Revista Cubana de Química

Production of Gp-41 (HIV-1) recombinant protein in E.coli: effect of magnetic field

RESUMEN La influencia del campo electromagnético de extrema baja frecuencia fue estudiada en un cultivo incrementado de Escherichia coli (E.coli), desarrollado para la producción de la proteína recombinante Gp-41 del virus de inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1). Fue utilizado un electroimán, que genera campos magnéticos no homogéneos, con un valor de inducción constante de 0, 055 Tesla (550 G), y un tiempo de exposición de 6,5 h. Con la aplicación del campo magnético se obtuvo un incremento de 1,2 veces la producción volumétrica (320 mg/L) y 1,5 veces en la productividad del proceso (30 mg/L.h). Al mismo tiempo, disminuyó 20 veces la producción de acetato hasta valores de 0,47 g/L, mientras que el nivel de expresión de la proteína Gp-41 se incrementó a 10 %.

ABSTRACT The influence of the extremely low frequency electromagnetic field was studied in a fed batch culture of Escherichia coli (E.coli), developed for the production of the recombinant Gp-41 protein of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). An electromagnet, which generates non-homogeneous magnetic fields, was used, at a constant induction value of 0.055 Tesla, and exposure time of 6, 5 h. With the application of the magnetic field, a 1,2-fold increase in volumetric production (320 mg / L) and 1,5 times in process productivity (30 mg / L) were obtained. At the same time, acetate production decreased 20 times to values of 0, 47 g / L, while the expression level of Gp-41 protein increased to 10 %.

Immunotherapy to treat cancer by vaccines developed with biomaterials

RESUMEN El cáncer es una grave enfermedad que implica crecimiento tisular producido por la proliferación continua de células anormales, con capacidad de invasión y destrucción de otros tejidos, amenazando la vida de los pacientes. Con el desarrollo de la medicina, así como de la biotecnología e ingeniería genética, se han logrado importantes avances en la detección y control de esta enfermedad. Sin embargo, este padecimiento continúa asociado a la muerte y al sufrimiento, con elevados costos económicos. Por lo tanto, en esta revisión, se describe la aplicación de algunos biomateriales para la administración de vacunas como vía de tratamiento en algunos tipos de cáncer, como el de mama, colorrectal, pulmón y próstata, de acuerdo con reportes de la organización mundial de la salud y el instituto nacional de salud de Estados Unidos, y artículos en revistas indexadas. Entre los biomateriales incluidos se encuentran las nano y micropartículas, materiales autoensamblados y scaffolds.

ABSTRACT Cancer is a serious disease that involves tissue growth caused by the continuous proliferation of abnormal cells, with the ability to invade and destroy other tissues, threatening the lives of patients. With the development of medicine, as well as biotechnology and genetic engineering, important advances have been made in the detection and control of this disease. However, this condition continues to be associated with death, suffering and high economic costs. Therefore, this review describes the application of some biomaterials for the administration of vaccines as a treatment route in some types of cancer, such as breast, colorectal, lung and prostate, according to reports from the world organization of the health and the national institute of health of the United States, and articles in indexed journals. Among the biomaterials included are nano and microparticles, self-assembled materials and scaffolds.

Evaluation of methods of extraction of the anthocyanins of the fruit of Eugenia malaccensis and its characterization by HPLC-ESI-MS

RESUMEN El fruto de Eugenia malaccensis (Pomorroso), en su estado maduro presenta una coloración rojo intenso; fuente potencial de polifenoles. En este trabajo se realiza la extracción de estos compuestos polifenólicos tipo antocianina, presentes en la cáscara del fruto, aplicando un diseño experimental aleatoriamente comparativo. El objetivo del diseño es evaluar la eficiencia de tres metodologías de extracción: con solventes (ES), asistida con microondas (EAM) y extracción-fermentación simultánea (EFS). Los resultados obtenidos indicaron que el método que presentó mayor eficiencia fue la EFS, con concentración de antocianinas monoméricas y contenido de 79,71 mg de cianidina-3-glucósido/100 g de fruto (P < 0,05). El análisis por cromatografía líquida de alta eficiencia acoplada a espectrometría de masas (HPLC-ESI-MS) permitió establecer que la cáscara del fruto es rica en tres posibles derivados de cianidina: cianidina-3,5-dihexosido, cianidina-3-glucósido y cianidina-3-galactósido.

ABSTRACT Eugenia malaccensis (Pomorroso) fruit, whose ripening has an intense red coloration and is a potential source of polyphenols. In the present work, the extraction of the anthocyanin-type polyphenolic compounds present in the fruit shell was carried out by implementing a randomly comparative experimental design, with the objective of evaluating the efficiency of three different extraction methodologies: with solvent (ES), assisted with microwave (EAM) and simultaneous extraction-fermentation (EFS). The results obtained indicated that the highest efficiency for the extraction of anthocyanins was the EFS, with a concentration of monomeric anthocyanins and content of 79,71 mg of cyanidine-3-glucoside/ 100 g of fruit (P <0,05). The high efficiency liquid chromatography analysis coupled to mass spectrometry (HPLC-ESI-MS) allowed to establish that the fruit peel is rich in three possible cyanidine derivatives: cyanidine-3,5-dihexoside, cyanidine-3-glucoside and cyanidine-3-galactoside.

Triterpenes with anti-inflammatory activity isolated from the bark of the endemic species Maytenus elaeodendroides, Griseb

ABSTRACT Several species from Maytenus genus (Celastraceae family) show anti-inflammatory activity associated to terpene presence. Thus we intend to isolate and characterize triterpenes having potential anti-inflammatory activity from the bark of Maytenus elaeodendroides Griseb. Isolation, purification and structural elucidation of such compounds were achieved by maceration with petroleum ether/diethyl ether (1:1), followed by chromatographic and spectroscopic methods. Anti-inflammatory activity was evaluated by inhibition of Croton oil- induced ear edema in mice. The triterpenes isolated were: 28-hydroxy-3-oxo-20(29)-lupene, 16-hydroxy-3-oxo-20(29)-lupene (herein found for the first time in the Celastraceae family), 3dihydroxy-20(29)-lupene and acid 3-oxo-20(29)-lupene-28-oic. At certain doses the obtained extract showed an anti-inflammatory effect as potent as that exhibited by diclofenac (reference drug). This is the first time it is reported an anti-inflammatory activity for 16-hydroxy-3-oxo-20(29)-lupene. An increase in the anti-inflammatory activity of this last terpene is probably related to the presence of carbonile group in C-3.

RESUMEN Varias especies del género Maytenus (Celastraceae) presentan actividad anti-inflamatoria atribuida a metabolitos del tipo triterpenoides. Por ello, el objetivo de este trabajo fue aislar y caracterizar triterpenos con potencial actividad anti-inflamatoria a partir de la corteza del Maytenus elaeodendroides Griseb. El aislamiento, purificación y elucidación estructural de tales compuestos se realizó mediante maceración con éter de petróleo/ éter dietílico (1:1), diferentes métodos cromatográficos y espectroscópicos. La actividad anti-inflamatoria fue evaluada mediante la inhibición en ratones del edema del oído, inducido por aceite de Croton. Los triterpenos aislados fueron: 28-hidroxi-3-oxo-20(29)-lupeno, 16-hidroxi-3-oxo-20(29)-lupeno (por primera vez aislado en la familia Celastraceae); 3dihidroxi-20(29)-lupeno y el ácido 3-oxo-20(29)-lupeno-28-oico. A ciertas dosis el extracto obtenido mostró efecto anti-inflamatorio tan potente como el mostrado por el diclofenaco (fármaco de referencia). Por primera vez se reporta actividad anti-inflamatoria del 16-hidroxi-3-oxo-20(29)-lupeno. El incremento en la actividad antinflamatoria de este triterpeno está relacionado con la presencia de un grupo carbonilo en C-3.

Dendropanax arboreous: phytochemical study of trunk sap

RESUMEN La naturaleza brinda una gran diversidad de sustancias de diferentes orígenes, siendo las plantas medicinales las más utilizadas por la población. En el presente trabajo se llevó a cabo un estudio fitoquímico preliminar de la savia del tronco de la especie Dendropanax arboreus (L) Decne & Planch, que fue recolectada en el poblado de las Minas, Baracoa, Guantánamo. Se elaboraron seis extractos, los cuales fueron obtenidos por diferentes métodos: maceración y extracción con Soxhlet, empleando disolventes de distintas polaridades. Se evaluó la capacidad extractiva de los mismos teniendo en cuenta los valores de sólidos totales y la composición química cualitativa, aplicando la técnica de tamizaje fitoquímico. El método de mayor capacidad extractiva resultó ser la extracción con Soxhlet; siendo el agua el disolvente de elección. Se evidenció generalmente la presencia de alcaloides, flavonoides, triterpenos, esteroides, fenoles, taninos, saponinas, aminas, aminoácidos, resinas, azúcares reductores y poliurónidos.

ABSTRACT Nature has a great variety of chemical compounds from different origins, being the medicinal plants the most used by the population. In this paper we carried out a preliminary phytochemical study of the trunk sap of the specie Dendropanax arboreus (L) Decne & Planch, collected at Minas town, Baracoa, Guantánamo. Six extracts were prepared, which were obtained by two extraction methods: continuous extraction and maceration using different solvents of dissimilar polarity order. Extractive capacity of extraction methods was evaluated taking into account the values of total solids and the qualitative chemistry composition applying the phytochemical screening technique. The method with most extractive capacity was Soxhlet method, being water the selected solvent. Generally, we found the presence of alkaloids, flavonoids, triterpenes, steroids, phenols, tannins, saponins, amines, amino acids, resins, reducing sugars, and polyuronides.

Aggregation process in aqueous dissolutions of TRITON x-100 and CTAB with alginates

RESUMEN Se estudió la influencia de disoluciones acuosas de alginato de sodio y derivados carboximetilados sobre las concentraciones críticas de absorción y micelar (CAC y CMC*) de los surfactantes Triton X-100 y CTAB por tensiometría (γ) y conductimetría (κ). Se observó inflexión a 0,1x10-4 mol/L en la curva de γ vs [Triton X-100] en presencia de disoluciones de 0,1; 0,5 y 1 g alginato/L, sugiriendo interacción polímero-surfactante débil. La CMC* en presencia del alginato, disminuye hasta 1,0x10-4 mol/L. Las CAC y CMC* del CTAB en presencia de alginato y del derivado más sustituido son similares por ambos métodos. La CAC tiende a disminuir con la concentración, mientras que la CMC* aumentó con la concentración de polisacárido y con mayor grado de sustitución, comportamiento característico de sistemas polímero/surfactante de cargas opuestas. Estos muestran tres concentraciones críticas: CMC*, CAC y otra originada por interacciones atribuidas a asociaciones no cooperativas aproximadamente en 0,045x10-3 mol/L.

ABSTRACT The influence of aqueous dissolutions of sodium alginate and carboxymethylated derivatives on the absorption and micellar critical concentration (CAC and CMC*) of Triton X-100 and CTAB surfactants was studied by tensiometry (γ) and conductimetry (κ). An inflection at 0,1x10-4 mole/L in the curve of γ vs [Triton X-100] in the presence of solutions of 0,1, 0,5 and 1 g alginate/L was observed; suggesting weak polymer-surfactant interaction. The CMC* in the presence of alginate, decreases to 1.0x10-4 mole/L. CAC and CMC* of CTAB in the presence of alginate and the greatest substituted derived are similar by both methods, CAC tends to decrease with concentration, while CMC* increased with the concentration of polysaccharide and in a presence of a highest substitution degree, characteristic behavior of systems with opposite charges. These show three critical concentrations: CMC*, CAC and another originated by interactions attributed to the presence of non-cooperative associations about 0.045x10-3 mole/L.

Highly porous polymeric composite with γ-Fe₂O₃ nanoparticles for oil products sorption

ABSTRACT A highly porous polymeric nanocomposite was prepared and used as a sorbent for cleaning the water surface from oil products during accidental spills. A highly porous polymer was prepared by polymerizing a dispersion medium of a highly concentrated W/O emulsion consisting of styrene and divinylbenzene. γ-Fe2O3 magnetic nanoparticles, at a concentration up to 25 wt.%, were incorporated into the structure of the highly porous polymer. The addition of γ-Fe2O3 nanoparticles did not have a strong influence on the amount of adsorbed transmission oil. The transmission oil sorption was equal to 17,5 - 20,0 g/g. The amount of adsorbed water sharply decreased from 16,4 g/g to 1,4 g/g with the incorporation of magnetic nanoparticles in the composite. When the concentration of γ-Fe2O3 nanoparticles was 25 wt.%, the sorption rate of the transmission oil was more than 80 times higher than the water sorption rate.

RESUMEN Se preparó un nanocompuesto polimérico de alta porosidad y se usó como un sorbente para limpiar la superficie del agua de productos del petróleo, durante derrames accidentales. Este material se obtuvo mediante la polimerización de una emulsión inversa altamente concentrada, compuesta de estireno y divinilbenceno. Las nanopartículas magnéticas de γ-Fe2O3, a una concentración de hasta el 25 % en peso, se incorporaron a la estructura del material. La adición de nanopartículas de γ-Fe2O3 tuvo poco efecto sobre la cantidad de aceite de transmisión adsorbido, que varió entre 17,5 - 20,0 g/g. La cantidad de agua adsorbida disminuyó drásticamente de 16,4 g/g a 1,4 g/g con la incorporación de nanopartículas magnéticas en el compósito. Cuando la concentración de nanopartículas de γ-Fe2O3 fue del 25 % en peso, la tasa de sorción del aceite de transmisión fue más de 80 veces mayor que la tasa de sorción del agua.

Biodegradable nanocomposite for the packaging sector: preparation and characterization

RESUMEN En este trabajo se investiga la influencia del procesado, del contenido de agente reforzante y de un tratamiento térmico de rejuvenecimiento en el comportamiento a fractura de láminas de poli (ácido láctico) (PLA), reforzadas con una nanoarcilla organomodificada. La estructura de los nanocompuestos se estudió mediante cromatografía de permeación de geles, microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de barrido y haz iónico focalizado. Los comportamientos térmicos y la fractura se siguieron mediante calorimetría diferencial de barrido y la técnica del trabajo esencial de fractura (EWF) respectivamente. El procesado ocasionó la degradación de las cadenas del PLA, fenómeno este acentuado por la montmorillonita. El tratamiento de rejuvenecimiento borró completamente el estado de envejecimiento, provocando una transición del comportamiento frágil-dúctil que permitió la aplicación de la técnica del EWF. La tenacidad de fractura del PLA envejecido se incrementa notablemente mediante el refuerzo con nanoarcillas y/o la aplicación del tratamiento de rejuvenecimiento.

ABSTRACT In this work, the effect of processing, reinforcing agent content and deageing treatment on the fracture behaviour of polylactic acid sheets reinforced with organomodified nanoclay was assessed. The structure of the nanocomposites was studied by gel permeation chromatography, transmission electron microscopy and focused ion beam milling and scanning electron microscopy. The thermal and fracture behaviours have been assessed by differential scanning calorimetry and the essential work of fracture (EWF) approach respectively. Processing caused the degradation of PLA chains; phenomena that was enhanced by the presence of montmorillonite. The de-aging treatment completely erased the ageing state of the sheets, promoting a brittle-ductile transition and enabling the application of the EWF. The fracture toughness of aged PLA is considerably enhanced by nanoclay reinforcement and/or application of a deaging treatment.

Trophic status of twenty-four water reservoirs in the eastern of Cuba

ABSTRACT Trophic status of twenty-four water reservoirs of the eastern of Cuba was evaluated, classifying these reservoirs according to the eutrophication level. The average trophic state index (TSI) was calculated considering chlorophyll a, transparency and total phosphorus. A cluster analysis with TSI values allow to establish five eutrophic levels with specific ranges and attributes, modifying the classical Carlson criteria. The most eutrophic reservoirs were Chalóns and Camazán (level 4). It was confirmed direct relationship between eutrophic and cyanobacteria bloom occurrence, being the most contaminated those with higher risk. Toxic bloom-forming species were detected in Parada, Baraguá, La Yaya, Mícara, Bio and Guisa, Chalóns and Camazán, involving cyanobacteria like Synechocystis aquatilis, Cylindrospermopsis raciborskii, Oscillatoria sp., Microcystis aeruginosa, M. flos-aquae, M. panniformis,M. wesenbergii, Planktolyngbya limnetica, and Synechococcus sp.

RESUMEN El estado trófico de veinticuatro reservorios de agua del este de Cuba fue evaluado, clasificando estos según su nivel de eutrofización. El índice de estado trófico promedio (TSI) se calculó considerando la clorofila a, la transparencia y el fósforo total. Cinco niveles eutróficos con rangos y atributos específicos fueron establecidos modificando los criterios de Carlson luego de un análisis de clúster. Los reservorios más eutróficos fueron Chalóns y Camazán (nivel 4). Se confirmó la relación directa entre la aparición de floración eutrófica y de cianobacterias, siendo las más contaminadas las de mayor riesgo. Se detectaron especies tóxicas formadoras de flores en Parada, Baraguá, La Yaya, Mícara, Bio y Guisa, Chalóns y Camazán, involucrando cianobacterias como Synechocystis aquatilis, Cylindrospermopsis raciborskii, Microcystis aeruginosa, Oscillatoria sp, M. flos-aquae, M. panniformis, M. wesenbergii, Planktolyngbya limnetica, y Synechococcus sp.

Environmental impact of the waste disposal in the Guaos-Gascón hydrographic basin of Santiago de Cuba

RESUMEN Las aguas de la Cuenca Hidrográfica Guaos-Gascón son utilizadas por las industrias y la población como zona de disposición de residuales, lo que afecta su composición natural y aumenta la carga contaminante que llega a la Bahía de Santiago de Cuba. La Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) en la cuenca se realizó aplicando las matrices propuestas por Conesa. Estas afectaciones al medio se evaluaron tomando como base los resultados de 27 parámetros, en ocho estaciones de muestreo y su comparación con las normas cubanas de agua potable, abasto, pesca y baño. Se demostró que las aguas de la cuenca están afectadas por el vertido de aguas residuales de origen doméstico, vertido de residuales industriales y acumulación de residuos sólidos, siendo el río Los Guaos el que mayor contaminación le aporta a la cuenca. Los factores del medio más agredidos son la salud e higiene, las aguas superficiales y el paisaje.

ABSTRACT The water of the Guaos-Gascón Hydrographic Basin is used by the industries and the population as a waste disposal zone, which affects its natural composition and increases the pollution load that reaches the Bay of Santiago de Cuba. The Environmental Impact Assessment (EIA) in the basin was carried out by applying the matrices proposed by Conesa. These effects on the environment were evaluated based on the results of 27 parameters in eight sampling stations, and the contrast with Cuban regulations, drinkable, supply, fishing and swimming. It was shown that the water of this basin is affected by the discharge of domestic wastewater, industrial waste and solid waste accumulation, being Los Guaos River the greatest pollutant of the basin. The most aggravated environmental factors are health and hygiene, surface waters and landscape.