Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3549.pdf: 14954889 bytes, checksum: bc938e517ca5db95a3d7b52d18aea9a8 (MD5) Previous issue date: 2011-03-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / Compounds of the pirrolbenzodiazepine (PBD) family are known for their promising antitumor activity. Among these, the hybrids, those that have a portion PDB a chain spacer and another functional group, such as the coumarins of this work, have been extensively explored. It is also known that these compounds bind to DNA, but there is no structural data showing how it occurs. To overcome this lack of information molecular docking calculations were performed to study the formation of complexes between these PBD-hybrids and DNA. The compounds were modeled and the coordinates of complexes DNA-receptors with different ligands were obtained from the Protein Data Bank. The redocking served to validate the conditions of the experiments and the scores were used as the parameter to evaluate the complexes formed. The analysis of the intermolecular interactions, an essential knowledge for understanding the obtained structures were analyzed using high-resolution molecular imaging. The results of the in silico experiments showed the formation of complexes in the mixed-mode with the PBD ligand moiety intercalating between the DNA bases and the coumarin portion occupying the minor groove, and a preference for intercalation between GG bases. Moreover, it is possible to postulate that the complex becomes an adduct with the formation of a covalent bond between the intercalated portion PBD and a nucleotide base G. Finally, a correlation between the docking results and the biological activities of the studied compounds was established. / Compostos da família das pirrolbenzodiazepinas (PBD) são conhecidos por apresentarem atividade antitumoral promissora. Dentre elas, as chamadas híbridas que possuem uma porção PDB uma cadeia espaçadora e outro grupo funcional, como as cumarinas deste trabalho, têm sido muito exploradas. Sabe-se que estes compostos se ligam ao DNA, mas não há dados estruturais mostrando como a ligação ocorre. Para suprir esta falta de informação foram realizados cálculos de docking molecular para estudar a formação de complexos entre estas PBDs híbridas e o DNA. Os compostos estudados foram modelados e as coordenadas de complexos DNA-receptores com diferentes ligantes foram obtidas do Protein Data Bank. O redocking serviu para validar as condições dos experimentos e os escores foram utilizados como parâmetro de avaliação dos complexos formados. A análise das interações intermoleculares, conhecimento essencial para o entendimento das estruturas obtidas, foi feita utilizando visualização molecular de alta resolução. Os resultados dos experimentos in silico mostraram a formação de complexos no modo de ligação misto, com os ligantes intercalando a porção PBD entre bases do DNA e a porção cumarina ocupando o sulco menor, mostrando ter preferência pela intercalação entre bases GG. Mais ainda, é possível postular que o complexo se torne um aduto com a formação de uma ligação covalente entre a porção PBD intercalada e uma base nucleotídica G. Finalmente foi estabelecida uma correlação entre os resultados do docking e as atividades biológicas dos compostos estudados.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-13T12:15:49Z No. of bitstreams: 1 arquuivototal.pdf: 3577415 bytes, checksum: 0e9d2a60e77718e50720d15b7cad6fb1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T12:15:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquuivototal.pdf: 3577415 bytes, checksum: 0e9d2a60e77718e50720d15b7cad6fb1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In recent decades fungal infections have increased, and their high rates of morbidity and mortality have brought them much attention. Immunocompromised patients are more susceptible to microorganism infections; in particular, fungal species of the genus Aspergillus spp. Among the current infectious filamentous fungi they have a rather high incidence. Antifungal treatments have been subjected to numerous studies, and the increasing number of resistant fungal species has been highlighted. Thus, we see the importance of seeking new, more effective, and less toxic therapeutic sources. The aim of this study was to evaluate the in vitro antifungal activity and structure activity relationships of coumarin compounds against Aspergillus species. For this the MIC of 24 coumarin compounds was determined and subsequent SAR studies were performed with computer software. 12 of the 24 tested coumarin derivatives have antifungal activity, with 5 has shown excelent activity. Thus two derivatives, 7-hydroxy-6-nitrocoumarin (Cou-UNO2), and 4-acetoxycoumarin (Cou-UMB16), with better MIC values were evaluated via inhibition of mycelial growth and conidial germination, and by mechanism of action testing. The products were evaluated in combination with antifungals standards. The results showed that 12 of the 24 tested coumarin derivatives have antifungal activity, with MIC values ranging from 1024-16μg/ml. SAR studies have showed that the presence of a short aliphatic chain, and/or electronegative groups like ring substituents are favorable for antifungal activity. The coumarin derivatives with better MIC values (16μg/ml); Cou-UNO2 and Cou-UMB16 were capable of inhibiting both the mycelial growth and conidial germination of Aspergillus spp. Their activity is on the structure of the fungal cell wall. Cou-NO2, in a sub-inhibitory concentration, enhanced the in vitro effects of azoles, and in combination with azoles (voriconazole and itraconazole) there was an additive effect. Cou-UMB16 in combination with azoles (voriconazole and itraconazole) had synergistic or additive effects depending on the strain used. Thus this study concludes that coumarin derivatives have antifungal activity against the species A. flavus and A. fumigatus. The coumarin Cou-UMB16 and Cou-UNO2 have able to inhibit the mycelial growth and conidio germination and that this activity is due to its action on the fungal cell wall and the presence of electronegative groups as substituents of the benzopyrone ring favors this activity. / As infecções fúngicas, nas últimas décadas, têm se destacado devido ao seu crescente aumento e suas elevadas taxas de morbidade e mortalidade. Pacientes imunocomprometidos são os que possuem maior susceptibilidade a estes micro-organismos. Dentre estas infecções fúngicas, as espécies pertencentes ao gênero Aspergillus spp. possuem alta incidência entre os fungos filamentosos. A terapêutica antifúngica tem sido alvo de numerosos estudos e nestes tem sido destacado o crescente aumento de espécies fúngicas resistentes. Dessa forma, destaca-se a importância da busca de novas fontes terapêuticas que se apresentem mais eficazes e com menos tóxicas ao hospedeiro. Assim o objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antifúngica in vitro e relação estrutura atividade (SAR) dos compostos cumarínicos frente às espécies do gênero Aspergillus. Para tal foi determinada a CIM de 24 compostos cumarínicos e posteriormente realizado estudos SAR com softwares computacionais. Dos 24 compostos ensaiados, 12 demonstraram possuir atividade antifúngica e 5 obtiveram forte atividade antifúngica. Destes derivados cumarínicos com forte atividade antifúngica, dois merecem destaque, 7-hidroxi-6-nitrocumarina (Cou-UNO2) e 4-acetóxicumarina (Cou-UMB16), com melhores valores de CIM, foram avaliados via testes de inibição do crescimento micelial, germinação dos conídios e testes de determinação do mecanismo de ação. Por fim os produtos foram avaliados em combinação com antifúngicos padrões. Os resultados demonstraram que 12 derivados cumarínicos dos 24 ensaiados possuem atividade antifúngica, com valores de CIMs variando entre 1024-16μg/mL. A SAR demonstra que a adição de grupos eletronegativos, como substituintes do anel benzopirona, favorece a atividade antifúngica destes compostos. Os derivados cumarínicos com melhores CIM (16μg/mL), 7-hidroxi-6-nitrocumarina (Cou-UNO2) e 4-acetóxicumarina (Cou-UMB16) foram capazes de inibir o crescimento micelial e a germinação dos conídios de Aspergillus spp. E estes possuem ação sobre a estrutura da parede celular fúngica. Em uma concentração subinibitória, Cou-UNO2 potencializou a ação in vitro dos derivados azólicos e em combinação com os derivados azólicos (voriconazol e itraconazol) observou-se um efeito aditivo. Já Cou-UMB16 em combinação com os derivados azólicos (voriconazol e itraconazol) obteve um efeito sinérgico a aditivo, dependendo da linhagem utilizada. Logo este estudo conclui que os derivados cumarínicos possuem atividade antifúngica contra as espécies de A. flavus e A. fumigatus. As cumarinas Cou-UNO2 e Cou-UMB16 foram capazes de inibir o crescimento micelial e a germinação dos conídios e que esta atividade seja devido a sua ação sobre a parede celular fúngica. E que esta atividade é favorecida pela presença de moléculas eletronegativas no anel básico da cumarina (1,2-benzopirona).

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Justicia pectoralis (Acanthaceae), conhecida popularmente como chambÃ, à uma erva empregada principalmente no tratamento da asma, sob a forma de preparaÃÃes caseiras ou de fitoterÃpicos em Programas Governamentais de Fitoterapia. AlÃm disso, essa espÃcie està na RelaÃÃo de Plantas Medicinais de Interesse para o SUS (Renisus). Pelo menos parte da atividade antiinflamatÃria e broncodilatadora, determinadas anteriormente, estÃo relacionadas à presenÃa de cumarina (CM) e umbeliferona (UMB), considerados princÃpios ativos/marcadores quÃmicos da planta. No sentido de inovar e agregar mais tecnologia aos fitoprodutos derivados de J. pectoralis, o presente estudo objetivou desenvolver o processo de obtenÃÃo da soluÃÃo extrativa (EPJP) e do extrato seco padronizados (ESPJP), bem como investigar o seu potencial farmacolÃgico prÃ-clinico. Foi desenvolvido e validado de acordo com a legislaÃÃo vigente um mÃtodo analÃtico por cromatografia lÃquida de alta eficiÃncia (CLAE â DAD) para determinaÃÃo do teor de CM e UMB em produtos derivados de chambÃ. As condiÃÃes para produÃÃo da droga vegetal em estufa com circulaÃÃo e renovaÃÃo de ar foram estabelecidas, assim como parÃmetros farmacognÃsticos da droga. O mÃtodo extrativo empregado (percolaÃÃo) foi avaliado quanto as influÃncias de variÃveis (tempo de maceraÃÃo, proporÃÃo droga:solvente e teor alcoÃlico do solvente extrator) por meio de um planejamento fatorial (2Â), no qual a proporÃÃo droga:solvente e do teor de etanol afetaram o rendimento de CM e UMB nos extratos produzidos. O extrato hidroalcoÃlico de chambà produzido sob condiÃÃo eleita (droga:solvente, 1:15; teor de etanol: 20 %; tempo de maceraÃÃo: 24 h) foi caracterizado fÃsico-quimicamente e submetido a secagem por spray dryer, empregando como excipiente diÃxido de silÃcio coloidal, sendo determinadas suas propriedades fÃsico-quÃmicas. A avaliaÃÃo toxicolÃgica in vitro do ESPJP (CM: 8,84 mg/g; UMB: 1,27 mg/g) mostrou a sua baixa citotoxicidade em neutrÃfilos humano, mensurada pela atividade da enzima lactato desidrogenase, alÃm de reduzir a liberaÃÃo de mieloperoxidase por eles. Ainda, o EPJP (100, 200 e 400 mg/Kg) reduziu em atà 38 % o edema de pata induzido por carragenina e 79,6 % a nocicepÃÃo induzida por capsaicina. Portanto, os resultados obtidos no presente estudo suportam o desenvolvimento de fitoterÃpicos padronizados a partir de J. pectoralis, espÃcie cujo extrato nÃo se mostrou citotÃxico e apresentou atividade antiinflamatÃria e antinociceptiva. / Justicia pectoralis (Acanthaceae), known as âchambÃâ, is an herb popularly used for the treatment of asthma. This species has been selected for the Phytotherapy Public Programs in Northeast and included in the National Medicinal Plants list of Interest to the Unified Health System. At least a part of the anti-inflammatory and bronchodilatador activities of J. pectoralis has been related to the presence of coumarin (CM) and umbelliferone (UMB), active principles / chemical markers. In order to innovate and aggregate more technology to the phytoproducts from J. pectoralis, the present work aimed to develop the best process to obtain the standardized extract (SEJP) and to investigate its pharmacological properties. It was developed and validated a high performance liquid chromatography method (HPLC â PDA) to determine the concentration of CM and UMB in extract from aerial parts from J. pectoralis. It was established the conditions to produce the drug in a dryer chamber with air circulation and renovation, as well as the pharmacognostic parameters of the product obtained. The influences of the extraction variables related to the extraction method (percolation: maceration time, drug:solvent proportion and alcoholic percentage in water) were evaluated by a factorial planning (2Â), on what the drug:solvent proportion and ethanol content affected the amount of CM and UMB in the extracts. The hydroalcoholic extract of âchambÃâ produced using the selected conditions (drug:solvent proportion 1:15; ethanol content: 20 %; maceration time: 24 h) was characterized physical-chemically and then submitted to spray drying (using colloidal silicon dioxide as adjuvant), being determinated its physical-chemical properties. The toxicological evaluation in vitro of dry extract (CM: 8,84 mg/g; UMB: 1,27 mg/g) showed low citotoxicity to human neutrophils, measured by the lactate dehydrogenase enzyme activity. The standardized extract (SE; 100, 200 and 400 mg/Kg) reduced around 38 % the paw edema induced by carrageenan in mice and also the release of MPO induced by PMA in human neutrophils. On the other hand, it did not interfere in the paw edema induced by dextan. The SE also reduced the nociception induced by capsaicin in mice, causing inhibition of until 79,6 %. In conclusion, the present study supports the development of standardized phytomedicine from J. pectoralis. The pharmacological evaluation of the SE from this plant demonstrated its low citotoxicity in human neutrophil, besides the anti-inflammatory and antinociceptive.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao arquivo - Mariana.pdf: 540089 bytes, checksum: 5343cfe8c00b56324e8aa56928e80786 (MD5) Previous issue date: 2011-05-31 / Mikania laevigata Sch.Bip. ex Baker., popularly known as guaco, is a Brazilian medicinal plant belonging to Asteraceae family and widely used in medicine to treat coughs and respiratory disorders. It presents bronchodilator and antiulcer activities among others. Coumarins, terpenes and organic acids are the main chemical constituents of this specie. In the literature no studies were found concerning the production of standardized dried extracts from this plant specie, therefore the aim of this study was the obtaining and the characterization of standardized dry extract of this plant specie. M. laevigata leaves were collected, dried and crushed, resulting in the plant drug. The hydroalcoholic extract was obtained by percolation of the drug plant and the extraction liquid used was ethanol 80% (v/v). After drying experiments were carried out in order to investigate the influences of the extract feed rate and the drying adjuvant ratio in the characteristics of the dried extracts obtained.-coumaric acid and coumarin were used as chemical markers and were quantified by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) in all stages of the process. An analytical method was validated following the criteria proposed by the Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), proving to be selective, linear, precise, accurate, sensitive and robust. In the characterization of plant drug the volatile content obtained was 9.00 ± 1.75%, the coumarin content was 0.72 ± 0.02% and the acid -coumaric content was 0.13 ± 0.005%. The average particle size was 444.823 m and swelling index was 3.2 in ethanol 80%, 4.27 in ethanol 50% and 10.13 in water. The hydroalcoholic extract presented a density of 0.9256 ± 0.0006 g / mL, total solids content of 5.18 ± 0.21%, pH 6.1 ± 0.00, alcohol content of 56% and viscosity of 5.57 mPas. The drying yields ranged from 11.35 to 54.11%, and all dried products presented volatiles content and water activity below 5% and 0.5, respectively. The selected condition to be used to obtain standardized dried extracts of M. laevigata was that performed with a smaller proportion of colloidal silicon dioxide (15%) and increased extract feed rate (6mL/min), in which levels were obtained coumarin and -coumaric acid content of 1.83 ± 0.004% and 0.80 ± 0.012%, respectively. The dry extract obtained in these conditions showed spherical particles and their antiulcer activity in the model of indomethacin induced ulcers was demonstrated, suggesting a gastroprotective effect of this extract. Comparison of powder, hydroalcoholic and dry extract chromatographic (TLC and HPLC) show that the hydroalcoholic extraction was suitable for the extraction of coumarin and -coumaric acid and the drying process did not cause changes in the chemical profile of the extract in relation to these substances. Thus, the production of dried extracts by spray drying from the leaves of M. laevigata can be an interesting and promising alternative for obtaining such an intermediate product. / Mikania laevigata Sch.Bip. ex Baker., conhecida popularmente como guaco, é uma planta medicinal brasileira, pertencente à família Asteraceae, muito utilizada em medicamentos para tratar a tosse e distúrbios respiratórios. Apresenta atividades broncodilatadora, antiulcerogênica entre outras. Cumarinas, terpenos e ácidos orgânicos são os principais constituintes químicos desta espécie. Na literatura pesquisada não foram encontrados trabalhos abordando a produção de extratos secos padronizados de guaco, por isso o objetivo deste trabalho foi a obtenção e a caracterização do extrato seco padronizado desta espécie vegetal. As folhas de guaco foram coletadas, secas em estufa e trituradas, obtendo-se a droga vegetal. O extrato hidroalcoólico foi obtido através da percolação da droga vegetal utilizando como líquido extrator etanol 80%(v/v). Em seguida foram realizados diversos experimentos de secagem por spray drying com o intuito de investigar as influências da vazão de alimentação do extrato e da proporção de diferentes adjuvantes de secagem nas características dos extratos secos obtidos. A cumarina e o ácido -cumárico foram utilizados como marcadores químicos e foram quantificados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) em todas as etapas do processo. Foi validado um método analítico seguindo os critérios propostos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), o qual foi seletivo, linear, preciso, exato, sensível e robusto. Na caracterização da droga vegetal o teor de voláteis obtido foi de 9,00 ± 1,75%, o teor de cumarina foi de 0,72 ± 0,02% e o teor de ácido -cumárico foi de 0,13 ± 0,005%. O tamanho médio de partículas foi de 444,823 μm e o índice de intumescência foi de 3,2 em etanol 80%, 4,27 em etanol 50% e 10,13 em água. O extrato hidroalcoólico apresentou densidade 0,9256 ± 0,0006 g/mL, teor de sólidos totais de 5,18 ± 0,21%, pH 6,1 ± 0,00, teor alcoólico de 56% e viscosidade de 5,57 mPas. Os rendimentos de secagem variaram de 11,35 a 54,11%, sendo que em todos os produtos secos, foram observados teores de voláteis e atividade de água abaixo de 5% e 0,5, respectivamente. A condição selecionada para ser empregada na obtenção de extratos secos padronizados de guaco foi aquela realizada com menor proporção de dióxido de silício coloidal (15%), maior vazão de alimentação do extrato (6mL/min), na qual obteve-se teores de cumarina e ácido cumárico de 1,83 ± 0,004 e 0,80 ± 0,012, respectivamente. O extrato seco obtido nestas condições apresentou partículas esféricas e a sua atividade antiulcerogênica no modelo de úlceras induzidas por indometacina foi demonstrada, sugerindo-se um efeito gastroprotetor. O perfil cromatográfico (CCD e CLAE) do pó, do extrato hidroalcoólico e do extrato seco demonstrou que a extração hidroalcoólica foi adequada para a extração de cumarina e ácido-cumárico e o processo de secagem não ocasionou alterações no perfil químico do extrato em relação a estas substâncias. Dessa forma, a produção de extratos secos por spray drying a partir das folhas de M. laevigata pode ser uma alternativa interessante e promissora para a obtenção desse produto intermediário.

Os neutrófilos são os leucócitos mais abundantes na circulação sanguínea, sendo recrutados rapidamente para os locais de infecção e inflamação. Em condições fisiológicas, os neutrófilos circulantes possuem tempo de vida curto, de cerca de 6 a 8 horas, mas a sua sobrevida pode aumentar em condições inflamatórias. O papel dos neutrófilos em diversas doenças foi negligenciado por muito tempo, em parte devido àsdificuldades em seu estudo e manipulação, pois os mesmos são facilmente ativados e difíceis de serem mantidos em cultura. Nos últimos anos, o advento de novas técnicas e o aprimoramento de condições laboratoriais têm possibilitado uma investigação mais ampla da fisiopatologia dos neutrófilos e revelado a diversidade de funções e interações dessas células. Para dar continuidade aos estudos visando o entendimento de como as funções efetoras dos neutrófilos podem ser moduladas por produtos naturais e sintéticos, e a aplicação desse conhecimento no tratamento de patologias nas quais tais leucócitos participam, o presente trabalho estabeleceu, primeiramente, as condições experimentais para a cultura de neutrófilos humanos. As células mantiveram-se viáveis e em estado de repouso por até 24 horas, tanto em solução balanceada de Hank\'s quanto em meio RPMI. A funcionalidade dos neutrófilos foi avaliada através da sua capacidade de produzir espécies reativas de oxigênio (ERO), medida por quimioluminescência dependente de luminol (QLlum). Diferentemente do meio RPMI, a solução balanceada de Hank\'s não interferiu no ensaio de QLlum, possibilitando a análise da funcionalidade das células. Durante o período de cultura celular de 24 horas, os neutrófilos mantiveram a sua capacidade de produzir ERO em quantidades suficientes para serem detectadas e permitirem a avaliação do efeito inibitório de substâncias antioxidantes. Em seguida, este trabalho avaliou o efeito de dois antioxidantes - a 3-fenilcumarina 6,7-diidroxi-3-(3\',4\'-metilenodioxifenil)-cumarina (C13) e o flavonol galangina - na produção de ERO pelos neutrófilos. Ambas as substâncias inibiram esta função efetora dos neutrófilos durante todo o período de cultura analisado, indicando que as mesmas não foram degradadas a ponto de perderem a sua atividade antioxidante. As condições de cultura padronizadas possibilitaram também a avaliação do efeito da galangina e da C13 na viabilidade celular. Na maior concentração analisada (20 ?M), ambas as substâncias não alteraram a porcentagem de células viáveis (aproximadamente 80%), mas modularam os estágios de sobrevivência dos neutrófilos, reduzindo a porcentagem de células em apoptose e aumentando a porcentagem de células em necrose, principalmente após 18 horas de cultura. Portanto, a solução balanceada de Hank´s é adequada para manter neutrófilos humanos em cultura por até 24 horas, possibilitando a avaliação do efeito de substâncias antioxidantes na produção de ERO por estas células e na sua viabilidade. / Neutrophils are the most abundant leukocytes in blood, which are rapidly recruited to sites of infection and inflammation. Circulating neutrophils have a short lifetime of about 6 to 8 hours under physiological conditions, but their survival can be increased under inflammatory conditions. The role that neutrophils play in various diseases was long neglected, partially due to the difficulties to study and manipulate these cells, which are easy to activate and hard to maintain in culture. In recent years, the development of new techniques and improvement of laboratory conditions have broadened the investigation of neutrophil physiopathology and revealed the variety of functions and interactions of these cells. To continue the studies to understand how the effector functions of neutrophils can be modulated by natural and synthetic products, and to apply such knowledge to treat diseases in which these leukocytes participate, the first part of the present work established the experimental conditions to culture human neutrophils. Cells cultured in either Hank\'s balanced solution or RPMI medium remained viable and in the resting state for up to 24 hours. Neutrophil functionality was evaluated through its ability to produce reactive oxygen species (ROS), assessed by the luminol-enhanced chemiluminescence assay (CL-lum). In contrast to RPMI medium, Hank\'s balanced solution did not interfere in the CL-lum assay and thereby allowed analysis of neutrophil functionality. During the 24-hour cell culture period, neutrophils maintained their capacity to produce ROS in detectable amounts that were sufficient to assess the inhibitory effect of antioxidant compounds. Next, this work examined the effect of two antioxidants - the 3-phenylcoumarin 6,7-dihydroxy-3-[3\',4\'-methylenedioxyphenyl]-coumarin (C13) and the flavonol galangin - on ROS production by neutrophils. Both compounds suppressed this effector function of neutrophils during the whole culture period studied, indicating that they were not degraded to the point of losing their antioxidant activity. The standardized culture conditions also allowed assessing whether galangin and C13 affected cell viability. At the highest concentration tested (20 ?M), both compounds did not alter the cell viability percentage (around 80%) but modulated the neutrophil survival stages by reducing the percentage of apoptotic cells and increasing the percentage of necrotic cells, particularly after 18 hours of culture. Therefore, Hank\'s balanced solution is suitable to culture human neutrophils for up to 24 hours, and enables to assess the effect of antioxidant compounds on neutrophil ROS production and viability.

This report details the activities and inhibition of metal-substituted human carbonic anhydrase II (M-HCA-II). The traditional activities (hydrolysis of CO2 and para-nitrophenol acetate) in addition to new activities (oxidation of 2-aminophenol, disproportionation of H2O2, and disproportionation of superoxide) were investigated. Values reported for the relative hydrolytic activities of M-HCA-IIs are reported here for the first time, ranging from 47.5 % (plus or minus 0.6) to 86 % (plus or minus 4) for the hydrolysis of CO2 and from 0.299 % (plus or minus 0.012) to 4.72 % (plus or minus 0.015) for the hydrolysis of para-nitrophenol acetate. With respect to new activities, only the oxidation of 2-aminophenol was observed. Turnover was observed for Fe-HCA-II (kcat/KM = 3.6 plus or minus 1.3 mM-1 s-1) and Cu-HCA-II (kcat/KM = 8 plus or minus 2 mM-1 s-1). Inhibition of Zn-, (di-substituted) Cu2-, and Cu/Zn-HCA-II hydrolysis of CO2 and para-nitrophenol acetate by sulfanilamide, coumarin, and ortho-coumaric acid were investigated. Sulfanilamide was shown to inhibit: Zn-HCA-II, Cu2-HCA-II, and Cu/Zn-HCA-II - (with CO2) KM = 8.9 plus or minus 1.1 microM, 11 plus or minus 2 microM, 8.8 plus or minus 1.4 microM and (with p-nitrophenyl acetate) KM = 8.4 plus or minus 1.0 microM, (none), 8.4 plus or minus 1.4 microM, respectively. No inhibition was observed for coumarin or ortho-coumaric acid or its derivatives for any CAs studied.

Os neutrófilos são os leucócitos circulantes mais abundantes. Apesar de serem importantes no combate às infecções, o intenso recrutamento e a consequente ativação dessas células levam à liberação de mediadores inflamatórios que estão relacionados com o agravamento do quadro clínico de inúmeras doenças. Dessa forma, nos últimos anos tem-se intensificado a procura por substâncias terapêuticas que minimizem os danos teciduais ocasionados pela infiltração neutrofílica. Estudos prévios do grupo de pesquisa mostraram que as 3-fenilcumarinas, que constituem uma classe de produtos naturais de origem vegetal, são substâncias promissoras como moduladores do metabolismo oxidativo de neutrófilos. Em continuidade a essas investigações, o derivado sintético 3-fenilcumarínico 6,7-diidroxi-3-[3\',4\'- metilenodioxifenil]-cumarina (C13) foi selecionado, por apresentar o grupo substituinte ortodiidroxi nas posições C-6 e C-7 do esqueleto cumarínico e a metilenodioxila ligada ao anel fenílico, no intuito de avaliar o seu efeito nas demais funções efetoras dos neutrófilos, como também em um modelo animal de inflamação articular. Foi avaliado o efeito modulatório in vitro da C13 sobre a quimiotaxia, a produção de ERO e interação com o sítio ativo da mieloperoxidase (MPO), a fagocitose de imunocomplexos (IC), a desgranulação da enzima elastase, a atividade microbicida sobre Candida albicans, a mobilização e o influxo de cálcio, a polimerização do citoesqueleto, e a formação e liberação das NETs em neutrófilos humanos. A C13 inibiu, de forma dependente da concentração, o metabolismo oxidativo de neutrófilos estimulados via receptores de IgG (Fc?R) e/ou de complemento (CR), utilizando-se diferentes tipos de IC e foi capaz de interagir com o sítio ativo da MPO. Nas concentrações próximas da necessária para inibir 50% do metabolismo oxidativo (~ 2µmol/L), a C13 não interferiu nas demais funções efetoras dos neutrófilos avaliadas. No entanto, na maior concentração avaliada (20 µmol/L), a C13 inibiu cerca de: 30% da capacidade das células de migrar a favor dos agentes quimiotáticos n-formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP) e leucotrieno B4; 70% da fagocitose de IC mediada por CR; 40% e 80% da desgranulação estimulada por fMLP e IC imobilizados, respectivamente; 50% do processo de formação e liberação das NETs. Esta concentração de C13 também interferiu na polimerização do citoesqueleto de actina, mas não inibiu: a quimiotaxia de neutrófilos frente à interleucina (IL) 8; a capacidade fagocítica de IC estimulada via Fc?R e Fc?R+CR; e a atividade microbicida sobre C. albicans. Na segunda parte deste trabalho, foi avaliada a toxicidade da C13 sobre neutrófilos mantidos em condições de cultura celular por 6 e 12 h. Nos períodos avaliados, essa substância não alterou a viabilidade dos neutrófilos. Por último, a C13 foi incorporada em vesículas lipossomais e sua atividade biológica foi avaliada em ratos Wistar com inflamação articular induzida por zimosan. O tratamento dos animais com a C13 lipossomal (1mg/Kg) reduziu a formação do edema e a infiltração de leucócitos e neutrófilos na sinóvia inflamada, mas não alterou a concentração sinovial das citocinas inflamatórias fator de necrose tumoral ?, IL-1? e IL-6. Portanto, o derivado 3-fenilcumarínico C13 pode servir de protótipo para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos com aplicação no tratamento de doenças onde há intensa participação dos neutrófilos. / Neutrophils are the most abundant circulating leukocytes. Although neutrophils are important to fight against infections, the massive recruitment and consequent activation of these cells result in the release of inflammatory mediators that are associated with worsening of the clinical condition in many diseases. In this sense, the search for new therapeutic compounds that minimize tissue damage caused by neutrophil infiltration has been intensified in the past few years. Previous studies have demonstrated that 3-phenylcoumarins, a class of plantderived natural compounds, are promising modulators of neutrophil oxidative metabolism. To continue these investigations, we selected the 3-phenylcoumarin derivative 6,7-dihydroxy-3- [3?,4?-methylenedioxyphenyl]-coumarin (C13), bearing the 6,7-dihydroxyl and the 3?,4?- methylenedioxyl groups, to further assess its effects on the other effector functions of neutrophils, as well as on in an animal model of articular inflammation. We examined the in vitro modulator effect of C13 on the human neutrophil chemotaxis, production of ROS and interaction with active site of myeloperoxidase (MPO), phagocytosis of immune complexes (IC), degranulation, killing of Candida albicans, calcium mobilization and influx, cytoskeleton polymerization, and the formation and release of NETs. C13 inhibited, in a concentration-dependent manner, the neutrophil ROS generation elicited via IgG (Fc?R) and/ or complement (CR) receptors using different types of IC and it interacted with active site of MPO. At concentrations near to that required to suppress the ROS production by 50% (~ 2µmol/L), C13 did not modulate the other neutrophil effector functions assessed. However, at the highest concentration tested (20 µmol/L), C13 inhibited nearly: 30% of the cell ability to migrate towards n-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP) and leukotriene B4; 70% of CR-mediated phagocytosis of IC; 40% and 80% of cell degranulation triggered by fMLP and immobilized IC, respectively; and 50% of the NETs formation and release process. Such C13 concentration also interfered in the actin cytoskeleton polymerization, but it did not suppress the neutrophil: chemotaxis towards interleukin (IL) 8; capacity to phagocytose IC elicited via Fc?R and Fc?R+CR; and killing of C. albicans. In the second part of this study, we examined whether C13 was toxic towards neutrophils maintained in culture for 6 and 12 h. At the time points assessed, this compound did not change the viability of neutrophils. Finally, we incorporated C13 into liposomes and examined its biological activity in Wistar rats of zymosan-induced articular inflammation. Treatment of animals with liposomal C13 reduced edema formation, and leukocyte and neutrophil infiltration in the inflamed synovia, but it did not change the synovial concentration of the inflammatory cytokines tumor necrosis factor ?, IL-1?, and IL-6. Therefore, the 3-phenylcoumarin derivative C13 can be a prototype for the development of novel therapeutic agents to be used in the treatment of diseases where neutrophils have intense participation.

Os neutrófilos são os leucócitos circulantes mais abundantes. Apesar de serem importantes no combate às infecções, o intenso recrutamento e a consequente ativação dessas células levam à liberação de mediadores inflamatórios que estão relacionados com o agravamento do quadro clínico de inúmeras doenças. Dessa forma, nos últimos anos tem-se intensificado a procura por substâncias terapêuticas que minimizem os danos teciduais ocasionados pela infiltração neutrofílica. Estudos prévios do grupo de pesquisa mostraram que as 3-fenilcumarinas, que constituem uma classe de produtos naturais de origem vegetal, são substâncias promissoras como moduladores do metabolismo oxidativo de neutrófilos. Em continuidade a essas investigações, o derivado sintético 3-fenilcumarínico 6,7-diidroxi-3-[3\',4\'- metilenodioxifenil]-cumarina (C13) foi selecionado, por apresentar o grupo substituinte ortodiidroxi nas posições C-6 e C-7 do esqueleto cumarínico e a metilenodioxila ligada ao anel fenílico, no intuito de avaliar o seu efeito nas demais funções efetoras dos neutrófilos, como também em um modelo animal de inflamação articular. Foi avaliado o efeito modulatório in vitro da C13 sobre a quimiotaxia, a produção de ERO e interação com o sítio ativo da mieloperoxidase (MPO), a fagocitose de imunocomplexos (IC), a desgranulação da enzima elastase, a atividade microbicida sobre Candida albicans, a mobilização e o influxo de cálcio, a polimerização do citoesqueleto, e a formação e liberação das NETs em neutrófilos humanos. A C13 inibiu, de forma dependente da concentração, o metabolismo oxidativo de neutrófilos estimulados via receptores de IgG (Fc?R) e/ou de complemento (CR), utilizando-se diferentes tipos de IC e foi capaz de interagir com o sítio ativo da MPO. Nas concentrações próximas da necessária para inibir 50% do metabolismo oxidativo (~ 2µmol/L), a C13 não interferiu nas demais funções efetoras dos neutrófilos avaliadas. No entanto, na maior concentração avaliada (20 µmol/L), a C13 inibiu cerca de: 30% da capacidade das células de migrar a favor dos agentes quimiotáticos n-formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP) e leucotrieno B4; 70% da fagocitose de IC mediada por CR; 40% e 80% da desgranulação estimulada por fMLP e IC imobilizados, respectivamente; 50% do processo de formação e liberação das NETs. Esta concentração de C13 também interferiu na polimerização do citoesqueleto de actina, mas não inibiu: a quimiotaxia de neutrófilos frente à interleucina (IL) 8; a capacidade fagocítica de IC estimulada via Fc?R e Fc?R+CR; e a atividade microbicida sobre C. albicans. Na segunda parte deste trabalho, foi avaliada a toxicidade da C13 sobre neutrófilos mantidos em condições de cultura celular por 6 e 12 h. Nos períodos avaliados, essa substância não alterou a viabilidade dos neutrófilos. Por último, a C13 foi incorporada em vesículas lipossomais e sua atividade biológica foi avaliada em ratos Wistar com inflamação articular induzida por zimosan. O tratamento dos animais com a C13 lipossomal (1mg/Kg) reduziu a formação do edema e a infiltração de leucócitos e neutrófilos na sinóvia inflamada, mas não alterou a concentração sinovial das citocinas inflamatórias fator de necrose tumoral ?, IL-1? e IL-6. Portanto, o derivado 3-fenilcumarínico C13 pode servir de protótipo para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos com aplicação no tratamento de doenças onde há intensa participação dos neutrófilos. / Neutrophils are the most abundant circulating leukocytes. Although neutrophils are important to fight against infections, the massive recruitment and consequent activation of these cells result in the release of inflammatory mediators that are associated with worsening of the clinical condition in many diseases. In this sense, the search for new therapeutic compounds that minimize tissue damage caused by neutrophil infiltration has been intensified in the past few years. Previous studies have demonstrated that 3-phenylcoumarins, a class of plantderived natural compounds, are promising modulators of neutrophil oxidative metabolism. To continue these investigations, we selected the 3-phenylcoumarin derivative 6,7-dihydroxy-3- [3?,4?-methylenedioxyphenyl]-coumarin (C13), bearing the 6,7-dihydroxyl and the 3?,4?- methylenedioxyl groups, to further assess its effects on the other effector functions of neutrophils, as well as on in an animal model of articular inflammation. We examined the in vitro modulator effect of C13 on the human neutrophil chemotaxis, production of ROS and interaction with active site of myeloperoxidase (MPO), phagocytosis of immune complexes (IC), degranulation, killing of Candida albicans, calcium mobilization and influx, cytoskeleton polymerization, and the formation and release of NETs. C13 inhibited, in a concentration-dependent manner, the neutrophil ROS generation elicited via IgG (Fc?R) and/ or complement (CR) receptors using different types of IC and it interacted with active site of MPO. At concentrations near to that required to suppress the ROS production by 50% (~ 2µmol/L), C13 did not modulate the other neutrophil effector functions assessed. However, at the highest concentration tested (20 µmol/L), C13 inhibited nearly: 30% of the cell ability to migrate towards n-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP) and leukotriene B4; 70% of CR-mediated phagocytosis of IC; 40% and 80% of cell degranulation triggered by fMLP and immobilized IC, respectively; and 50% of the NETs formation and release process. Such C13 concentration also interfered in the actin cytoskeleton polymerization, but it did not suppress the neutrophil: chemotaxis towards interleukin (IL) 8; capacity to phagocytose IC elicited via Fc?R and Fc?R+CR; and killing of C. albicans. In the second part of this study, we examined whether C13 was toxic towards neutrophils maintained in culture for 6 and 12 h. At the time points assessed, this compound did not change the viability of neutrophils. Finally, we incorporated C13 into liposomes and examined its biological activity in Wistar rats of zymosan-induced articular inflammation. Treatment of animals with liposomal C13 reduced edema formation, and leukocyte and neutrophil infiltration in the inflamed synovia, but it did not change the synovial concentration of the inflammatory cytokines tumor necrosis factor ?, IL-1?, and IL-6. Therefore, the 3-phenylcoumarin derivative C13 can be a prototype for the development of novel therapeutic agents to be used in the treatment of diseases where neutrophils have intense participation.

Ce travail a pour objectif de mettre au point un procédé d’oligomérisation de rutine et d’esculine par la laccase de Trametes versicolor. Un procédé de synthèse en parallèle et d’analyse en ligne par SEC-UV et par MALDI-TOF a été mis au point. L’analyse par MALDI-TOF a révélé la formation d’un simple pontage, allant jusqu’au degré d’oligomérisation 6 pour la rutine et 9 pour l’esculine. Un pontage par liaison éther a été observé par FTIR dans le cas des oligorutines. L’analyse par RMN a démontré la mise en place de liaisons tant C-C que C-O localisées sur la partie phénolique et la partie sucre des monomères. De faibles pH et températures favorisent l’allongement de la chaîne, alors que l’augmentation de la constante diélectrique du solvant ou de la température augmente la production des oligomères de rutine. La limitation de la masse de ces oligomères serait due à une inhibition de l’enzyme, provoquée par les capacités chélatantes des oligomères. Une diminution du pouvoir antioxydant et une augmentation du pouvoir inhibiteur de la xanthine oxydase ont pu être observées lors de l’accroissement de la masse des oligomères de rutine. Ces deux activités sont améliorées lors de l’accroissement de la masse des oligomères d’esculine. Pour ces deux types d’oligomères, la solubilité dans l’eau est fortement accrue. Dans le cas des oligorutines, cette forte augmentation a été corrélée à la mise en place d’un réseau dense de liaisons hydrogène observé par modélisation moléculaire. Globalement, l’approche par modélisation moléculaire dans le vide et dans le solvant a permis de dégager des relations structure-activité, reliant notamment le nombre de liaisons hydrogène à la solubilité / The aim of this work is the elaboration of rutin and esculin oligomerization process by the laccase from Trametes versicolor. A parallel synthesis process and on-line analysis of reaction media by SEC-UV and MALDI-TOF have been elaborated. The MALDI-TOF analysis has revealed the formation of simple bridges between rutin and esculin units, up to degree of oligomerization of 6 and 9 respectively. An ether bond has been observed by FTIR spectrometry for the rutin oligomers. Finally, the NMR analysis has revealed the formation of C-C and C-O bridges both on phenolic and the sugar parts of the flavonoids. At low pH and temperature, the elongation of the chain is favored, whereas increasing the dielectric constant of the solvent or the temperature favors the production of rutin oligomers. The limitation of oligomers mass is explained by the inhibition of the enzyme, probably due to the highest chelation properties of oligomers. In the case of oligorutin, a decrease of antiradical activity and an increase of xanthine oxidase inhibitory activity have been observed when the oligomers molecular mass increases. In the case of esculin oligomers, these two activities increase with the increase of the oligomers mass. For these two types of oligomers, the water solubility is considerably increased. For the oligorutins, this augmentation has been correlated to a dense network of H-bonds, which has been demonstrated by molecular modeling. Globally, the molecular modeling approach in vacuum and in solvent has allowed to establish structure-activity relationship

La synthèse contrôlée par la cible sous contrôle cinétique (Kinetic Target-Guided Synthesis, KTGS) est une approche relativement peu explorée, alternative à la chimie combinatoire traditionnelle,dans laquelle la protéine cible participe à la synthèse du ou de ses propres ligands. Ainsi, les travaux présentés dans la première partie de cette thèse ont pour principal objectif d'élargir l'éventail des réactions actuellement disponibles en KTGS grâce à la réaction d'aldolisation voire d'amidation, et ce en utilisant la β-sécrétase (BACE-1) comme cible biologique, qui est une enzyme étroitement impliquée dans la maladie d'Alzheimer. La seconde partie de cette thèse a été consacrée à la synthèse de marqueurs de masse fluorescents bioconjugables basés sur l'association d'un noyau coumarinique et d'une fonction phosphonium. Les deux générations présentées dans ce manuscrit ont entre autre permis de synthétiser une sonde FRET permettant de détecter l'activité enzymatique de la BACE-1, qui pourrait par ailleurs être un outil intéressant pour l'analyse des bruts réactionnels des réactions de click in situ,et diminuer les quantités d'enzyme engagées dans ces expériences. Enfin dans la dernière partie de cette thèse nous décrivons la mise au point de nouvelles réactions de conjugaison bio-orthogonale pour le marquage de molécules comportant une fonction aldéhyde. Nous avons ainsi développé d'une part une réaction trois composants via une séquence de condensation/Mannich/lactamisation et d'autre part une réaction d'oléfination de Wittig. / The kinetic target-guided synthesis (KTGS), is an underexplored alternative approach to combinatorial chemistry, in which the biological target is able to assemble its own inhibitors from a pool of fragments. Thus, the first part of this thesis aimed at extending the scope of the reactions available for the KTGS, by investigating the aldolisation and amidation reaction, using the β-secretase (BACE-1) as biological target, which is an enzyme narrowly involved in the Alzheimer's disease. The second part of this thesis was dedicated to the synthesis of bioconjagatable fluorophores containing a phosphonium group as mass tag associated to a coumarin core. Both generations presented in this manuscript allowed us, among other things, to synthesize a FRET probe that proved suitable for the determination of BACE-1 enzymatic activity. The utility of such a fluorogenic tool could be leveraged to facilitate the analysis of crude mixtures obtained during KTGS experiments, and lessen the amount of enzyme required in these experiments. Finally, in the last part of this thesis, we describe the development of two new bioorthogonal reactions allowing the selective labeling of molecules containing an aldehyde moiety : 1) a three component reaction involving a condensation/Mannich/lactamisation procedure, between an amine, an aldehyde and an enol partner; 2) a Wittig ligation between an aldehyde and a phosphonium bearing an active methylene.