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Sanz-Navarro, SAutor o Coautor

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28 de octubre de 2024
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Artículo
Sí

Degradation of Penicillinic Antibiotics and β-Lactamase Enzymatic Catalysis in a Biomimetic Zn-Based Metal-Organic Framework

Publicado en:Chemistry-A European Journal. 29 (59): e202301325- - 2023-10-23 29(59), DOI: 10.1002/chem.202301325

Autores: Escamilla, P; Bartella, L; Sanz-Navarro, S; Percoco, RM; Di Donna, L; Prejanò, M; Marino, T; Ferrando-Soria, J; Armentano, D; Leyva-Pérez, A; Pardo, E

Afiliaciones

Univ Calabria, AGRINFRA Res Net, QUASIORA Lab, I-87036 Arcavacata Di Rende - Autor o Coautor
Univ Calabria, Dipartimento Chim & Tecnol Chim, I-87030 Arcavacata Di Rende - Autor o Coautor
Univ Politecn Valencia Consejo Super Invest Cient, Inst Tecnol Quim - Autor o Coautor
Univ Valencia, Inst Ciencia Mol ICMol, Paterna 46980 - Autor o Coautor

Resumen

beta-Lactam antibiotics are one of the most commonly prescribed drugs to treat bacterial infections. However, their use has been somehow limited given the emergence of bacteria with resistance mechanisms, such as beta-lactamases, which inactivate them by degrading their four-membered beta-lactam rings. So, a total knowledge of the mechanisms governing the catalytic activity of beta-lactamases is required. Here, we report a novel Zn-based metal-organic framework (MOF, 1), possessing functional channels capable to accommodate and interact with antibiotics, which catalyze the selective hydrolysis of the penicillinic antibiotics amoxicillin and ceftriaxone. In particular, MOF 1 degrades, very efficiently, the four-membered beta-lactam ring of amoxicillin, acting as a beta-lactamase mimic, and expands the very limited number of MOFs capable to mimic catalytic enzymatic processes. Combined single-crystal X-ray diffraction (SCXRD) studies and density functional (DFT) calculations offer unique snapshots on the host-guest interactions established between amoxicillin and the functional channels of 1. This allows to propose a degradation mechanism based on the activation of a water molecule, promoted by a Zn-bridging hydroxyl group, concertedly to the nucleophilic attack to the carbonyl moiety and the cleaving of C-N bond of the lactam ring.

Palabras clave

AcidActive-siteAmoxicillinAnti-bacterial agentsAntibioticsAntiinfective agentBacterial infectionsBeta lactamBeta lactamaseBeta-lactamaseBeta-lactamasesBeta-lactamsBiodegradationBiomimeticsBiomimicryCatalyseCatalysisCatalyst activityChemistryComplexesCrystal-structureDegradationEnzymatic catalysisEnzymesEvolutionFunctional channelsLigandMetal organic frameworkMetal-organic frameworkMetal-organic frameworksMetalorganic frameworks (mofs)Metal–organic frameworkMoleculesPenicillin derivativePenicillinsProductsResistanceResistance mechanismsSingle crystalsZincΒ-lactam antibioticsΒ-lactamase

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Chemistry-A European Journal debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Organic Chemistry.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 2.65, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions Jul 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-07-05, el siguiente número de citas:

  • WoS: 4
  • Scopus: 3

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-07-05:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 10.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 10 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 15.85.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 12 (Altmetric).
  • El número de menciones en medios de comunicación: 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Italy.

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Leyva-Pérez, A.