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Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / BenzotiazÃis sÃo compostos com anel benzeno ligados ao anel tiazol, que apresentam atividade antitumoral significante. Devido à alteraÃÃo de ligaÃÃes quÃmicas de molÃculas ser um mÃtodo comum para desenho de fÃrmacos em quÃmica medicinal e uma tÃcnica Ãtil para o desenvolvimento de novos medicamentos, a sÃntese de BenzotiazÃis substituÃdos apresentou muita vantagem para o tratamento de tipos especÃficos de cÃncer. No presente estudo foi avaliado o potencial citotÃxico de quatro anÃlogos de benzotiazÃis substituÃdos frente a linhagens tumorais e nÃo tumorais. Os resultados demonstraram que todos os anÃlogos apresentaram atividade citotÃxica, porÃm o composto 1 (CI50 = 1,65ÂM) foi escolhido para dar continuidade aos ensaios por ser protÃtipo dos demais, e o composto 3 (CI50 = 1,01ÂM) foi escolhido por apresentar maior citotoxicidade quando comparado aos demais e ainda por apresentar uma seletividade para linhagem nÃo tumoral avaliada, cÃlulas mononucleadas do sangue perifÃrico humano (CMSPH). Foi entÃo realizada uma sÃrie de ensaios in vitro, onde se buscou esclarecer os efeitos envolvidos nessa atividade citotÃxica. A linhagem HL60 foi a escolhida para dar continuidade ao restante dos experimentos por ser a linhagem mais sensÃvel à exposiÃÃo dos compostos. Nos ensaios de viabilidade foi observado uma reduÃÃo no nÃmero de cÃlulas viÃveis jà na concentraÃÃo de 1ÂM para o composto 1 (56,54% cÃlulas viÃveis, p<0,001) e para o composto 3 (38,45% cÃlulas viÃveis, p<0,001). A morfologia das cÃlulas HL-60 avaliadas atravÃs do uso da coloraÃÃo May-GrÃnwald-Giemsa revelou morte celular com caracterÃsticas de apoptose que ainda foi confirmado com ensaio da coloraÃÃo diferencial de laranja de acridina e brometo de etÃdio (LA/BE), onde foi considerada estatisticamente significante a partir da concentraÃÃo de 2ÂM do composto 1, com 79,92% (p<0,001) de cÃlulas com caracterÃsticas de apoptose e para o composto 3 na concentraÃÃo de 1ÂM com 28,86% (P<0,001). Nos ensaios de citometria de fluxo foi revelado que, quando tratados com os compostos, as cÃlulas HL60 promoviam a externalizaÃÃo da fosfatidil serina no qual na concentraÃÃo de 1ÂM foi considerado estatisticamente significante para o composto 1 (12,38% de cÃlulas em apoptose, p<0,001) e para o composto 3 (42,67%, p<0,001). Foi obervado ainda que os compostos ativam caspase 8 (via extrÃnseca), com 21,78% (P<0,001) de cÃlulas em apoptose para o composto 1 (2ÂM) e 47,5% (p<0,001) para o composto 3 (1ÂM); ativaram tambÃm caspase 9 (intrÃnseca), com 17,10% (p<0,001) de cÃlulas em apoptose para o composto 1 (1ÂM) e 33,55% (p<0,001) para o composto 3 (1(P<0,001)M); e conseqÃentemente ativaram as caspases 3 e 7, envolvidas no processo final da morte celular por apoptose, com 30,05% (p<0,001) de cÃlulas em apoptose para o composto 1 (2ÂM) e 53,19% (p<0,001) para o composto 3 (1ÂM). Foi observada intensa fragmentaÃÃo de DNA em cÃlulas tratadas com ambos os compostos, onde jà na concentraÃÃo de 1ÂM foi observado 23,13% (p<0,001, composto 1) e 61,02% (p<0,001, composto 3) de DNA fragmentado. Os composto nÃo foram capazes de induzir a formaÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROs) e ou causar danos diretos ou indiretos à fita de DNA. Conclui se que ambos podem ser considerados como molÃculas com potencial citotÃxico, destacando o composto 3 por sua maior citotoxicidade e seletividade. E ainda, esses dados reforÃam a importÃncia de sintetizar e estudar anÃlogos sintÃticos com atividades cada vez mais seletivas para o tratamento do cÃncer. / Benzothiazole are compounds consisted of a benzene ring with a thiazole ring that present significant anticancer activity, especially the fenil substituted. Due to molecular modeling, a common method for drug design in medicinal chemistry and a useful technique for the development of new drugs, the substituted synthesis of Benzothiazole presented great advantage for the treatment of specific types of cancer. In the present study it was evaluated the cytotoxic potential of four of synthetic benzothiazole analogues with malignant and non malignant cell lines. The results demonstrated that all the tested analogues presented cytotoxic activity, however compound 1 (CI50 = 1,65ÂM) was chosen to give continuity to the assays because it is the prototype of the others, and compound 3 (CI50 = 1,01ÂM) was chosen due to its higher cytotoxicity compared to the others and for presenting a selectivity towards malignant cell line when compared to a non malignant cell line, peripheral mononuclear blood cells(PMBC). A series of assays was then carried out in vitro, where it aimed to clarify effects involved in this cytotoxic activity. The cell line HL60 was chosen to conduct the experiments for it was the most sensitive cell line to the exposure of compounds. In the viability assay a reduction in the number of viable cells was observed in the concentration of 1ÂM for compound 1 (56.54% viable cells, p < 0.001) and compound 3 (38.45% viable cells, p< 0.001). The morphology of HL-60 cells evaluated with the use of the May-GrÃnwald-Giemsa dye showed cellular death with characteristics of apoptosis which was further confirmed with the orange acridine and ethidium bromide differential count assay (LA/BE), where it was considered statistically significant from the concentration of 2ÂM for compound 1, with 79,92% (p< 0.001) of cells with characteristics of apoptosis and for compound 3 in the concentration of 1ÂM with 28,86% (P< 0.001). In the flow cytometry assays it was observed that, when treated with the tested compounds, HL60 cells promoted the externalizaÃÃo of phosphatidyl serine in which in the concentration of 1ÂM it was considered statistically significant for compound 1 (12.38% of cells in apoptosis, p< 0.001) and for compound 3 (42.67%, p< 0.001). It was observed that the compounds activated caspase 8 (Extrinsic pathway), with 21,78% (P< 0.001) of cells with characteristics of apoptosis for compound 1 (2ÂM) and 47.5% (p< 0.001) for compound 3 (1ÂM); they also activated caspase 9 (intrinsic pathway), with 17,10% (p< 0.001) of cells with characteristics of apoptosis for compound 1 (1ÂM) and 33.55% (p< 0.001) for compound 3 (1ÂM); consequently, it was activated caspases 3 and 7, involved in the final process of apoptosis, with 30,05% (p< 0.001) of cells with characteristics of apoptosis for compound 1 (2ÂM) and 53.19% (p< 0.001) for compound 3 (1ÂM). Intense DNA fragmentation was observed in cells treated with the tested compounds, where in the concentration of 1ÂM it was observed 23.13% (p 0.001<, composition 1) and 61.02% (p 0.001<, composition 3) of fragmented DNA. The compounds were not able to generate reactive oxygen species (ROS) and cause direct or indirect damage to the DNA strand. In conclusion, both tested compounds can be considered as molecules with cytotoxic potential, highlighting compound 3 for its slightly higher cytotoxicity and selectivity. These data strengthen the importance to synthesize and to study synthetic compounds with more selective activities for the treatment of cancer.

Thesis (Ph. D.)--Columbia University, 1929. / Vita. Bibliography: p. [38-39].

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, vários tipos de compostos foram testados com o objetivo de avaliar sua potencialidade para uso como inibidores de corrosão de armadura de aço carbono em concreto armado. Os aditivos testados foram benzoato de sódio, benzotriazol, carbonato de ítrio, polietilenoglicol, e hexametilenotetramina. Inicialmente foram realizados ensaios exploratórios para seleção dos candidatos potenciais entre os compostos testados com base na eficiência de inibição determinada por ensaios eletroquímicos, especificamente ensaios de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os ensaios eletroquímicos foram realizados em uma solução sintética composta por 0,01N de hidróxido de sódio (NaOH) mais 0,05N de hidróxido de potássio (KOH), para simular a composição da solução dentro dos poros no concreto. O aditivo que apresentou melhor potencialidade para uso como inibidor de corrosão foi o benzotriazol (BTA). Após eliminação dos compostos que apresentaram potencial de plicação, e seleção do candidato com maior eficiência de inibição no meio de estudo, o efeito da sua concentração na resistência à corrosão foi avaliado. Soluções de nitrito de sódio foram também usadas nas mesmas oncentrações que as adotadas para as de BTA para efeito de comparação. O nitrito de sódio é um inibidor de corrosão já estabelecido para reforços de aço carbono em concreto, mas este tem sido associado com efeitos tóxicos. O benzotriazol (BTA) foi associado com eficiências de inibição sempre superiores às do nitrito de sódio nas mesmas concentrações. Um filme escuro e aderente foi formado na superfície do aço durante períodos longos de imersão no meio alcalino contendo BTA. Os resultados apontaram para o alto potencial de aplicação do BTA como aditivo inibidor da corrosão do aço em estruturas de concreto armado, podendo vir a substituir o nitrito nestas aplicações. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanair Soares Vasconcelos.pdf: 2858178 bytes, checksum: 6b26a0905110117fcff488bcc6f386c1 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Malignant melanoma is one of the few cancers has been increasing in prevalence and mortality worldwide. It affects mainly white populations, however, all ethnic groups are affected to some extent. Increased understanding of the causes, progression, and in particular, genes that affect the development of cancer enable improvements in tools for detecting and treating cancer, however, despite significant advances in understanding the biology of melanoma, no changes in practices involved in both approaches and therapies to treat advanced disease. Thus, malignant melanoma has been intensively investigated due to its high metastatic potential. Many patients, when diagnosed with metastatic melanoma have already, which is the leading cause of death among them. This tumor is almost insensitive to standard regimens of chemotherapy, and the chemotherapeutic agents available are limited. Some mutations are known in cutaneous melanomas and N-Ras, Tp16 and Tp53, however, changes in B-Raf significantly exceed the frequency of the other mutations (40-50%). In this context, this project explored the possible mechanisms of action of the derivative benzotiazólico (E)-2-((2-(Benzo[d] thiazole-2-ila)hydrazono) methyl)-4-nitrophenol on cell viability, the activity clonogenic, motility and invasiveness in melanoma cell lines SK-Mel-19, SK-Mel-28 and SK-Mel-103 that have different characteristics from mutations in the genes responsible for the control of cellular homeostasis, as Tp53 and B-Raf. The results of tests performed showed an IC50 at 72hours between (4.87and>10 um) and a possible selective toxicity to the gene mutated B-Raf. Other tests showed induction of cell death by apoptosis, impaired motility and invasiveness of cells treated with SK-Mel benzotiazolic derivative (E)-2-((2-(Benzo[d]thiazole-2-Ila)hydrazono)methyl)-4-nitrophenol. The obtained results make this target compound for more research to use against cancer. / O melanoma maligno é um dos poucos cânceres que vem aumentando em prevalência, bem como taxa de mortalidade em todo o mundo. Afeta principalmente populações brancas, no entanto, todos os grupos étnicos são afetados em alguma proporção. Os avanços na compreensão das causas, progressão e, em particular, dos genes que afetam o desenvolvimento do câncer possibilitam melhorias nas ferramentas para a detecção e tratamento câncer, no entanto, apesar dos avanços significativos na compreensão da biologia do melanoma e das abordagens para tratar a doença em estágio avançado agora se voltarem para inibidores de genes envolvidos nessa doença, houve poucas mudanças aprovadas nas terapias utilizadas. Assim, o melanoma maligno vem sendo intensamente investigado devido ao seu elevado potencial metastático. Muitos pacientes, ao serem diagnosticados com melanoma já tem metástases, o que é a principal causa de morte entre eles. Este tipo de tumor é quase insensível ao regime padrão de quimioterapia, e os agentes quimioterapêuticos disponíveis são limitados. Algumas mutações são conhecidas nos melanomas cutâneos como N-Ras, Tp16 e Tp53, entretanto, mutações em B-Raf excedem significativamente a frequência de outras mutações (40-50%). Nesse contexto, tratamentos mais eficazes são necessários e na constante busca por novos compostos, os derivados benzotiazólicos mostram-se como uma importante alternativa, já que tem sido apontados como possíveis agentes antitumorais. Nesse sentido, este projeto explorou os possíveis mecanismos de ação do derivado benzotiazólico (E)-2-((2-(Benzo[d]tiazo-2-ila)hidrazono)metil)-4-nitrofenol sobre a viabilidade celular, a atividade clonogênica, a motilidade e a capacidade invasiva em linhagens celulares de melanoma SK-Mel-19, SK-Mel-28 e SK-Mel-103 que possuem diferentes características de mutações nos genes responsáveis pelo controle da homeostasia celular, como Tp53 e B-Raf. Os resultados dos ensaios executados revelaram um CI50 em 72 horas entre (4,87 e >10 μM) e uma possível toxicidade seletiva para o gene B-Raf mutado. Outros testes evidenciaram indução de morte celular por apoptose, diminuição da motilidade e da capacidade invasiva das células SK-Mel tratadas com derivado benzotiazólico (E)-2-((2-(Benzo[d]tiazo-2-ila)hidrazono)metil)-4-nitrofenol. Os resultados obtidos tornam este composto alvo de mais pesquisas para sua utilização contra o câncer.

Fireflies are beetles that generate yellow-green light when their luciferase enzyme activates and oxidizes its substrate, D-luciferin. This bioluminescent reaction is widely used as a sensitive reporter both in vitro and in vivo. However, the light-emitting chemistry is limited by the properties of the small molecule D-luciferin. Our lab has developed a panel of synthetic luciferin analogs that improve on the inherent characteristics of D-luciferin. My thesis work focuses on harnessing these novel substrates to further expand the utility and molecular understanding of firefly bioluminescence. The first part of my thesis focuses on using synthetic luciferins to improve bioluminescence imaging beyond what is possible with D-luciferin. Our substrates emit red-shifted light compared to D-luciferin, bringing the wavelength to a range that is more able to penetrate through tissue, but at a cost of lower signal intensity. I developed mutant luciferases that increase the maximal photon flux with the synthetic luciferins over what is achievable with the wild-type luciferase, and furthermore discriminate between substrates based on their chemical structures. Additionally, I have expanded the bioluminescence toolkit by harnessing the intrinsic properties of the luciferins to non-invasively and specifically assay the activity of a single enzyme (fatty acid amide hydrolase) in live mice. Therefore, my work presents an effective way to generally improve upon bioluminescent reporters, but also to measure the activity of a specific enzyme of interest in the context of a living organism. The second part of my thesis employs synthetic luciferins to more deeply probe the light-emitting chemistry of bioluminescence. Our synthetic substrates reveal latent luciferase activity from multiple luciferase homologs that are inactive with D-luciferin. These enzymes, the fatty acyl-CoA synthetases, are predicted to be luciferase’s evolutionary predecessors, but it was not clear how the light emitting chemistry originated. My work shows that the luciferase must activate the luciferin and provide oxygen access, but the light emitting chemistry is a fundamental property of that activated intermediate. In summary, the work described herein not only expands our understanding of firefly bioluminescence, but also broadens its practical applications to shine bioluminescent light on the dark corners of biology.

No / The 70 eV electron impact mass spectra of a wide range of 2-substituted benzazoles are reported and discussed. Particular attention is paid to the mechanistic significance and analytical utility of [M–H]+ and [M–X]+ signals in the spectra of benzazoles in which the 2-substituent contains a terminal aryl group with one or more substituents, X. Loss of H or X occurs preferentially from an ortho-position from ionized 2-benzylbenzimidazoles, 2-phenethylbenzimidazoles, 2-styrylbenzimidazoles, 2-styrylbenzoxazoles and 2-styrylbenzothiazoles. In the three styrylbenzazole series, the [M–H]+ and/or [M–X]+ signals dominate the spectra. This unusually facile loss of H or X may be attributed to a proximity effect, in which cyclization of the ionized molecule is followed by elimination of an ortho-substituent to give an exceptionally stable polycyclic ion. Formation of a new five- or six-membered ring by the proximity effect occurs rapidly; cyclization to a seven-membered ring takes place rather less readily; but formation of a ring with only four atoms or more than seven atoms is not observed to a significant extent. The proximity effect competes effectively with loss of a methyl radical by simple cleavage of an ethyl, isopropyl and even a t-butyl group in the pendant aromatic ring of ionized 2-(4-alkylstyryl) benzazoles.