Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2112.pdf: 5693137 bytes, checksum: ed718439c222617a1ea873a2cb8344f3 (MD5) Previous issue date: 2008-10-24 / Universidade Federal de Minas Gerais / The present work describes the search of bioactive secondary metabolites isolated from plants, against enzymes: gGAPDH (glyceraldehydes-3- phosphate dehydrogenase from Trypanosoma cruzi and lysosomal cathepsins K, V, L and S. This work is divided in two parts: Part I: Study of the oil from the nut shells of Anacardium occidentale (Anacardiaceae) - Chagas disease, a parasitic infection caused by the flagellate protozoan Trypanosoma cruzi, is a major public health problem affecting millions of individuals in Latin America. On the basis of the essential role in the life cycle of T. cruzi, the enzyme gGAPDH has been considered an attractive target for the development of novel antitrypanosomatid agents. From the dicloromethane extract of A. occidentale were isolated phenolic compounds which were investigated on their inhibition activity against gGAPDH and trypomastigote forms of T. cruzi. The most promising compound was the 6-n-pentadecylsalicylic acid (AC1) with IC50 values of 28 μM against gGAPDH and 66.7 μg/mL against trypomastigote forms. In addition, a detailed mechanistic characterization of the effects of AC1 on the T. cruzi gGAPDHcatalyzed reaction showed clear noncompetitive inhibition with respect to both substrate G-3-P and cofactor NAD+. Part II: Study of natural products and synthetic derivatives searching for inhibitors of lysosomal cysteine peptidases - After completing the human genome, eleven lysosomal cysteine peptidases were identified. Those enzymes are involved in general protein degradation. The lysosomal cysteine peptidases are found in various tissues and those are found in many organs. Cathepsin K is associated to bone resorption, cathepsin L to skin cancer, at last cathepsins V and S are associated to the immune system. In this work, four enzymes (cathepsins K, V, L and S) were selected as a molecular target for the identification of new inhibitors. Some potent inhibitors of cathepsin V were found, and a study including kinetic characterization of the most potent inhibitors, including potency (IC50), mechanism of action and constant Ki was carried out. The most promising compound is the acridone alkaloid citbrasine (107), with values of IC50 of 1.2 μM and Ki of 0.24 μM. Moreover, it was determined that citbrasine is a competitive inhibitor against cathepsin V in relation to the substrate ZFRMCA. Additionally, it was carried out the study of molecular modeling for acridone alkaloids that showed significant inhibition of cathepsin V. / Este trabalho descreve a busca de metabólitos secundários bioativos de plantas, com o intuito de serem avaliados contra as enzimas: gGAPDH (gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase glicossomal) do Trypanosoma cruzi e as catepsinas lisossomais K, V, L e S. A descrição deste trabalho está dividida em duas partes. Parte I: Estudo do óleo das cascas da castanha de Anacardium occidentale (Anacardiaceae) - A doença de Chagas, uma infecção parasitária causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi, é um importante problema de saúde pública que afeta milhões de pessoas na América Latina. Com base no papel essencial no ciclo de vida de T. cruzi, a enzima gGAPDH tem sido considerada um alvo atraente para o desenvolvimento de novos agentes tripanocidas. Do extrato diclorometânico das cascas da castanha de A. occidentale obtiveram-se compostos fenólicos que foram avaliados frente à enzima gGAPDH e as formas tripomastigotas de T. cruzi. A substância mais promissora foi o ácido 2-pentadecenil-6- hidroxibenzóico (AC 1), com valores de IC50 de 28 μM na enzima gGAPDH e 66,7 μg/mL nas formas tripomastigostas. Além disso, foi determinado que AC1 é um inibidor do tipo não-competitivo para a enzima gGAPDH em relação tanto ao substrato G-3-P (Ki = 2 μM ) quanto ao cofator NAD+ (Ki = 4 μM). Parte II: Estudo de produtos naturais e derivados sintéticos buscando inibidores de cisteíno peptidases lisossomais - Depois de completado o genoma humano, onze cisteíno peptidases lisossomais foram identificadas. Essas enzimas têm a função primária de degradar proteínas, de forma não seletiva, dentro do lisossomo e são encontradas em vários órgãos e tecidos. A catepsina K está associada ao processo de reabsorção óssea, catepsina L ao câncer de pele e as catepsinas V e S ao sistema imune. Neste trabalho, foram selecionadas quatro enzimas (catepsinas K, V, L e S) como alvos moleculares para a identificação de novos inibidores. Foi realizada a caracterização cinética dos inibidores mais potentes frente à catepsina V, através da potência biológica (IC50), mecanismo de ação e constante Ki. A substância mais promissora foi o alcalóide acridônico citibrasina (107), com valor de IC50 de 1,2 μM e Ki de 0,24 μM. Além disso, foi determinado que citibrasina é um inibidor do tipo competitivo para a catepsina V em relação ao substrato ZFRMCA. Adicionalmente foi realizado o estudo de modelagem molecular para os alcalóides acridônicos que apresentaram inibição significativa frente à catepsina V.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3752.pdf: 3408960 bytes, checksum: 6c7acb0ed95bf974942c00994cacd869 (MD5) Previous issue date: 2011-01-31 / Universidade Federal de Minas Gerais / The present work describes the search of bioactive secondary metabolites in plant species of genus Zanthoxylum and synthetic derivatives seeking specific inhibitors of cathepsins L and V. The natural products are involved in approximately 50% of all drugs marketed. Cathepsins represent a class of enzymes that has the primary function of randomly degrade proteins at lysosomes, but are also involved in different pathologies, such as, atherosclerosis, rheumatoid arthritis, osteoporosis and various cancers. This work was carried out monitoring Zanthoxylum extracts by fluorimetric assays and by Highperformance liquid chromatography (HPLC). Among the species studied, the most promising extracts were methanol and dichloromethane extracts of Zanthoxylum acuminatum, the latter being selected for isolation. The chromatographic methodology afforded the isolation of a triterpene: lupeol (1), the coumarins umbelliferone (2), heradenol (3), nordentatin (4), anisocoumarin (5), derivated of 6´,7´-epoxy-7-geranyloxycoumarin (6); canthinonic alkaloids 5-methoxycantin-6-one (7), 4,5-dimehoxycantin-6-ona (8); β-carboline alkaloid; 7-hydroxi-1-ethyl-β-carboline (9); and acridone alkaloid arborinine (10). All were tested at concentration of 25 mM and coumarin 5 inhibited over 50%, showing more activity and selective against cathepsin L. The value potency (IC50) of this compound was 30 μM for cathepsin L and 102 μM for cathepsin V. Furthermore, were determined the potency values, selectivity and mechanism of action acridones alkaloids isolated from Swinglea glutinosa, N-aryl anthranilic acids, synthetic acridone alkaloids and a series of alkaloids 4-quinoline-2-substituted. The most promising compound was the alkaloid acridone AC_05 with a IC50 of 0.5 μM and Ki of 0.18 μM. Moreover, the compound AC_05 presented as a competitive inhibitor against both cathepsins, which is consistent with the interaction model proposed by molecular modeling. / Este trabalho descreve a busca de metabólitos secundários bioativos em espécies de plantas do gênero Zanthoxylum e a partir de derivados sintéticos visando inibidores específicos das catepsinas L e V. Os produtos naturais estão envolvidos em cerca de 50% de todos os fármacos comercializados. As catepsinas representam uma classe de enzimas que têm função primária de degradar aleatoriamente proteínas nos lisossomos e também estão envolvidas em diferentes patologias, tais como aterosclerose, artrite reumatóide, osteoporose e diferentes tipos de cânceres. Neste trabalho foi realizado o monitoramento dos extratos do gênero Zanthoxylum por ensaios fluorimétricos e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Dentre as espécies avaliadas, os extratos mais promissores foram os extratos metanólico e diclorometânico e de Zanthoxylum acuminatum, sendo este último selecionado para isolamento. A metodologia cromatográfica levou ao isolamento de um triterpeno; o lupeol (1), as cumarinas; a umbeliferona (2), heradenol (3), nordentatina (4), anisocumarina (5),derivado do 6´, 7´-epoxi-7-geraniloxicumarina (6); alcalóides do tipo cantinônicos; 5-metoxicantin-6-ona (7), 4,5-dimetoxicantin-6-ona (8); um alcalóide β-carbonílico; 7- hidroxi-1-etil-β-carbolina (9); e um do tipo acridônico; arborinina (10). Todos foram ensaiados na concentração de 25 μM e a cumarina 5 apresentou inibição superior a 50%, mostrando maior ativade e seletivade frente a catepsina L. O valor de potência (IC50) deste composto foi 30 μM para a catepsina L e de 102 μM para a catepsina V. Além disso, foram determinados os valores de potência, seletividade e mecanismo de ação para alcalóides acridônicos isolados de Swinglea glutinosa, ácidos N-aril antranílicos, alcalóides acridônicos sintéticos e uma série de alcalóides 4- quinolínicos-2-substituídos. O composto considerado mais promissor foi o alcalóide acridônico AC_05, com valor IC50 de 0,5 μM e Ki 0,18 μM. Além disto, este composto AC_05 apresentou-se como um inibidor competitivo frente as duas catepsinas, estando de acordo com o modelo de interação proposto por modelagem molecular.