Capítulo VI. Línea Matriz de Investigación en Ciencias Básicas (LMI-CB)
• ¿Cómo la investigación aporta nuevos conocimientos sobre la cinética y la termoquímica en la formación de radicales libres en reacciones ambientales?
Mecanismos de reacción
• ¿Cuáles son los productos metaestables de la reacción de termólisis de compuestos ambientales?
• ¿Cuál es la relación de los grupos estéricamente impedidos presentes en la estructura con el aumento de la energía de activación?
• ¿Cómo el mecanismo de reacción de una descomposición vía radicales libres se afecta cuando la estructura tiene conformación silla, o semi-silla?
• De acuerdo con la modelación molecular de la reacción, ¿cómo se determina que el control termodinámico es más favorable?
Líneas Operativas
Síntesis y reactividad química
• Estudio experimental y teórico de la síntesis, caracterización y efectos electrónicos de compuestos pirrólicos obtenidos a partir de cetonas aromáticas α,β-insaturadas.
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como área de estudio, diferentes procesos para la evaluación de la concentración y separación de metabolitos secundarios a partir de aceites esenciales: extracción con solventes (SDE), extracción con fluidos supercríticos (SFE) utilizando CO2 y destilación molecular (MD).
La caracterización de las especies involucradas se obtiene uti- lizando, principalmente, cromatografía de gases acoplada a espec- trometría de masas (GC-MS); igualmente, los procesos se pueden simular usando software, como ASPEN PLUS y MatLab, que permi- ten la comparación de los resultados simulados y los obtenidos ex- perimentalmente, a condiciones similares de presión y temperatura.
En esta Línea, se propone la realización de estudios minuciosos del proceso de extracción de metabolitos secundarios, haciendo énfa- sis en los aceites esenciales, principalmente, en los aceites extraídos de las plantas que se cultivan en el país, la evaluación de sus posibles aplicaciones biológicas, así como su aplicación en la industria.
Fisicoquímica biológica [24-30]
Genera conocimientos en el campo de la química de biomoléculas, mediante el estudio de las propiedades químicas y fisicoquímicas de macromoléculas biológicas, como proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleícos, entre otros, mediante la formulación y desarrollo de estrategias biotecnológicas que permiten su aislamiento, separa- ción y purificación, a partir de sustratos biológicos y la posterior caracterización y evaluación de la posible aplicación en la medicina y la industria. Así mismo, aborda la utilización racional de los de- sechos vegetales para la producción de compuestos químicos deri- vados que puedan ser empleados como generadores de energía, con la búsqueda de metodologías alternativas, integrales, innovadoras, limpias, eficientes, de bajo costo y ambientalmente amigables para el tratamiento de efluentes industriales contaminados con compues- tos orgánicos. Lo dicho tiene lugar a través de sistemas bioquímicos, donde se aprovecha la disponibilidad de residuos agroindustriales para lograr la completa remoción de los contaminantes y una pos- terior degradación de los mismos, otorgándole valor agregado a la biomasa.
Capítulo VI. Línea Matriz de Investigación en Ciencias Básicas (LMI-CB)
Química microbiológica y biotransformación
Se estudian aquellas moléculas provenientes de bacterias y hongos microscópicos, con el objeto de buscar sustancias bioactivas o de aplicación en la agroindustria o en las industrias cosmecéutica, nu- tracéutica y farmacéutica. Además, se pretende modificar las estruc- turas químicas de los productos naturales, para obtener sustancias más activas, usando la maquinaria enzimática de hongos.
Los procesos de obtención de compuestos químicos por vía mi- crobiológica son de gran importancia dentro de la química orgánica industrial, la oxidación constituye una de las principales herramien- tas en la síntesis de compuestos orgánicos y por lo tanto es uno de los métodos con mayor potencial de daño ecológico.
Líneas Virtuales Aceites esenciales
• ¿Cuál es la eficiencia de los procesos de extracción de aceites esenciales por arrastre con vapor, hidrodestilación o por extrac- ción con fluidos súper críticos?
• ¿Qué intensidad tiene el efecto de los aceites esenciales y sus componentes en la supervivencia de sepas como Escherichiacoli, Listeria monocytogenes, Bacilluscereus y Staphylococcusaureus en los sistemas alimentarios?
• ¿Cuáles son los compuestos secundarios que se encuentran en mayores concentraciones en los aceites esenciales?
• ¿Cuál es el(los) compuesto(s) secundario(s) presentes en los aceites esenciales que probablemente contribuyen a la actividad biológica general?
• ¿Cuáles aceites esenciales son tóxicos para varias cepas de bac- terias y hongos?
• ¿Cuáles aceites esenciales contienen una serie de moléculas an- ti-oxidantes?
• ¿Cómo cambia la actividad antioxidante con la composición y concentración de los aceites esenciales?
• ¿Cuál es la relación entre los halos de inhibición sobre algunas cepas bacterianas gram negativas y sobre bacterias gram positivas?
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• ¿Cómo el estudio y caracterización de aceites esenciales fortalece la agricultura biológica?
• ¿En qué medida se corresponde la comparación de los análisis rápido y por cromatografía gaseosa (GC) convencionales para la caracterización de aceites esenciales?
• ¿Qué cambios se pueden producir con la utilización de aceites esenciales, teniendo en cuenta los principios de la agricultura biológica?
• ¿Cómo se pueden producir los aceites esenciales 100% bio y productos que respeten la naturaleza y a los seres humanos?
• ¿Cuál es la relación de la concentración del principio activo y el valor medicinal de una planta?
• ¿Cómo la composición química de alcaloides, glucósidos, aceites esenciales, mucílagos, ácidos orgánicos, minerales y vitaminas determinan los principios activos de las plantas?
• ¿Cómo se pueden identificar sustancias bioactivas, de aplicación en agroindustria o en industrias cosmecéuticas, nutracéuticas y farmacéuticas, provenientes de plantas, hongos superiores, algas superiores, animales inferiores (poríferos, celenterados y equi- nodermos) y líquidos excretados por otros animales (moluscos, artrópodos, anfibios, reptiles y mamíferos)?
Fisicoquímica biológica
• ¿Cuál es el efecto en la reactividad de las especies con la producción de radicales libres del oxígeno y nitrógeno y especies derivadas en sistemas biológicos?
• ¿Cómo las diferencias estructurales modifican la reactividad de distintas biomoléculas, sus propiedades fisicoquímicas y en particular sus diferentes comportamientos difusionales?
• ¿Cuáles son los mecanismos de producción, propiedades fisicoquímicas y reactividad de radicales libres del oxígeno y nitrógeno en distintos sistemas biológicos?
• ¿Cuál es la naturaleza y actividad de diferentes antioxidantes, la participación de estas especies reactivas en los mecanismos moleculares y celulares de algunas patologías donde se ha de- mostrado una fuerte correlación con estados de estrés oxidativo?
Capítulo VI. Línea Matriz de Investigación en Ciencias Básicas (LMI-CB)
• ¿Cómo se afecta la cinética de porfirinas como miméticos de enzimas antioxidantes?
• ¿Cuáles son los factores que afectan determinación del coefi- ciente de sedimentación?
• ¿Cuál es la importancia de las interacciones con moléculas pequeñas y otras macromoléculas? ¿Existe equilibrio con uno o varios sitios de unión (independientes y dependientes)?
• ¿Cuáles son las características de la relación estructura-función de proteínas?
• ¿Cuál es la relación entre secuencia protéica, estabilidad confor- macional, dinámica y función bioquímica de péptidos sintéticos?
Química microbiológica y biotransformación
• ¿Cuáles son las sustancias de interés con actividad biológica con aplicación industrial?
• ¿Cuál es la característica química de la biomasa que la hace potencialmente fuente renovable de productos químicos de alto valor agregado?
• ¿Cuál es la relación del consumo de nutrientes y la eficiencia del proceso?
• ¿Cuáles son las condiciones para que la manipulación genética sea eficiente?
• ¿Cuál es el diseño y control que permite el cultivo a gran escala?
• ¿Cuál es el protocolo para la preparación quimioenzimática de azúcares modificados y sus correspondientes nucleósidos?
• ¿Cuál es la relación de la metodología de síntesis y la evaluación biológica de derivados mediante biotransformaciones?
Líneas Operativas Aceites esenciales
• Estudio del efecto antimicrobiano del aceite esencial de Aloysia triphylla sobre cepas S. aureus y B. cereus, E. coli, Salmonella sp, Listeria monocytogenes y Pseudomonas aeruginosa.
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Química microbiológica y biotransformación
• Fotodegradación de compuestos orgánicos volátiles utilizando TiO2 como catalizador.
• Producción de alcohol carburante a partir de los residuos del cultivo de la yuca.