Oxifuncionalização de alcanos sob condições suaves de reação é uma difícil reação devido à elevada energia da ligação C-H nestas moléculas. Na natureza, algumas enzimas, com destaque para as monooxigenases do citocromo P-450, conseguem promover estas oxidações parciais com elevada eficiência e seletividade. Metaloporfirinas sintéticas têm sido estudadas como modelos químicos do citocromo P- 450, uma vez que estas enzimas possuem uma FeIIIporfirina como grupo prostético. Neste trabalho, estudou-se a oxifuncionalização dos alcanos cicloexano e npentano com iodosilbenzeno (PhIO) usando-se os catalisadores [Mn{T(4-N-MePy)P}]5+, [Mn(TPFP)]+, [Mn(TDCSPP)]3- e [Mn(TF4TMAPP)]5+ em meio homogêneo e suportados em matrizes de sílica quimicamente modificada via ligação iônica e/ou covalente, usando-se acetona, diclorometano e benzeno como solventes. Observou-se elevados rendimentos de produtos oxigenados (álcoois e cetonas), preferencialmente em reações catalisadas por [Mn(TF4TMAPP)]5+ tanto em meio homogêneo quanto suportada, tornando este catalisador como um dos mais promissores para oxidações de compostos orgânicos, principalmente quando imobilizado nos suportes SiSO3 - e SiSO3 -(IPG), uma vez que estes catalisadores suportados são facilmente obtidos e, além disso, as fortes interações eletrostáticas entre a MnIIIporfirina catiônica e os sólidos aniônicos evitam a lixiviação do Mn-complexo a partir do suporte durante a reação. No tocante à reatividade, notou-se diferença nos valores de razão álcool/cetona obtendo, de uma maneira geral, os menores valores para reações em acetona. Experimentos sob atmosfera inerte levaram a valores de razão álcool/cetona muito maiores, indicando a participação de O2 do ar no mecanismo da reação, independentemente do solvente. Estudos de efeito isotópico cinético intermolecular nas reações competitivas n-pentano ´ n-pentano perdeuterado indicaram, devido aos valores de kH/kD entre 6 e 7 obtidos em reações nos três solventes, que a etapa determinante de velocidade é a abstração de átomo de hidrogênio do alcano a partir de uma espécie metaloxo, muito provavelmente MnV=O, comum a todas as reações estudadas, as quais devem estar operando pelo clássico mecanismo de recombinação de oxigênio. Um estudo mais detalhado das oxidações catalíticas em meio de acetona, que conduzia a menores valores de razão álcool/cetona, levou à detecção do composto 1-(acetiloxi)-2-propanona, formado apenas em reações na presença de catalisador, sob atmosfera de ar e na presença de um dos dois substratos. Além disso, oxidações do cicloexano catalisadas por [Mn(TF4TMAPP)]-SiSO3 na presença de bromotriclorometano, substância capaz de reagir com radicais alquila, em diferentes solventes (diclorometano, 1,2-dicloroetano, benzeno e acetona) permitiu determinar um efeito da viscosidade na distribuição dos produtos álcoois e cetonas formados, que indicou que quanto menor a viscosidade do solvente, maior o escape de radicais alquila a partir da gaiola do solvente, o que é o responsável pelos menores valores de razão álcool/cetona encontrados em oxidações em meio de acetona. A partir de todos estes estudos determinou-se que o mecanismo de recombinação de oxigênio está operando em todas as oxidações catalíticas estudadas, mas com um considerável escape de radicais alquila a partir da gaiola do solvente, principalmente em solventes menos viscosos. O material [Mn(TPFP)]-APDES, obtido pelo método sol gel via ligação covalente entre grupos pentafluoro da metaloporfirina e grupos ?NH2 do silano, mostrou atividade catalítica satisfatória nas oxidações de n-pentano e cicloexano. / The oxyfunctionalisation of alkanes under mild conditions is a hard reaction due to the high energy of the C-H bond in these molecules. Some enzymes, from which it should be highlighted cytochromes P450 monooxygenases, are able to promote these oxidations with high efficiency and selectivity. Synthetic metalloporphyrins are often studied as chemical models of the cytochrome P450, since these enzymes contains a Fe(III)porphyrin in their prosthetic groups. This work reports studies on the oxyfunctionalisation of two alkanes, namely cyclohexane and n-pentane, with iodosylbenzene (PhIO) catalysed by the MnIIIporphyrins [Mn{T(4-N-MePy)P}]5+, [Mn(TPFP)]+, [Mn(TDCSPP)]3- and [Mn(TF4TMAPP)]5+ in homogeneous solutions as well as supported on chemically modified silica surfaces, via ionic and/or covalent binding, using acetone, dichloromethane and benzene as reaction solvents. It has been observed high yields of oxygenated products (alcohols and ketones), rather in reactions catalysed by [Mn(TF4TMAPP)]5+, in both conditions, homogeneous and heterogeneous, making this catalyst one of the most promising catalyst for oxidations of organic compounds, mainly when it is immobilised on the supports SiSO3 - e SiSO3 - (IPG), since these supported catalysts are easily obtained and, in addition, the strong electrostatic interactions between the cationic MnIIIporphyrin and the anionic supports avoid the leaching of the Mn-complex from the solid support during the reaction. On the reactivity, it has been noticed difference on the values of alcohol/ketone ratios, mainly for oxidations in acetone. Experiments under inert atmosphere clearly yielded higher values of alcohol/ketone ratio, indicationg the participation of O2 from the air in the reaction mechanism, apart of the solvent used. Studies of intermolecular kinetic isotope effect in the competitive reactions among n-pentane ´ perdeuterated n-pentane indicated, from the values of kH/kD between 6 and 7 obtained for the reactions in the three solvents, that the rate-limiting step is the hydrogen atom abstraction of the alkane from a metal-oxo species, much probably MnV=O, common to all reactions investigated, which should be operating by the classical oxygen rebound mechanism. A more detailed study of the catalytic oxidations in acetone, that conducted to lower values of alcohol/ketone ratio, allowed the detection of 1-(acetyloxi)-2-propanone, which is formed only in reactions with catalyst, under air atmosphere and in presence of substrate. Furthermore, cyclohexane oxidations catalysed by [Mn(TF4TMAPP)]-SiSO3 in presence of bromotrichloromethane, an alkyl radical trapping, in different solvents (dichloromethane, 1,2-dichloroethane, acetone and benzene) allowed us to determine a viscosity effect in the formation of the products alcohols and ketones, that indicated as less viscous is the solvent as high is the escape of alkyl radicals from the solvent cage, being it responsible by the lower values of alcohol/ketone ratios observed in acetone oxidations. From these studies, it has been determined the oxygen rebound mechanism is operating in all catalytic oxidations investigated in this work, but there is a significant escape of alkyl radicals from the solvent cage, mainly for reactions performed in less viscous solvents. The material [Mn(TPFP)]-APDES, obtained by the sol gel method via covalent binding between pentafluoro groups of the metalloporphyrin and ?NH2 groups of the silane, showed a satisfactory catalytic activity in oxidations of n-pentane and cyclohexane.

Oxifuncionalização de alcanos sob condições suaves de reação é uma difícil reação devido à elevada energia da ligação C-H nestas moléculas. Na natureza, algumas enzimas, com destaque para as monooxigenases do citocromo P-450, conseguem promover estas oxidações parciais com elevada eficiência e seletividade. Metaloporfirinas sintéticas têm sido estudadas como modelos químicos do citocromo P- 450, uma vez que estas enzimas possuem uma FeIIIporfirina como grupo prostético. Neste trabalho, estudou-se a oxifuncionalização dos alcanos cicloexano e npentano com iodosilbenzeno (PhIO) usando-se os catalisadores [Mn{T(4-N-MePy)P}]5+, [Mn(TPFP)]+, [Mn(TDCSPP)]3- e [Mn(TF4TMAPP)]5+ em meio homogêneo e suportados em matrizes de sílica quimicamente modificada via ligação iônica e/ou covalente, usando-se acetona, diclorometano e benzeno como solventes. Observou-se elevados rendimentos de produtos oxigenados (álcoois e cetonas), preferencialmente em reações catalisadas por [Mn(TF4TMAPP)]5+ tanto em meio homogêneo quanto suportada, tornando este catalisador como um dos mais promissores para oxidações de compostos orgânicos, principalmente quando imobilizado nos suportes SiSO3 - e SiSO3 -(IPG), uma vez que estes catalisadores suportados são facilmente obtidos e, além disso, as fortes interações eletrostáticas entre a MnIIIporfirina catiônica e os sólidos aniônicos evitam a lixiviação do Mn-complexo a partir do suporte durante a reação. No tocante à reatividade, notou-se diferença nos valores de razão álcool/cetona obtendo, de uma maneira geral, os menores valores para reações em acetona. Experimentos sob atmosfera inerte levaram a valores de razão álcool/cetona muito maiores, indicando a participação de O2 do ar no mecanismo da reação, independentemente do solvente. Estudos de efeito isotópico cinético intermolecular nas reações competitivas n-pentano ´ n-pentano perdeuterado indicaram, devido aos valores de kH/kD entre 6 e 7 obtidos em reações nos três solventes, que a etapa determinante de velocidade é a abstração de átomo de hidrogênio do alcano a partir de uma espécie metaloxo, muito provavelmente MnV=O, comum a todas as reações estudadas, as quais devem estar operando pelo clássico mecanismo de recombinação de oxigênio. Um estudo mais detalhado das oxidações catalíticas em meio de acetona, que conduzia a menores valores de razão álcool/cetona, levou à detecção do composto 1-(acetiloxi)-2-propanona, formado apenas em reações na presença de catalisador, sob atmosfera de ar e na presença de um dos dois substratos. Além disso, oxidações do cicloexano catalisadas por [Mn(TF4TMAPP)]-SiSO3 na presença de bromotriclorometano, substância capaz de reagir com radicais alquila, em diferentes solventes (diclorometano, 1,2-dicloroetano, benzeno e acetona) permitiu determinar um efeito da viscosidade na distribuição dos produtos álcoois e cetonas formados, que indicou que quanto menor a viscosidade do solvente, maior o escape de radicais alquila a partir da gaiola do solvente, o que é o responsável pelos menores valores de razão álcool/cetona encontrados em oxidações em meio de acetona. A partir de todos estes estudos determinou-se que o mecanismo de recombinação de oxigênio está operando em todas as oxidações catalíticas estudadas, mas com um considerável escape de radicais alquila a partir da gaiola do solvente, principalmente em solventes menos viscosos. O material [Mn(TPFP)]-APDES, obtido pelo método sol gel via ligação covalente entre grupos pentafluoro da metaloporfirina e grupos ?NH2 do silano, mostrou atividade catalítica satisfatória nas oxidações de n-pentano e cicloexano. / The oxyfunctionalisation of alkanes under mild conditions is a hard reaction due to the high energy of the C-H bond in these molecules. Some enzymes, from which it should be highlighted cytochromes P450 monooxygenases, are able to promote these oxidations with high efficiency and selectivity. Synthetic metalloporphyrins are often studied as chemical models of the cytochrome P450, since these enzymes contains a Fe(III)porphyrin in their prosthetic groups. This work reports studies on the oxyfunctionalisation of two alkanes, namely cyclohexane and n-pentane, with iodosylbenzene (PhIO) catalysed by the MnIIIporphyrins [Mn{T(4-N-MePy)P}]5+, [Mn(TPFP)]+, [Mn(TDCSPP)]3- and [Mn(TF4TMAPP)]5+ in homogeneous solutions as well as supported on chemically modified silica surfaces, via ionic and/or covalent binding, using acetone, dichloromethane and benzene as reaction solvents. It has been observed high yields of oxygenated products (alcohols and ketones), rather in reactions catalysed by [Mn(TF4TMAPP)]5+, in both conditions, homogeneous and heterogeneous, making this catalyst one of the most promising catalyst for oxidations of organic compounds, mainly when it is immobilised on the supports SiSO3 - e SiSO3 - (IPG), since these supported catalysts are easily obtained and, in addition, the strong electrostatic interactions between the cationic MnIIIporphyrin and the anionic supports avoid the leaching of the Mn-complex from the solid support during the reaction. On the reactivity, it has been noticed difference on the values of alcohol/ketone ratios, mainly for oxidations in acetone. Experiments under inert atmosphere clearly yielded higher values of alcohol/ketone ratio, indicationg the participation of O2 from the air in the reaction mechanism, apart of the solvent used. Studies of intermolecular kinetic isotope effect in the competitive reactions among n-pentane ´ perdeuterated n-pentane indicated, from the values of kH/kD between 6 and 7 obtained for the reactions in the three solvents, that the rate-limiting step is the hydrogen atom abstraction of the alkane from a metal-oxo species, much probably MnV=O, common to all reactions investigated, which should be operating by the classical oxygen rebound mechanism. A more detailed study of the catalytic oxidations in acetone, that conducted to lower values of alcohol/ketone ratio, allowed the detection of 1-(acetyloxi)-2-propanone, which is formed only in reactions with catalyst, under air atmosphere and in presence of substrate. Furthermore, cyclohexane oxidations catalysed by [Mn(TF4TMAPP)]-SiSO3 in presence of bromotrichloromethane, an alkyl radical trapping, in different solvents (dichloromethane, 1,2-dichloroethane, acetone and benzene) allowed us to determine a viscosity effect in the formation of the products alcohols and ketones, that indicated as less viscous is the solvent as high is the escape of alkyl radicals from the solvent cage, being it responsible by the lower values of alcohol/ketone ratios observed in acetone oxidations. From these studies, it has been determined the oxygen rebound mechanism is operating in all catalytic oxidations investigated in this work, but there is a significant escape of alkyl radicals from the solvent cage, mainly for reactions performed in less viscous solvents. The material [Mn(TPFP)]-APDES, obtained by the sol gel method via covalent binding between pentafluoro groups of the metalloporphyrin and ?NH2 groups of the silane, showed a satisfactory catalytic activity in oxidations of n-pentane and cyclohexane.

Neste trabalho foi investigado o potencial de modelos metaloporfirínicos em mimetizar a ação do citocromo P450 na oxidação de um herbicida, a atrazina. Foram utilizadas as metaloporfirinas comerciais de segunda geração solúveis em solvente orgânico, cloreto de 5,10,15,20-tetrakis(2,6-diclorofenil)porfirina metal(III) [M(TDCPP)Cl] e cloreto de 5,10,15,20-tetrakis(pentafluorofenil) porfirina metal(III) [M(TFPP)Cl] (metal = ferro e manganês), tanto em solução homogênea como suportadas em montmorilonita K-10 aminofuncionalizadas; e metaloporfirinas solúveis em água, como a cloreto de 5,10,15,20-tetrakis-(N-metil-4-piridil) porfirina ferro(III), [Fe(TMPy)Cl], e cloreto de [5,10,15,20-tetra(4-carboxifenil)porfirina] ferro(III), [Fe(TCPP)Cl]. Os oxidantes testados foram iodosilbenzeno, ácido metacloroperbenzóico e peróxido de hidrogênio em água, metanol e acetonitrila. Os produtos de oxidação da atrazina foram identificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados mostraram que as metaloporfirinas foram capazes de oxidar a atrazina, um herbicida com características de persistência no meio ambiente, e mimetizar a ação da enzima in vivo e in vitro com formação de dois metabólitos: DEA e DIA, resultado da N-desalquilação das cadeias etila e propila do substrato, respectivamente. O DEA correspondeu a um dos principais produtos da reação, e formou-se apenas traços de DIA, mostrando a preferência das metaloporfirinas em oxidar a cadeia etila da atrazina. Verificou-se também a formação de cinco produtos desconhecidos, sendo possível a identificação de apenas um deles por espectrometria de massas, devido à baixa concentração dos demais, o qual corresponde à formação de uma amida na cadeia etila da atrazina (COA). Esse composto correspondeu ao produto de maior rendimento na maioria das reações. O monitoramento das reações em diferentes intervalos de tempo e a variação nas condições reacionais mostraram que os principais produtos de oxidação do herbicida, DEA e COA, são formados por mecanismos independentes e por espécies catalíticas distintas. O DEA é formado via espécie ativa Me(V)OP [Mn(V)OP ou Fe(IV)OP+], enquanto o COA é originado via Me(IV)OP [Mn(IV)OP ou Fe(IV)OP]. Estudos de intermediários por UV-Vis e EPR mostraram que a espécie ferril predomina como intermediário de reação para os sistemas Fe(TFPP)Cl/ACN com os dois oxidantes, iodosilbenzeno e ácido metacloroperbenzóico. Para as metaloporfirinas Fe(TCPP)Cl e Fe(TMPy)Cl o estudo da oxidação do herbicida ficou comprometido devido à baixa solubilidade da atrazina em água, o que provocava sua precipitação e destruição do catalisador. Para as metaloporfirinas suportadas em montmorilonita K-10 aminofuncionalizada também não foi observada formação de produtos, resultado atribuído à dificuldade do substrato, considerado bastante inerte, atingir o sítio catalítico. Todos esses resultados mostraram o potencial de aplicação desses modelos biomiméticos em estudos que buscam elucidar o metabolismo de herbicidas in vivo, tendo em vista a dificuldade de se trabalhar com as enzimas in vitro, e resultaram na proposição de um esquema de reação da oxidação da atrazina catalisada pelas metaloporfirinas nas condições estudadas. / In this work we investigated the ability of metalloporphyrin model systems to mimic the action of cytochrome P450 in the oxidation of a herbicide, atrazine. To this end, we employed the second generation commercially available metalloporphyrins metal (III) 5,10,15,20-tetrakis(2,6-dichlorophenyl)porphyrin chloride [M(TDCPP)Cl] and metal (III) 5,10,15,20- tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin chloride [M(TFPP)Cl] (metal = iron or manganese), all soluble in organic solvents, as well as the water soluble metalloporphyrins iron (III) 5,10,15,20-tetrakis(N-methyl-4-pyridyl)porphyrin chloride [Fe(TMPy)Cl] and iron (III) 5,10,15,20-tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin chloride [Fe(TCPP)Cl]. These metalloporphyrins were used both in homogeneous solution and supported on montmorillonite K-10. Iodosylbenzene, metachloroperbenzoic acid, and hydrogen peroxide were tested as oxidants, using one of the following reaction media: water, methanol, and acetonitrile. Products generated during atrazine oxidation were identified by high performance liquid chromatography. Our results show that the metalloporphyrins are able to oxidize atrazine, a highly persistent herbicide in the environment, as well as mimic the action of P450 enzymes both in vivo and in vitro, with formation of two metabolites, namely DEA and DIA, which result from the N-dealkylation of the ethyl and propyl chains of the substrate, respectively. We also detected the formation of five unknown products, and we were able to identify only one of them by means of mass spectrometry, which corresponds to the formation of an amide on the atrazine ethyl chain (COA) and was the compound obtained in highest yields in most of the reactions. The other four unknown products were obtained in very low concentrations, which prevented us from determining their structures. By monitoring the reactions at different time intervals and varying the reactional conditions, we were able to see that the main herbicide oxidation products, DEA and COA, are generated via distinct mechanisms and different active catalytic species. DEA is formed via the species Me(V)OP [Mn(V)OP or Fe(IV)OP.+], while COA results from the action of the species Me(IV)OP [Mn(IV)OP or Fe(IV)OP]. Studies of the reaction intermediates by UV-VIS and EPR showed that the ferryl species is the main reaction intermediate in the case of Fe(TFPP)Cl/ACN systems and the oxidants, iodosylbenzene and metachloroperbenzoic acid. Studies of herbicide oxidation were difficult to carry out in the case of the metalloporphyrins Fe(TCPP)Cl and Fe(TMPy)Cl due to the low solubility of atrazine in water, which led to its precipitation and catalyst destruction. With respect to the metalloporphyrins supported on montmorillonite K-10, no reaction products were obseved because of the difficult diffusion of the inert substrate into the catalytic site. All these results demonstrate the potential application of these biomimetic model systems in studies that pursue the elucidation of herbicide metabolism in vivo, especially when one bears in mind the difficulty in working with enzymes in vitro. Our data enabled the proposition of a scheme for metalloporphyrin-catalyzed atrazine oxidation under the conditions used herein.

Neste trabalho foi investigado o potencial de modelos metaloporfirínicos em mimetizar a ação do citocromo P450 na oxidação de um herbicida, a atrazina. Foram utilizadas as metaloporfirinas comerciais de segunda geração solúveis em solvente orgânico, cloreto de 5,10,15,20-tetrakis(2,6-diclorofenil)porfirina metal(III) [M(TDCPP)Cl] e cloreto de 5,10,15,20-tetrakis(pentafluorofenil) porfirina metal(III) [M(TFPP)Cl] (metal = ferro e manganês), tanto em solução homogênea como suportadas em montmorilonita K-10 aminofuncionalizadas; e metaloporfirinas solúveis em água, como a cloreto de 5,10,15,20-tetrakis-(N-metil-4-piridil) porfirina ferro(III), [Fe(TMPy)Cl], e cloreto de [5,10,15,20-tetra(4-carboxifenil)porfirina] ferro(III), [Fe(TCPP)Cl]. Os oxidantes testados foram iodosilbenzeno, ácido metacloroperbenzóico e peróxido de hidrogênio em água, metanol e acetonitrila. Os produtos de oxidação da atrazina foram identificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados mostraram que as metaloporfirinas foram capazes de oxidar a atrazina, um herbicida com características de persistência no meio ambiente, e mimetizar a ação da enzima in vivo e in vitro com formação de dois metabólitos: DEA e DIA, resultado da N-desalquilação das cadeias etila e propila do substrato, respectivamente. O DEA correspondeu a um dos principais produtos da reação, e formou-se apenas traços de DIA, mostrando a preferência das metaloporfirinas em oxidar a cadeia etila da atrazina. Verificou-se também a formação de cinco produtos desconhecidos, sendo possível a identificação de apenas um deles por espectrometria de massas, devido à baixa concentração dos demais, o qual corresponde à formação de uma amida na cadeia etila da atrazina (COA). Esse composto correspondeu ao produto de maior rendimento na maioria das reações. O monitoramento das reações em diferentes intervalos de tempo e a variação nas condições reacionais mostraram que os principais produtos de oxidação do herbicida, DEA e COA, são formados por mecanismos independentes e por espécies catalíticas distintas. O DEA é formado via espécie ativa Me(V)OP [Mn(V)OP ou Fe(IV)OP+], enquanto o COA é originado via Me(IV)OP [Mn(IV)OP ou Fe(IV)OP]. Estudos de intermediários por UV-Vis e EPR mostraram que a espécie ferril predomina como intermediário de reação para os sistemas Fe(TFPP)Cl/ACN com os dois oxidantes, iodosilbenzeno e ácido metacloroperbenzóico. Para as metaloporfirinas Fe(TCPP)Cl e Fe(TMPy)Cl o estudo da oxidação do herbicida ficou comprometido devido à baixa solubilidade da atrazina em água, o que provocava sua precipitação e destruição do catalisador. Para as metaloporfirinas suportadas em montmorilonita K-10 aminofuncionalizada também não foi observada formação de produtos, resultado atribuído à dificuldade do substrato, considerado bastante inerte, atingir o sítio catalítico. Todos esses resultados mostraram o potencial de aplicação desses modelos biomiméticos em estudos que buscam elucidar o metabolismo de herbicidas in vivo, tendo em vista a dificuldade de se trabalhar com as enzimas in vitro, e resultaram na proposição de um esquema de reação da oxidação da atrazina catalisada pelas metaloporfirinas nas condições estudadas. / In this work we investigated the ability of metalloporphyrin model systems to mimic the action of cytochrome P450 in the oxidation of a herbicide, atrazine. To this end, we employed the second generation commercially available metalloporphyrins metal (III) 5,10,15,20-tetrakis(2,6-dichlorophenyl)porphyrin chloride [M(TDCPP)Cl] and metal (III) 5,10,15,20- tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin chloride [M(TFPP)Cl] (metal = iron or manganese), all soluble in organic solvents, as well as the water soluble metalloporphyrins iron (III) 5,10,15,20-tetrakis(N-methyl-4-pyridyl)porphyrin chloride [Fe(TMPy)Cl] and iron (III) 5,10,15,20-tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin chloride [Fe(TCPP)Cl]. These metalloporphyrins were used both in homogeneous solution and supported on montmorillonite K-10. Iodosylbenzene, metachloroperbenzoic acid, and hydrogen peroxide were tested as oxidants, using one of the following reaction media: water, methanol, and acetonitrile. Products generated during atrazine oxidation were identified by high performance liquid chromatography. Our results show that the metalloporphyrins are able to oxidize atrazine, a highly persistent herbicide in the environment, as well as mimic the action of P450 enzymes both in vivo and in vitro, with formation of two metabolites, namely DEA and DIA, which result from the N-dealkylation of the ethyl and propyl chains of the substrate, respectively. We also detected the formation of five unknown products, and we were able to identify only one of them by means of mass spectrometry, which corresponds to the formation of an amide on the atrazine ethyl chain (COA) and was the compound obtained in highest yields in most of the reactions. The other four unknown products were obtained in very low concentrations, which prevented us from determining their structures. By monitoring the reactions at different time intervals and varying the reactional conditions, we were able to see that the main herbicide oxidation products, DEA and COA, are generated via distinct mechanisms and different active catalytic species. DEA is formed via the species Me(V)OP [Mn(V)OP or Fe(IV)OP.+], while COA results from the action of the species Me(IV)OP [Mn(IV)OP or Fe(IV)OP]. Studies of the reaction intermediates by UV-VIS and EPR showed that the ferryl species is the main reaction intermediate in the case of Fe(TFPP)Cl/ACN systems and the oxidants, iodosylbenzene and metachloroperbenzoic acid. Studies of herbicide oxidation were difficult to carry out in the case of the metalloporphyrins Fe(TCPP)Cl and Fe(TMPy)Cl due to the low solubility of atrazine in water, which led to its precipitation and catalyst destruction. With respect to the metalloporphyrins supported on montmorillonite K-10, no reaction products were obseved because of the difficult diffusion of the inert substrate into the catalytic site. All these results demonstrate the potential application of these biomimetic model systems in studies that pursue the elucidation of herbicide metabolism in vivo, especially when one bears in mind the difficulty in working with enzymes in vitro. Our data enabled the proposition of a scheme for metalloporphyrin-catalyzed atrazine oxidation under the conditions used herein.

A síntese dos hormônios esteroides é feita através da ação de um complexo enzimático chamado citocromo P450. As enzimas 3β-HSD (3β-hidroxiesteroide desidrogenase), P450c17 (citocromo P450 17α-hidroxilase/17,20-liase) e P450arom (citocromo P450 aromatase), fazem parte desse complexo e são responsáveis pela síntese dos hormônios progestágenos, andrógenos e estrógenos, espectivamente. Essas enzimas já foram identificadas em inúmeros tecidos, inclusive em embriões em período pré-implantação. Por isso, acredita-se que o blastocisto seja uma fonte de produção de progesterona e estrógeno, hormônios essenciais para implantação e manutenção da gestação. Em roedores, as informações sobre a capacidade esteroidogênica dos embriões são controversas e também restritas apenas a estudos com espécies laboratoriais. Para trazer mais informações sobre a capacidade esteroidogênica em blastocistos de roedores utilizamos o preá (Galea spixii), uma espécie de roedor silvestre encontrada nas regiões de Caatinga e Semiárido do Nordeste brasileiro e muito utilizado na alimentação de famílias de baixa renda como fonte proteica. Diante o exposto, o objetivo deste trabalho é fazer um apanhado histórico sobre os dados publicados a cerca da capacidade dos embriões de diversas espécies de produzir os hormônios esteroides além de identificar e quantificar a expressão das enzimas esteroidogênicas em embriões de preá através das técnicas de imunohistoquímica e PCR em tempo real. As análises morfológicas indicam que o desenvolvimento inicial do preá se assemelha com os demais roedores, porém o tempo de desenvolvimento difere das espécies usadas em laboratório. As marcações da imunohistoquímica foram positivas nos tecidos maternos, mas os embriões não tiveram marcação para nenhuma das três enzimas do estudo. No entanto, os dados obtidos pelo PCR indicam que os genes CYP11, CYP17 e CYP19 foram expressos nos embriões e, portanto, o concepto de G. spixii tem capacidade de produzir hormônios esteroides, assim como visto em várias outras espécies que já foram estudadas / The synthesis of steroid hormones is made through the action of an enzyme complex called cytochrome P450. 3β-HSD (3β-hydroxysteroid dehydrogenase), P450c17 (cytochrome P450 17 α-hydroxylase/17,20-lyase) and P450arom (cytochrome P450 aromatase), are present in this complex and are are responsible for the synthesis of progestins, androgens and estrogens hormones, respectively. These enzymes have been identified in numerous tissues, including embryos in pre-implantation period. Therefore, it is believed that the blastocyst is a source of production of progesterone and estrogen, hormones essential for the implementation and maintenance of pregnancy. In rodents, the information about the steroidogenic capacity of embryos are controversial and confined to studies with laboratory species. To get more information about the steroidogenic capacity in blastocysts of rodents we used the spix yellow-toothed cavy (Galea spixii), a species of wild rodent found in the northeastern of Brazil, and used in the feeding of low-income families as a source of protein. On the above, the aim of this work is to make a historic about the data published about the ability of embryos of various species to produce steroid hormones and identify and quantify the expression of steroidogenics enzymes in embryos of spix yellow-toothed cavy by immunohistochemical and real-time PCR techniques. The morphological analyses indicate that the G. spixii early development resembles other rodents, but development time differs from the species used in laboratory. The immunohistochemical stainning was positive in maternal tissues, but the embryos did not have stainnig for any of the three enzymes of the study. However, the data obtained by PCR indicate that CYP11, CYP17 and CYP19 genes were expressed in embryos and, therefore, the concept of G. spixii has capacity to produce steroid hormones, as seen in several other species that have been studied

Os gliomas representam o tipo de tumor primário mais comum do sistema nervoso central. Apesar dos avanços nas técnicas cirúrgicas e de radioterapia e nos protocolos de quimioterapia, não há tratamento eficiente disponível. O ácido retinóico na forma all-trans (atRA) é um agente anti-proliferativo utilizado para o tratamento de alguns tipos de lesões pré-malígnas e tumores, como a leucemia promielocítica. Entretanto, sua utilização no tratamento clínico de tumores sólidos, incluindo os gliomas, é limitada, devido ao rápido desenvolvimento de resistência aos efeitos anti-tumorais do atRA. Para endereçar este problema, foi proposto: a) clonar e analisar a função de cyp26b1 de rato, uma enzima da família dos citocromos P450 envolvida na metabolização de ácido retinóico, previamente descrito em nosso laboratório como potencialmente envolvido na resposta de células de glioma ao tratamento com atRA; b) gerar e caracterizar uma variante da linhagem celular C6 de glioma de rato resistente aos efeitos anti proliferativos de atRA. O cDNA de cyp26b1 de rato, até então desconhecido, foi amplificado, clonado e seqüenciado com sucesso. A seqüência protéica correspondente é conservada e agrupa-se no dendrograma com outras proteínas Cyp26B1, mesmo de organismos distantes como zebrafish, em detrimento de outras proteínas parálogas da família Cyp26. Cyp26b1 é fortemente induzida por atRA em células de glioma de rato e humano, de forma dose-dependente. Embora seja expresso em amostras de cérebros humanos normais e de glioma, não foram encontradas diferenças significativas entre os diferentes graus de matlignidade tumoral, ou em comparação com cérebro normal. A super-expressão de cyp26b1 de rato através de transfecção estável de células de glioma de rato e humano, bem como de células P19 de teratocarcinoma de camundongo, não alterou significativamente as características de crescimento celular, tanto em substrato sólido quanto em substrato semi-sólido. O tratamento prolongado de células C6 de glioma de rato com atRA levou à obtenção de uma população policlonal resistente aos efeitos anti-proliferativos de atRA, a partir da qual uma linhagem celular clonal resistente foi isolada com sucesso. Esta variante clonal, denominada linhagem celular C6R, apresenta inibição de crescimento por atRA diminuída, quando comparada com a linhagem celular C6 parental e com a variante ST1. Além disso, esta variante também mostrou uma tendência, embora não significativa estatisticamente, de gerar tumores maiores quando injetados no subcutâneo de camundongos do tipo nude. A expressão de genes previamente descritos como induzidos pelo tratamento com atRA em células ST1 é fortemente inibida na linhagem celular C6R. Além disso, menor expressão de RARβ, RARγ e CRABP-1 foi também observada em células C6R, enquanto que expressão muito maior de RXRγ e CRABP-2 foi encontrada nas células resistentes a atRA, em comparação com as células C6 parentais. Como conclusões gerais deste trabalho, foi proposto que cyp26b1 parece estar envolvido no metabolismo e detoxificação de atRA e parece não ser efetor da inibição de crescimento induzida por atRA, nem estar relacionado com a resistência de células de glioma ao tratamento com atRA. Por outro lado, o isolamento e caracterização de uma linhagem celular resistente ao tratamento com atRA sugere que a resistência está relacionada à expressão diferencial de receptores de retinóides e de proteínas de ligação ao ácido retinóico. / Gliomas are among the most common primary tumors of the central nervous system. Despite the advances in surgical and radiotherapy procedures and chemotherapy protocols, efficient treatment is still not available. Retinoic acid is a anti-proliferative agent used for treatment of a number of pre-malignant lesions and tumors, as promyelocytic leukemia. However, its clinical use in treatment of solid tumors, including gliomas, is impaired by the rapid development of resistance to the anti-tumoral effects of atRA. In order to address this problem, we proposed: a) to clone and analyze the role of rat cyp26b1, a member of cytochrome P450 superfamily envolved in the metabolization of retinoic acid, which has previously been described by our group as being potentially involved in the response of glioma cells to retinoic acid treatment; b) to generate and characterize a variant of rat C6 glioma cell line resistant to anti proliferative effects of atRA. The previously unknown cDNA of rat cyp26b1 was successfully amplified, cloned and sequenced. The protein is conserved and clustered in dendrograms with other cyp26b1 proteins, even from distant organisms as zebrafish, in detriment of other cyp26 paralogs. Cyp26b1 is strongly induced by atRA in rat and human glioma cells, in a dose-dependent fashion. Although expressed in human normal brains and glioma samples, no significant differences were found among different tumor grades nor comparing to normal brain. Stable-transfection and overexpression of rat cyp26b1 in rat and human glioma cell lines, as well as P19 mouse teratocarcinoma cell line, did not significantly modified cell growth properties, either on solid or semi-solid substrates. Prolonged treatment of C6 rat glioma cell line with atRA leads to isolation of an atRA-resistant polyclonal cell population, from which a resistant clonal cell line was successfully isolated. This clonal variant, named C6R cell line, displayed diminished growth inhibition by atRA compared to the parental C6 cell line and the variant ST1 cell line. In addition, this variant also showed a trend, although not quite statistically significant, to generate larger tumors when xenografted s.c. into nude mice. Expression of genes previously described as being induced by atRA-treatment in ST1 cells is strongly impaired in the C6R resistant cell line. In addition, lower expression of RARβ, RAR&#947 and CRABP-1 was also observed in C6R cells, whereas a much higher expression of RXRγ and CRABP-2 was found in the resistant cells when compared to the parental C6 cells. As general conclusions of this work, we found that cyp26b1 is more likely to be involved in primary atRA metabolism and detoxification and does not seem to be an effector of atRA-induced cell growth arrest nor to be related to the resistance of glioma cells to atRA treatment. On the other hand, isolation and characterization of an atRA-resistant cell line suggests that atRA resistance is more likely to be due to differential expression of retinoid receptors and retinoic acid binding proteins.

Os gliomas representam o tipo de tumor primário mais comum do sistema nervoso central. Apesar dos avanços nas técnicas cirúrgicas e de radioterapia e nos protocolos de quimioterapia, não há tratamento eficiente disponível. O ácido retinóico na forma all-trans (atRA) é um agente anti-proliferativo utilizado para o tratamento de alguns tipos de lesões pré-malígnas e tumores, como a leucemia promielocítica. Entretanto, sua utilização no tratamento clínico de tumores sólidos, incluindo os gliomas, é limitada, devido ao rápido desenvolvimento de resistência aos efeitos anti-tumorais do atRA. Para endereçar este problema, foi proposto: a) clonar e analisar a função de cyp26b1 de rato, uma enzima da família dos citocromos P450 envolvida na metabolização de ácido retinóico, previamente descrito em nosso laboratório como potencialmente envolvido na resposta de células de glioma ao tratamento com atRA; b) gerar e caracterizar uma variante da linhagem celular C6 de glioma de rato resistente aos efeitos anti proliferativos de atRA. O cDNA de cyp26b1 de rato, até então desconhecido, foi amplificado, clonado e seqüenciado com sucesso. A seqüência protéica correspondente é conservada e agrupa-se no dendrograma com outras proteínas Cyp26B1, mesmo de organismos distantes como zebrafish, em detrimento de outras proteínas parálogas da família Cyp26. Cyp26b1 é fortemente induzida por atRA em células de glioma de rato e humano, de forma dose-dependente. Embora seja expresso em amostras de cérebros humanos normais e de glioma, não foram encontradas diferenças significativas entre os diferentes graus de matlignidade tumoral, ou em comparação com cérebro normal. A super-expressão de cyp26b1 de rato através de transfecção estável de células de glioma de rato e humano, bem como de células P19 de teratocarcinoma de camundongo, não alterou significativamente as características de crescimento celular, tanto em substrato sólido quanto em substrato semi-sólido. O tratamento prolongado de células C6 de glioma de rato com atRA levou à obtenção de uma população policlonal resistente aos efeitos anti-proliferativos de atRA, a partir da qual uma linhagem celular clonal resistente foi isolada com sucesso. Esta variante clonal, denominada linhagem celular C6R, apresenta inibição de crescimento por atRA diminuída, quando comparada com a linhagem celular C6 parental e com a variante ST1. Além disso, esta variante também mostrou uma tendência, embora não significativa estatisticamente, de gerar tumores maiores quando injetados no subcutâneo de camundongos do tipo nude. A expressão de genes previamente descritos como induzidos pelo tratamento com atRA em células ST1 é fortemente inibida na linhagem celular C6R. Além disso, menor expressão de RARβ, RARγ e CRABP-1 foi também observada em células C6R, enquanto que expressão muito maior de RXRγ e CRABP-2 foi encontrada nas células resistentes a atRA, em comparação com as células C6 parentais. Como conclusões gerais deste trabalho, foi proposto que cyp26b1 parece estar envolvido no metabolismo e detoxificação de atRA e parece não ser efetor da inibição de crescimento induzida por atRA, nem estar relacionado com a resistência de células de glioma ao tratamento com atRA. Por outro lado, o isolamento e caracterização de uma linhagem celular resistente ao tratamento com atRA sugere que a resistência está relacionada à expressão diferencial de receptores de retinóides e de proteínas de ligação ao ácido retinóico. / Gliomas are among the most common primary tumors of the central nervous system. Despite the advances in surgical and radiotherapy procedures and chemotherapy protocols, efficient treatment is still not available. Retinoic acid is a anti-proliferative agent used for treatment of a number of pre-malignant lesions and tumors, as promyelocytic leukemia. However, its clinical use in treatment of solid tumors, including gliomas, is impaired by the rapid development of resistance to the anti-tumoral effects of atRA. In order to address this problem, we proposed: a) to clone and analyze the role of rat cyp26b1, a member of cytochrome P450 superfamily envolved in the metabolization of retinoic acid, which has previously been described by our group as being potentially involved in the response of glioma cells to retinoic acid treatment; b) to generate and characterize a variant of rat C6 glioma cell line resistant to anti proliferative effects of atRA. The previously unknown cDNA of rat cyp26b1 was successfully amplified, cloned and sequenced. The protein is conserved and clustered in dendrograms with other cyp26b1 proteins, even from distant organisms as zebrafish, in detriment of other cyp26 paralogs. Cyp26b1 is strongly induced by atRA in rat and human glioma cells, in a dose-dependent fashion. Although expressed in human normal brains and glioma samples, no significant differences were found among different tumor grades nor comparing to normal brain. Stable-transfection and overexpression of rat cyp26b1 in rat and human glioma cell lines, as well as P19 mouse teratocarcinoma cell line, did not significantly modified cell growth properties, either on solid or semi-solid substrates. Prolonged treatment of C6 rat glioma cell line with atRA leads to isolation of an atRA-resistant polyclonal cell population, from which a resistant clonal cell line was successfully isolated. This clonal variant, named C6R cell line, displayed diminished growth inhibition by atRA compared to the parental C6 cell line and the variant ST1 cell line. In addition, this variant also showed a trend, although not quite statistically significant, to generate larger tumors when xenografted s.c. into nude mice. Expression of genes previously described as being induced by atRA-treatment in ST1 cells is strongly impaired in the C6R resistant cell line. In addition, lower expression of RARβ, RAR&#947 and CRABP-1 was also observed in C6R cells, whereas a much higher expression of RXRγ and CRABP-2 was found in the resistant cells when compared to the parental C6 cells. As general conclusions of this work, we found that cyp26b1 is more likely to be involved in primary atRA metabolism and detoxification and does not seem to be an effector of atRA-induced cell growth arrest nor to be related to the resistance of glioma cells to atRA treatment. On the other hand, isolation and characterization of an atRA-resistant cell line suggests that atRA resistance is more likely to be due to differential expression of retinoid receptors and retinoic acid binding proteins.

Studies in humans and laboratory animals have shown that inflammation and infectious processes are associated with changes in expression and activity of cytochrome P450 (CYP), which are responsible for the metabolism of most drugs in clinical use. In this context, the objectives of this work were: observe pharmacokinetic changes of CYP450 during human visceral leishmaniasis, describe the epidemiological, clinical and laboratory characteristics of patients with visceral leishmaniasis and evaluate the activity of the isoenzymes CYP3A4, CYP2C9 and CYP2C19 in patients with visceral leishmaniasis before and after treatment. This is a cross-sectional study, developed into an inpatient unit of a school hospital linked to the Federal University of Sergipe, reference in the diagnosis and treatment of visceral leishmaniasis in the state, which involved 24 patients. The study was conducted in four phases: before treatment, immediately after treatment, ninety and one hundred and eighty days after the end of treatment. In each phase, patients ingested the medication omeprazole (CYP2C19 substrate), losartan (CYP2C9 substrate) and midazolam (CYP3A4 substrate), which were used as evidence of the enzymes for which are substrates. Collecting blood samples (5 mL) of the patients before the administration of these drugs and 15, 30, 45 minutes and 1, 2, 3, 4, 5 and 6 hours after administration of those drugs. It was also collected all urine produced in 8 hours after the ingestion of drugs and separate a aliquot of 20 mL for analysis. Liquid chromatography coupled to mass spectrometry high efficiency (LC-MS) was used for the quantification of drugs and metabolites in the samples. The reason omeprazol/5-hidróxi-omeprazol plasma concentrations obtained 4 h after drug administration was used to evaluate the activity of CYP2C19, and the CYP2C9 enzyme activity was estimated by the ratio of concentrations losartano/E-3174 in urine collected 8h after administration of the drug. To estimate the activity of CYP3A4 was calculated the apparent clearance (CL / F) of midazolam. The results showed a prevalence of the disease in males and that most cases occurred in patients residing in urban areas. In relation to the clinical findings were present weight loss, fever, malaise and hepatomegaly in 100% of participants, and 50% were diagnosed between 90 and 180 days the onset of symptoms. On laboratory changes, anemia, leukopenia, thrombocytopenia, hypoalbuminemia, normal or slightly altered transaminases were found. As the enzymatic activity, the apparent clearance of midazolam found himself reduced during illness and increased after treatment; the metabolic ratio of omeprazole plasma concentration of 5-hydroxy-omeprazole and the ratio of the concentration urine losartano/E-3174 were increased during illness, and reduced after treatment, indicating a reduction in the activity of CYP3A4, 2C9 and 2C19 during LV and increase after treatment. The knowledge that occur changes on the activity of the cytochromes P450 and, consequently, on the pharmacokinetics of drugs during visceral leishmaniasis, may contribute to better understanding of the response to drugs during the disease. / Estudos realizados em seres humanos e animais de laboratório têm demonstrado que a inflamação e os processos infecciosos estão associados a alterações na expressão e na atividade dos citocromos P450 (CYP), os quais são responsáveis pelo metabolismo da maioria dos fármacos de uso clínico. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram: observar as alterações farmacocinéticas dos CYP450 durante a LV humana, descrever as características epidemiológicas, clínicas e laboratoriais dos pacientes com leishmaniose visceral e avaliar a atividade das isoenzimas CYP3A4, CYP2C9 e CYP2C19 em pacientes com leishmaniose visceral antes e após o tratamento. Trata-se de um estudo transversal, desenvolvido em uma unidade de internamento de um hospital escola vinculado à Universidade Federal de Sergipe, referência no diagnóstico e tratamento da leishmaniose visceral no Estado, do qual participaram 24 pacientes. O estudo foi realizado em quatro fases: antes do início do tratamento, imediatamente após o término do tratamento, noventa e cento e oitenta dias após o término do tratamento. Em cada fase, os pacientes ingeriram os medicamentos omeprazol (substrato do CYP2C19), losartano (substrato do CYP2C9) e midazolam (substrato do CYP3A4), os quais foram usados como prova da atividade das enzimas para as quais são substratos. Foi realizada coleta de amostras de sangue (5 mL) dos pacientes antes da administração desses medicamentos, e 15, 30, 45 minutos e 1, 2, 3, 4, 5 e 6 horas após a administração dessas drogas. Também foi coletada toda a urina produzida nas 8h seguintes à ingestão dos medicamentos e separada uma alíquota de 20 mL para análise. A cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS-MS) foi utilizada para quantificação dos medicamentos e seus metabólitos nas amostras coletadas. A razão das concentrações plasmáticas omeprazol/5-hidróxi-omeprazol obtidas 4h após a administração do fármaco foi usada para avaliar a atividade do CYP2C19, e a atividade da enzima CYP2C9 foi estimada pela razão das concentrações losartano/E-3174 na urina coletada nas 8h seguintes à administração do fármaco. Para estimar a atividade do CYP3A4 foi calculado o clearence aparente (CL/F) do midazolam. Os resultados mostraram que houve predomínio da doença no sexo masculino e que a maioria dos casos ocorreu em pacientes residentes na zona urbana. Em relação ao quadro clínico, estiveram presentes emagrecimento, febre, hepatomegalia e mal estar em 100% dos participantes, e 50% deles foram diagnosticados entre 90 e 180 dias do início dos sintomas. Sobre as alterações laboratoriais, foram encontradas anemia, leucopenia, plaquetopenia, hipoalbuminemia, transaminases normais ou levemente alteradas. Quanto à atividade enzimática, o clearence aparente do midazolam encontrava-se reduzido durante a doença e aumentado após o tratamento; a razão metabólica da concentração plasmática de omeprazol-5-hidróxi-omeprazol e a razão da concentração losartano/E-3174 na urina encontravam-se aumentadas durante a doença e reduzidas após o tratamento, indicando uma redução da atividade dos CYP3A4, 2C9 e 2C19 durante a LV e um aumento após o tratamento. O conhecimento de que ocorrem alterações na atividade dos citocromos P450 e, consequentemente, na farmacocinética das drogas durante a LV, pode contribuir para um melhor entendimento da resposta aos medicamentos durante a doença.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jaquelane.pdf: 1247761 bytes, checksum: c3396b2f5aa59cae9b817bf74a866e28 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / High prevalence in Brazil, specifically in the Amazon Region, malária is a parasitic infectious disease with socioeconomic impact sin endemic areas. Plasmodium vivax is the most prevalent agent and has been associated with cases of severe malária before attributed only to Plasmodium falciparum. Genetic variability in host metabolism of antimalárial drugs, influenced by the polymorphism of cytochrome P450(CYP), could lead to significant changes in antimalárial treatment response. Little is known about the influence of genetic factors in the increase of the individual susceptibility of the host to development of severe disease. Therefore, this project aimed to determine the frequency of alleles CYP2B6*6, CYP2C8*3 and CYP2D6*4 in patients with vivax malária, to evaluate the relationship between the alleles found and the occurrence of severe malária and further establish the hematological and biochemical profile among carriers of alleles found. Therefore, we used peripheral blood samples of patients with vivax malária treated at a health care reference in Manaus-AM. Which were extracted leukocyte DNA, which in turn were amplified by real-time PCR using TaqMan ® system for allelic discrimination. The frequencies of the alleles CYP2B6*6, CYP2C8*3 and CYP2D6*4 were 28.26%, 6.7%, 8.87%, respectively. The CYP2D6*4 allele was more prevalent among patients diagnosed with severe vivax malária, and was associated with normal levels of reticulocytes, erythrocytes and hematocrit. Future studies are needed to understand the clinical implications of the polymorphisms found in patients with vivax malária. / De elevada prevalência no Brasil, especificamente na Região Amazônica, a malária é uma doença infecto-parasitária com impactos socioeconômicos em áreas endêmicas. O Plasmodium vivax é o agente de maior prevalência e tem sido associado a casos graves de malária antes atribuída apenas ao Plasmodium falciparum. A variabilidade genética do hospedeiro no metabolismo de fármacos antimaláricos, influenciada pelo polimorfismo de isoformas do citocromo P450 (CYP), poderia levar a alterações significativas na resposta terapêutica antimalárica. Pouco se conhece sobre a influência dos fatores genéticos no aumento da susceptibilidade individual do hospedeiro ao desenvolvimento de formas graves da doença. Portanto este projeto objetivou determinar a frequência dos alelos CYP2B6*6, CYP2C8*3 e CYP2D6*4 em pacientes com malária vivax, avaliar a relação entre os alelos encontrados e a ocorrência de malária grave e ainda estabelecer o perfil hematológico e bioquímico entre os portadores dos alelos encontrados. Para tanto foram utilizadas amostras de sangue periférico de pacientes com malária vivax atendidos numa unidade de saúde de referência na cidade de Manaus-AM. Dos quais foram extraídos o DNA leucocitário, que por sua vez foram amplificado por PCR em tempo real usando o sistema TaqMan® para a discriminação alélica. As freqüências dos alelos CYP2B6*6, CYP2C8*3 e CYP2D6*4 foram 28,26%, 6,7%, 8,87%, respectivamente. O alelo CYP2D6*4 foi o mais prevalente entre os pacientes diagnosticados com malária vivax grave, e também foi associado a níveis normais de reticulócitos, eritrócitos e hematócrito. Estudos futuros são necessários para compreender as implicações clínicas dos polimorfismos encontrados em pacientes com malária vivax.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-06T18:25:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mariana Côrtes de Sousa - 2012.pdf: 1542160 bytes, checksum: 797a42ca723c95277c56015ce09b4be1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-06T18:30:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mariana Côrtes de Sousa - 2012.pdf: 1542160 bytes, checksum: 797a42ca723c95277c56015ce09b4be1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T18:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mariana Côrtes de Sousa - 2012.pdf: 1542160 bytes, checksum: 797a42ca723c95277c56015ce09b4be1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Flavonoids are an important class of natural products candidate drugs, and low molecular weight polyphenols, widely distributed throughout the plant kingdom. Investigations on its activities over the past 30 years, demonstrated a potential to prevent several diseases, among them cardiovascular diseases, inflammatory disorders, viral infections, diabetes and neurological disorders, in addition to its known antioxidant. The family of cytochrome P450 (CYP) is composed of monooxygenases, which play a crucial role in the metabolism of endogenous and exogenous substances, and participates in the metabolism of flavonoids. In this paper we describe the application of a methodology for exploring combined in silico prediction of sites of metabolism of quercetin, rutin, naringin and naringenin, found in abundance in nature. A methodology used was ligand based drug design (LBDD) to predict the sites of metabolism (SOM) and the program MetaPrint2D most likely estimate of the metabolites, combined with the method structure based drug design (SBDD) by using molecular docking and energy minimization, to predict the interaction of quercetin, rutin, naringin and naringenin with the isoforms CYP2C9 and CYP1A2. Metabolites were found several Phase I with catalytically active distance (<5 Å) and interaction sites described in the literature, with hydroxylation reactions of aliphatic, aromatic hydroxylation, dealkylation and O-dealkylation. The proposed in silico metabolic hydroxylation at the position corresponding to the C3' were consistent with studies in vitro and in vivo experiments described in the literature for naringin and naringenin. Amino acids of the active site of CYP isoforms have been identified as important in the positioning of the flavonoids quercetin, rutin, naringin and naringenin toward the heme, confirming the involvement of these isoforms in the metabolism of flavonoids. / Os flavonóides representam uma importante classe de produtos naturais candidatos à fármacos, sendo polifenóis de baixo peso molecular, amplamente distribuídos no reino vegetal. Investigações sobre suas atividades, nos últimos 30 anos, demonstraram uma prevenção potencial de diversas patologias, dentre elas doenças cardiovasculares, desordens inflamatórias, infecções virais, diabetes e desordens neurológicas, além de sua conhecida ação antioxidante. A família do citocromo P450 (CYP) é composta de monooxigenases, que desempenham um papel crucial no metabolismo de substâncias endógenas e exógenas, e participa do metabolismo de flavonóides. Neste trabalho, descrevemos a aplicação de uma metodologia in silico combinada para explorar a previsão dos sítios de metabolismo dos flavonóides quercetina, rutina, naringenina e naringina, encontrados em abundância na natureza. Utilizou-se uma metodologia baseada nos ligantes (LBDD) para previsão dos sítios de metabolismo (SOM) pelo programa MetaPrint2D e previsão dos metabólitos mais prováveis, combinado à metodologia baseada na estrutura do receptor (SBDD) através da utilização de docking molecular e minimização de energia, para prever a interação de quercetina, rutina, naringenina e naringina com as isoformas CYP2C9 e CYP1A2. Foram encontrados diversos metabólitos de Fase I, com distâncias cataliticamente ativas (< 5 Å) e sítios de interação descritos na literatura, apresentando reações de hidroxilação alifática, hidroxilação aromática, desalquilação e O-desalquilação. Os metabólitos propostos in silico correspondentes à hidroxilação na posição C3’ foram com coerentes com estudos in vitro e in vivo descritos na literatura para naringenina e naringina. Aminoácidos do sítio ativo das isoformas de CYP foram identificados como importantes no posicionamento dos flavonóides quercetina, rutina, naringenina e naringina em direção ao heme, confirmando a participação dessas isoformas no metabolismo de flavonóides.