a tubular furnace and in simultaneous thermal analysis equipment. The immediate and elemental analyzes demonstrate the composition of the sugarcane bagasse modified with an inorganic salt, its possible thermodecomposition through pyrolysis and its better use as electrodes in fuel biocells. The thermal analysis techniques allowed to identify the thermodecomposition stages of the sugarcane bagasse studied and their temperature intervals, which are the basis of the kinetic study. All the study carried out allowed us to demonstrate the influence of chemical activation on the characteristics of the coal obtained and on the pyrolysis process carried out.

Incorporation of beef marrow in a hair shampoo and evaluation of its effect against alopecia

RESUMEN La caída de cabello se genera por diferentes factores, y puede originar estrés emocional en las personas que la presentan. Con el objetivo de incorporar tuétano de res a un producto capilar como ingrediente auxiliar contra la caída de cabello, se realizó un estudio de mercado, para especificar las características del champú para desarrollar. Se elaboraron 25 formulaciones con diferentes porcentajes de tuétano de res; finalmente una de ellas se seleccionó y se analizó determinando sus características fisicoquímicas. Se prepararon dos lotes, uno color rosa aroma a rosas, y el otro amarillo con aroma cítrico, evaluando a través de una prueba sensorial afectiva de aceptación el grado de efectividad del producto, en comparación con el champú base. De un tamaño de muestra de 55, un 54 %, percibió una disminución en la pérdida de cabello, lo que sugiere que el tuétano de res incorporado en un champú, tiene un efecto contra la alopecia.

ABSTRACT Hair loss is caused by different factors, and it could be cause of emotional stress in people who present it. The objective of incorporating beef marrow into a hair product as an auxiliary ingredient against hair loss, it was decided to carry out a market study out to specify the characteristics of the shampoo to be developed. Twenty-five formulations with different percentages of beef marrow were elaborated, finally one of them was selected and analyzed to determine its physicochemical characteristics. Two batches were made, one pink with a rose aroma and the other yellow with a citrus aroma, to evaluate by means of an affective sensory acceptance test the degree of effectiveness of the product in comparison with the base shampoo. The sample size was 55, 54 % perceived a decrease in hair loss, suggesting that beef marrow incorporated into a shampoo has an effect against alopecia.

Production of fermentable sugars from rice straw

ABSTRACT Purpose: to present a method to enhance enzymatic hydrolysis of biomass, hydrothermal treatment. Methods: It was used Teflon bomb, fed with rice straw and water, to extract reducing sugars by hydrothermal treatment. Conditions were analysed using design of experiment procedure and ANOVA. The hydrothermal conditions were 140 and 200 °C, 20 and 60 min and 62,5 and 71,42 g straw per kilogram of water. The straw was filtered, dried and submitted to enzymatic hydrolysis; the conditions were 24 and 72 h, solid/liquid ratio were 0,625 and 2,50 % w/v and enzyme loading 16,5 and 66 FPU · g-1. Results: It was observed best yields of Reducing Sugars when submitting the Teflon bomb to 200 °C temperature for 60 min and 62,5 g straw per kg of water (pressure of 15,5 atm). The conditions for the enzymatic hydrolysis were 72 h and enzyme loading of 66 FPU · g-1. The enzymatic yield was 42,72 %.

RESUMEN Propósito: presentar un método para potenciar la hidrólisis enzimática de biomasa, tratamiento hidrotermal. Métodos: Se utilizó bomba de teflón, alimentada con paja de arroz y agua, para extraer azúcares reductores por tratamiento hidrotermal. Las condiciones se analizaron usando el procedimiento de diseño de experimento y ANOVA. Las condiciones hidrotermales fueron 140 y 200 °C, 20 y 60 min; y 62,5, y 71,42 g de paja por kg de agua. La paja fue filtrada, secada y sometida a hidrólisis enzimática; las condiciones fueron 24 y 72 h, relación sólido/líquida 0,625 y 2,50 % p/v y carga de enzima 16,5 y 66 FPU · g-1. Resultados: Se observaron mejores rendimientos de azúcares reductores al someter la bomba de teflón a una temperatura de 200 °C durante 60 min y 62,5 g de paja por kg de agua (presión de 15,5 atm). Las condiciones para la hidrólisis enzimática fueron 72 h y carga enzimática de 66 FPU · g-1. El rendimiento enzimático fue del 42,72 %.

Extraction of inulin from waste pineapples from cuban henequen plants

RESUMEN La limitada utilización de las piñas de henequén provenientes de residuos biodegradables como materia prima, constituye una problemática a solucionar. La presencia de inulina en un producto alimenticio es condición suficiente para ser considerado como "alimento prebiótico", además de su variedad de aplicaciones en la salud y en la industria farmacéutica, por lo que el objetivo del trabajo es extraer inulina a partir de las piñas de henequén. Para el estudio se utilizaron piñas de las regiones de Mariel y Limonar, Cuba y técnicas analíticas cualitativas y cuantitativas. Se realizó un diseño experimental 23 a través del paquete estadístico Stagraphics Centurium, tomando en cuenta los factores que influyen en el porcentaje de extracción de este tipo de polisacáridos. Los mejores resultados corresponden a los alcanzados con piñas de la región de Limonar, a temperatura de 70 °C, tiempo de 60 min, y plantas de 12 años.

ABSTRACT The non-use of henequen pineapples from biodegradable waste as raw material constitutes a problematic to be solved. The presence of inulin in a food is a sufficient condition to be considered a prebiotic food in addition to the variety of applications of inulin in health and in the pharmaceutical industry, so the objective of the work is to extract inulin of henequen pineapples. For the study, henequen pineapples from Mariel and Limonar, qualitative and quantitative analytical techniques were used. An experimental design 23 was carried out through the Stagraphics Centurium statistical package, taking into account the factors that influence the percentage of extraction of this type of polysaccharides. The best results correspond to Limonar henequen pineapples at a temperature of 70 0C time of 60 min and 12 year-old plants.

Explorating the synthesis of quaternary salts of a tetraaryl substituted imidazole as ionic liquids precursor

ABSTRACT Ionic liquids are compounds that have a large number of properties and applications in environmentally friendly processes. In the present research an exploratory study of the synthesis of quaternary salts of tetraaryl imidazoles substituted as an initial step towards the synthesis of ionic liquids was carried out. A tetraaryl imidazoles was synthesized using the H3BO3/ethylene glycol catalyst system. The 1-(3-methylphenyl)-2-(4-nitrophenyl)-4,5-diphenylimidazole obtained was used to perform the quaternization reaction with butyl bromide, using purification criteria as thin layer chromatography (TLC), melting temperature and as a characterization criterion for electrospray mass spectrometry.

RESUMEN Los líquidos iónicos son compuestos que poseen un gran número de propriedades y aplicaciones en procesos ambientalmente amigables. En la presente investigación se realizó un estudio exploratorio de la síntesis de sales cuaternarias de imidazoles tetraarilsustituidos como un paso inicial para la obtención de líquidos iónicos. Un imidazol tetrarilsustituido fue sintetizado utilzando ácido bórico como catalizador y etilengicol como disolvente. El 1-(3-metilfenil)-2-(4-nitrofenil)-4,5-difenilimidazol fue usado para llevar a cabo una reacción de cuaternización con bromuro de metilo, utilizando criterios de purificación como cromatografia de capa fina (TLC, por sus siglas en inglés), temperatura de fusión y como criterio de caracterización espectrometría de masas por electrospray.