Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-13T11:59:49Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7758959 bytes, checksum: db745d41b196978192ebc789e25f442b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T11:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7758959 bytes, checksum: db745d41b196978192ebc789e25f442b (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / The use of plants for medicinal purposes is one of the oldest forms of medical practice of mankind, emphasizing the alkaloids because they present rich structural and pharmacological properties extensive variety. The drug design is aided by computer based strategies based on linkers or target. When developing new compounds, the structure-based techniques, such as docking, can be applied to study of certain receptor and its corresponding ligand, evaluating bindingprotein interactions. Whereas in the ligand-based methods, a database of known ligands is used, looking for ways to evaluate parameters (molecular descriptors) that can assist in the development of compounds with higher power. This study aimed to perform in silico studies to investigate drug-target interactions with alkaloids derived from natural products and their analogues with relevant pharmacological activity. Different molecular descriptors and methodologies were used in the studies developed. In chapter 2, the interaction of alkaloid bisindolic caulerpine (CLP) was evaluated with the enzyme involved in Alzheimer's disease (AD) monoamine oxidase B (MAO-B), and a database with 109 analogs. It was possible to observe a chemical parameter of inhibition of PLC analogues where the replacement of the radicals must be asymmetric with different polarity. The studies based on the linker and the structure associated with the classification drug-like chemical skeleton suggest that the PLC has potential use in the treatment of AD. In chapter 3, 8 alkaloids isolated Cissampelos sympodialis and 101 derivatives, had their inhibitory potential against enzyme (BACE, GSK-3β and MAO-A) involved in degenerative diseases assessed by in silico methods. consensual analysis showed affinity alkaloids bisbenzilisoquinolinics by BACE, incluindos the roraimine natural alkaloids and simpodialine-β-N-oxide, supporting interest in investigating this skeleton as an antagonist of this enzyme. In Chapter 4 we evaluated the multi-target potential of 148 aphorphinics alkaloids Annonaceae against Leishmania donovani. Six were selected enzymes of this neglected disease for theoretical study, which was associated with experimental four alkaloids available data and integrating the bank, which had pIC50 value inferior to 5.26. The xyloguyelline alkaloid was named as a potential multi-agent target, demonstrating activity against 5 of 6 enzymes evaluated, likely to activity of over 60%. fragment descriptors were used to create model-based binder in a parallel approach with molecular docking to predict the cytotoxic and against topoisomerase II activity azaphenantrene alkaloids in chapter 5. The cytotoxic activity of this skeleton alkaloids are well described in the literature, molecules having activity against several tumor cell lines. The IMB 6 analog and 23 IMB showed interesting activity and selectivity, with MolDock energy similar to liriodenine composed characterized by potent anti-tumor action, but with high toxicity. Important structural information is provided by spectroscopy nuclear magnetic resonance (NMR), and Chapter 6 aimed to discuss the importance of this technique for generating molecular descriptors. Studies that applied successfully in drug design NMR descriptors assisted by computer are described and several QSAR and QSPR having as support data chemical shifts. / A utilização de plantas com fins medicinais é uma das mais antigas formas de prática medicinal da humanidade, enfatizando os alcaloides, por apresentarem rica variedade estrutural e extensa propriedade farmacológica. O desenho de drogas auxiliado pelo computador é fundamentado em estratégias baseadas nos ligantes ou no alvo. No desenvolvimento de novos compostos, técnicas baseadas na estrutura, como o docking, podem ser aplicadas no estudo de um determinado receptor e seu respectivo ligante, avaliando as interações ligante-proteína. Ao passo que nos métodos baseados no ligante, um banco de ligantes conhecidos é utilizado, buscando modos de avaliar parâmetros (descritores moleculares) que possam auxiliar no desenvolvimento de compostos com maior potência. Este estudo teve como objetivo realizar estudos in silico para investigar interações fármaco-alvo com alcaloides oriundos de produtos naturais, e respectivos análogos, com relevante atividade farmacológica. Diferentes descritores moleculares e metodologias foram utilizadas nos estudos desenvolvidos. No capítulo 2, foi avaliado a interação do alcaloide bisindolico caulerpina (CLP) com a enzima envolvida na doença de Alzheimer (DA) monoamina oxidase B (MAO-B), além de um banco com 109 análogos. Foi possível observar um parâmetro químico de inibição dos análogos da CLP, onde a substituição dos radicais deve ser assimétrica com polaridade distinta. Os estudos dos baseados no ligante e na estrutura, associado à classificação drug-like, sugerem que o esqueleto químico da CLP tem potencial uso no tratamento da DA. No capítulo 3, 8 alcaloides isolados de Cissampelos sympodialis e 101 derivados, tiveram seu potencial inibitório contra enzimas (BACE, GSK-3β e MAO-A) envolvidas em doenças degenerativas avaliado por metodologias in silico. Análise consensual demonstrou afinidade de alcaloides bisbenzilisoquinolínicos pela BACE, incluindos os alcaloides naturais roraimina e simpodialina- β-N-oxide, suportando interesse em investigar este esqueleto como antagonista desta enzima. No capítulo 4 foi avaliado o potencial multi-target de 148 alcaloides aporfinicos de Annonaceae contra Leishmania donovani. Foram utilizadas seis enzimas desta doença negligenciada para o estudo teórico, que foi associado com dados experimentais de quatro alcaloides disponíveis e que integram o banco, que apresentaram valor pIC50 inferior a 5.26. O alcaloide xyloguyellina foi apontado como potencial agente multitarget, demonstrando atividade contra 5 das 6 enzimas avaliadas, com probabilidade de atividade superior a 60%. Descritores de fragmento foram utilizados para criar modelo baseado no ligante em uma abordagem paralela com docking molecular, para predizer a atividade citotóxica e contra topoisomerase II de azafenantreno alcaloides, no capítulo 5. A atividade citotóxica deste esqueleto de alcaloides está bem descrita na literatura, com diversas moléculas apresentando atividade contra linhagens de células tumorais. Os análogos IMB 6 e IMB 23 apresentaram interessante atividade e com seletividade, apresentando energia MolDock similar à liriodenina, composto caracterizado por potente ação antitumoral, porém com elevada toxicidade. Importantes informações estruturais são fornecidas pela espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), sendo o capítulo 6 destinado a discorrer sobre a importância desta técnica para geração de descritores moleculares. Estudos que aplicaram com sucesso descritores RMN em design de drogas assistida pelo computador encontram-se descritos, além de diversos estudos de QSAR e QSPR tendo como amparo dados de deslocamentos químicos.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Xylopia nitida and Xylopia sericea are commonly known as âembira-brancaâ and âpimenta do sertÃoâ, respectively, belonging to Annonaceae family. The chromatographic analysis of X. nitida roots allowed isolation of a trachlyobane diterpene, ent-trachlyoban-18,19-diol and its acetylated product, ent-18,19-diacetoxy-trachylobane, a kaurene diterpene, ent-kaur-16-en-18,19-diol, two aporphinic alkaloids, 5,6,6a,7-tetrahydro-1-methoxy-(6aS)-4H-benzo[de][1,3]benzodioxolo[5,6-g]quinoline e xylopine, and a glucoside, named 1-O-ethyl-β-D-glucopiranose. Also using chromatographic analysis of X. sericea fruits were obtained a kaurane diterpene, kauran-16β-ol and a diterpenes mixture, ent-kaur-16-en-19-oic acid and beyer-15-19-oic acid. The structures of these compounds were elucidated by spectroscopic studies (IR, MS and NMR). In the second part of this work, has been showed the diffusion-ordered spectroscopy (DOSY) as a powerful tool in natural product mixture analysis. The assignment of NMR signals to specific components in a mixture is a challenging task. DOSY has provided important progress in this area, allowing the signals originating from individual components of different molecular sizes to be distinguished. However, when the sizes of the compounds are similar and/or the spectra are overlapped, signal assignment can easily become intractable. The use of a co-solute in a matrix-assisted DOSY (MAD) experiment can be a useful solution, improving diffusional (and sometimes spectral) resolution by exploiting selective binding to the matrix. The challenge is to apply MAD to molecules with high structural similarity, for example in natural product mixtures. Various surfactants, including SDS, AOT and CTAB have previously been shown to be effective in MAD analysis. Here we present an important addition, the Brij family of nonionic surfactants. We demonstrate the use of Brij micelles and other systems in mixed solvents with a variety of mixtures relevant to natural products. / Xylopia nitida e X. sericea, conhecidas popularmente como embira-branca e pimenta do sertÃo, respectivamente, sÃo espÃcies pertencentes à famÃlia Annonaceae. A anÃlise cromatogrÃfica dos extratos hexÃnico e etanÃlico das raÃzes de X. nitida possibilitou o isolamento de um diterpeno de esqueleto traquilobano, ent-traquiloban-18,19-diol e seu derivado acetilado, ent-18,19-diacetÃxi-traquilobano, um diterpeno de esqueleto caureno, ent-caur-16-en-18,19-diol, dois alcalÃides aporfÃnicos, 5,6,6a,7-tetraidro-1-metoxi-(6aS)-4H-benzo[de][1,3]benzodioxolo[5,6-g]quinolina e xylopina e um glicosÃdeo, 1-O-etil-β-D-glicopiranose, todos de carÃter inÃdito na literatura, exceto os dois Ãltimos. AtravÃs da anÃlise cromatogrÃfica do extrato hexÃnico dos frutos de X. sericea foi possÃvel obter um diterpeno de esqueleto caurano denominado cauran-16β-ol e uma mistura de diterpenos, Ãcido ent-caur-16-en-19-Ãico e Ãcido beier-15-en-19-Ãico. O isolamento dos constituintes quÃmicos presentes nos extratos da raiz e frutos de X. nitida e X. sericea, respectivamente, foi realizada por mÃtodos cromatogrÃficos convencionais e a determinaÃÃo estrutural das substÃncias isoladas foi realizada a partir de mÃtodos espectromÃtricos como: IV, EM, RMN 1H, 13C e DEPT 135 incluindo tÃcnicas bidimensionais como, COSY, HSQC e HMBC. A primeira parte deste trabalho relata o estudo quÃmico das raÃzes de X. nitida e dos frutos de X. sericea. A espectroscopia ordenada por difusÃo ou DOSY (Diffusion Ordered Spectroscopy) provà um meio para uma âseparaÃÃo virtualâ de compostos, atravÃs de um mapa bidimensional onde em um eixo temos o deslocamento quÃmico e em outro observamos o coeficiente de difusÃo (D) das molÃculas na mistura. A separaÃÃo de sinais somente à possÃvel quando espÃcies difundem a diferentes velocidades. Na quÃmica de produtos naturais, frequentemente nos deparamos com misturas de compostos quimicamente semelhantes e de tamanhos muito similares, o que torna limitado o experimento DOSY tradicional. Entretanto, o coeficiente de difusÃo das substÃncias pode ser modificado pela adiÃÃo de co-solutos e/ou co-solventes, surgindo a partir daà a espectroscopia ordenada por difusÃo assistida por matriz (matrix-assisted DOSY ou MAD). VÃrios surfactantes, incluindo SDS, AOT e CTAB tÃm se mostrado efetivos em anÃlises por MAD. Neste trabalho, experimentos MAD foram realizados com algumas misturas de produtos naturais com similaridades estruturais utilizando o Ãcido perfluoro-octanÃico (PFOA), polivinilpirrolidona (PVP) e os surfactantes Brij 78 e 98, que por sua vez, ainda nÃo haviam sido utilizados para esse propÃsito. NÃs tambÃm demonstramos a formaÃÃo de micelas de Brij 78 e 98 em misturas dos solventes DMSO-d6 e D2O.