O estudo computacional da interação de biomoléculas com metais de transição é bastante desafiador. Sendo assim, investigamos computacionalmente diferentes propriedades eletrônicas, estruturais e hiperfinas de complexos metálicos, a saber: a) o gradiente do campo elétrico de Crown thioethers coordenados à Ag e ao Cd e comparado com as medidas da técnica espectroscópica Time Differential Perturbed Angular Correlation durante o decaimento nuclear 111Ag -> 111Cd ; b) o acoplamento hiperfino no metal coordenado à bases de Schiff e comparado com as medidas de ressonância eletrônica paramagnética durante o equilíbrio ceto-enol; c) a interação termodinâmica entre o complexo [Cu(isaenim)]2+ e o sulco menor do DNA, por meio da dissociação do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, comparada com a energia livre experimental fornecida pela constante de equilíbrio de formação deste sistema; e d) por meio do cálculo do acoplamento hiperfino realizamos alguns passos na direção da caracterização teórica do complexo supramolecular no estado ligado. Utilizamos a teoria do funcional da densidade no esquema de Kohn-Sham para obter as propriedades hiperfinas eletrônicas e magnéticas dos complexos metálicos. No estudo do equilíbrio ceto-enol utilizamos simulações de dinâmica molecular clássica e híbrida QMMM para estimar as distancias Cu-Oágua. No caso do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, simulações de dinâmica molecular e metadinâmica clássica foram utilizadas para propor uma rota de reconhecimento molecular em um oligômero de DNA. / Computational study of the interaction of biomolecules with transition metals is very challenging. Thus, we have investigated different electronic, structural and hyperfine properties of the metal complexes: a) the electric field gradient properties of Crown thioethers coordinated with Ag and Cd and compared to Time Differential Perturbed Angular Correlation measurements during nuclear decay; b) the hyperfine coupling in the metal of Schiff basis coordinated with copper and compared to electronic paramagnetic resonance measurements during the keto-enol equilibrium; c) the thermodynamic interaction between [Cu(isaenim)]2+ complex and the DNA minor groove, by the dissociation of this supramolecular complex, comparing its free energy experimental provided by the formation constant; and d) through the calculation of the hyperfine coupling in the Cu, we characterized the bound state of this supramolecular complex. We used the density functional theory in the Kohn-Sham scheme in order to obtain the electric and magnetic hyperfine properties of the metal complexes. In the keto-enol equilibrium study, we used classic and QMMM molecular dynamics to estimate the Cu-Owater distances. Regarding [Cu(isaenim)]2+-DNA system, classical molecular dynamics and metadynamics simulations were used to propose a molecular recognition route in a DNA oligomer.

A determinação de estruturas tridimensionais de quelatos com metais pesados e de alguns potencialmente úteis agentes quelantes, é uma ferramenta muito importante no estudo de complexos que poderão agir como antídotos na intoxicação por ingestão de metais pesados. Um conhecimento detalhado destes complexos é exigido para auxiliar na modelagem de estruturas moleculares e na determinação de procedimentos que sejam mais efetivos na neutralização dos processos, desenvolvidos por indivíduos com intoxicação crônica por metais pesados. Aqui serão reportados os resultados de um estudo sistemático de complexos [TlMe2L], onde L = 2-mercapto-3-piridina ácido carboxílico (I), 6-mercapto-3-piridinametoxicarboxilato (II), 2-mercapto-3-piridina-metoxicarboxilato (III), 6-mercapto-3-piridina-etoxicarboxilato (IV) e 2-mercapto-3-piridina-etoxicarboxilato (V). O estudo dos arranjos supramoleculares destes complexos mostra que, apesar das diferenças na simetria dos grupos espaciais e os substituintes nos ligantes, o empacotamento no cristal são similares. Os complexos formam polimeros infinitos em uma, duas e três dimensões, baseadas em interações TI - S, T1 - N e T1 - O e ligações de hidrogênio. Existem várias formas de correções dos dados de difração de raios X em monocristais. Durante o processamento das intensidades coletadas realizam-se várias correções, tais como de Lorentz, polarização, absorção e eventualmente correção por deterioração da amostra. A correção por absorção é fortemente recomendada para cristais que possuem fortes absorvedores em sua forma estrutural. Foram estudados os efeitos da absorção dos raios X em amostras cristalinas e uma comparação dos resultados obtidos ao aplicar os diferentes métodos de correções por absorção disponíveis. Constatou-se que após serem realizados diferentes formas de correção por absorção, houve diferenças significativas nas figuras de mérito, picos e vales de densidade de carga residual e parâmetros de deslocamentos anisotrópicos. Já nos ângulos e distâncias de ligações não foram observados mudanças significativas. / The determination of the three-dimensional structures of heavy-metal chelates and of some potentially useful chelating agents is a very important to01 in the study of complexes that may act as antidotes against poisoning by ingestion of heavy metals. A detailed knowledge of these complexes is expected to assist in the design of molecular structures and procedures that are more effective in counteracting the life threatening processes inevitably developed by individuals with chronic heavy-metal intoxication. Within this framework a series of dimethylthallium(III) complexes were studied. Here we present complexes of the type [TlMe2L], where L=2-mercapto-3- pyridine carboxylic acid(I), 6-mercapto-3-pyridine-methoxycarboxylate(II), 2-mercapto-3-pyridine-methoxycarboxylate(III), 6-mercapto-3-pyridineethoxycarboxylate(IV) and 2-mercapto-3-pyridine-ethoxycarboxylate(V). The study of the supramolecular arrangement of these complexes shows that, in spite of the differences in space group symmetry and substituents in the ligand, the crystals packing are remarkably similar. The complexes form infinite polymers in one, two and three dimensions, based upon TI-S, T1-0 e T1-N covalent bonds and intermolecular secondary interactions. The complexes also present strong hydrogen bond intermolecular interactions. There are many forms of corrections to the data collected in a single crystal X-ray diffration experiment. During the data reduction many corrections take place, such as: Lorentz, polarization, absorption and eventualy corrections for the deterioration of the sample. The absorption correction is strongly recommended for crystals with strong absorbers in its structural form. The effect of the absorption of the X rays has been studied in crystalline samples, as well as a comparison between the result obtained from the different available methods of absorption corrections. This work that showed different forms of absorption correction, made significant differences in the merit figures, peak and hole of residual charge density, as well as the anisotropic displacements parameters. Bonds distances and angles, on the other hand, did not change significantly.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-05T19:35:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Monezi Montel - 2015.pdf: 4015331 bytes, checksum: 793195b96d26505a33dde69ed1f9eee3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-06-06T12:36:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Monezi Montel - 2015.pdf: 4015331 bytes, checksum: 793195b96d26505a33dde69ed1f9eee3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T12:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Monezi Montel - 2015.pdf: 4015331 bytes, checksum: 793195b96d26505a33dde69ed1f9eee3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / Glioblastoma multiforme (GBM) is the malignant brain tumor most frequent in adults characterized by its high proliferative and invasive properties in addition of its high resistance to the available treatments. Therefore, the investigation of novel agents able to improve survival and overall life quality of GBM patients is extremely needed. Ruthenium compounds have revealed to be good candidates as antitumor drugs demonstrating antiproliferative activity in some types of cancer such as breast, prostate and lung. Besides the chemical properties specific for these compounds, ruthenium also presents a variety of radioisotopes that can be potentially used in radionuclide therapy (RT). In this work we investigated the antitumor effect of non-radioactive and radioactive Ruthenium II Fosfinic Complexes (RFCs) [Ru(pic)(bipy)(dppb)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppe)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppf)]PF6 and [Ru(pic)(bipy)(dppp)]PF6 on GBM cell lines and evaluated its potential use for RT. The GBM cell lines: U87 (expressing native p53 protein) and T98 (expressing mutant p53 protein), as well as human pulmonary fibroblast (MRC5) were treated with diffferent concentrations of non radioactive and radioactive RFCs. Radioactive ruthenium complexes containing 103Ru were produced by neutron activation at the TRIGA MARK-I IPR-RI with a thermal neutronic flux of 4.3x1012 n.cm-2.s-1. Cell viability were evaluated by MTT assay, morphological alterations and RFCs mechanism of action were analyzed by phase contrast and fluorescence microscopy with DAPI and double acridine orange/ethidium bromide staining. Generation of oxygen reactive species (ROS) by RFCs was detected by diclorofluorescein (DCF) assay and quantification of the produced fluorescence was analyzed in ImageJ software (NIH, Bethesda, MD, USA). All tested compounds were cytotoxic to the cells in a dose-dependent manner presenting IC50 in the range of 1.49 µM to 27.8 µM and between 2.3x10-4 µM to 6.2x10-4 µM for non-radioactive and radioactive RFCs respectively. The RFCs induced morphological alterations indicative of cell death by apoptosis and/or necrosis such as decreasing cell size, cell roundness, nuclear fragmentation, cromatin condensation and formation of apoptotic bodies. RFCs neutronic activated demonstrated higher cytotoxic activity than its non-radioactive counterparts suggesting that upon neutronic activation 103Ru,  particles emitter, showed sinergistic antitumor effect. Therefore, ruthenium based complexes can serve as a prototype for the development of new anticancer drugs, as well as, the use of its radioisotopes may be considered for RT. Based on the published literature and to the best of our knowledge so far this is the first report describing the potential use of radioactive ruthenium compounds in GBM. / O glioblastoma multiforme (GBM) é o tumor cerebral maligno mais frequente em adultos, caracterizado por uma alta capacidade proliferativa e invasiva, além da alta resistência aos tratamentos disponíveis. Por isso, a investigação de novos agentes que possam melhorar a sobrevida e a qualidade de vida dos pacientes com GBM é extremamente necessária. Os compostos de rutênio têm se revelado bons candidatos como drogas antitumorais, apresentando atividade antiproliferativa em alguns tipos de câncer, tais como: mama, próstata e pulmão. Além das propriedades químicas, específicas destes compostos, o rutênio apresenta também radioisótopos que podem ser potencialmente usados na terapia por radionuclídeos (TR). Neste trabalho investigou-se o efeito antitumoral dos complexos fosfínicos de Rutênio (II) (CFRs): [Ru(pic)(bipy)(dppb)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppe)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppf)]PF6 e [Ru(pic)(bipy)(dppp)]PF6, não radioativos e radioativos, sobre linhagens celulares de GBM e avaliou-se o seu potencial uso em TR. As linhagens celulares de GBM: U87 (proteína p53 nativa) e T98 (proteína p53 mutante), assim como, células de fibroblastos pulmonares humanos (MRC5) foram tratadas com diferentes concentrações dos CFRs não radioativos ou radioativos. Os CFRs radioativos contendo 103Ru foram ativados neutronicamente utilizando o reator nuclear TRIGA MARK-I IPR-RI, com fluxo neutrônico de 4,3x1012 n.cm-2.s-1. A viabilidade celular foi avaliada pelo ensaio de MTT, alterações morfológicas e mecanismo de morte induzido pelos CFRs nas células tratadas foram identificados por microscopia de contraste de fase e de fluorescência utilizando coloração com DAPI ou dupla coloração com Laranja de acridina/Brometo de etídeo. A capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) pelos CFRs foi detectada pelo ensaio com diclorofluoresceína (DCF) e a quantificação da fluorescência produzida foi analisada no software image J (NIH, Bethesda, MD, USA). Todos os compostos foram citotóxicos de maneira dose-dependente, apresentando valores de IC50 variando de 1,49 µM a 27,8 µM e entre 2,3x10-4 µM a 6,2x10-4 µM em células de GBM para os compostos não radioativos e radioativos, respectivamente. Os compostos induziram alterações morfológicas indicativas de morte por apoptose e/ou necrose, como encolhimento e arredondamento celular, fragmentação nuclear, condensação da cromatina, formação de corpos apoptóticos. Os CFRs ativados neutronicamente apresentaram maior atividade citotóxica que os CFRs não-radioativos, indicando que os isótopos 103Ru, emissores de partículas β apresentaram efeito antitumoral sinergístico. Portanto, os complexos a base de rutênio podem servir como protótipo para o desenvolvimento de novos antineoplásicos, assim como, a utilização de seus radioisótopos podem ser considerados para TR. Com base na literatura, até a presente data, este é o primeiro relato do uso de compostos radioativos de rutênio em GBM.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-25T13:05:33Z No. of bitstreams: 1 tatianeteixeiratavares.pdf: 3772269 bytes, checksum: 8821743d6e28a3199f34b158e2341bb1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-03-03T13:29:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tatianeteixeiratavares.pdf: 3772269 bytes, checksum: 8821743d6e28a3199f34b158e2341bb1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T13:29:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tatianeteixeiratavares.pdf: 3772269 bytes, checksum: 8821743d6e28a3199f34b158e2341bb1 (MD5) Previous issue date: 2014-04-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O câncer é considerado uma das principais causas de óbito no mundo todo, sendo que seu tratamento pode ser realizado através da radioterapia, cirurgia e quimioterapia. A partir da descoberta da atividade anticancerígena da cisplatina, a investigação a respeito do uso de complexos metálicos como fármacos cresceu de forma expressiva. No intuito de melhorar o espectro de atividade antitumoral, diminuir os efeitos colaterais e a resistência celular, o desenvolvimento de novos complexos metálicos têm sido de grande interesse em pesquisas científicas. A química de coordenação das tiossemicarbazonas tem se destacado devido à sua capacidade quelante, diversidade estrutural e aplicações biológicas. Além da atividade antitumoral, algumas tiossemicarbazonas vêm sendo utilizadas no desenvolvimento de drogas antibacterianas, tendo também apresentado boa atividade antiviral. As interações das tiossemicarbazonas com íons metálicos têm sido muito estudadas devido ao interesse em suas propriedades biológicas e químicas, além do estudo da atividade biológica de seus complexos metálicos. Tais estudos têm sido direcionados principalmente para a identificação de grupos diretamente ligados ao metal e no estabelecimento da estrutura formada por estes compostos de coordenação. Visando obter novos compostos de platina(II), paládio(II) e ouro(I) que apresentem atividade biológica, este trabalho promove a síntese de vinte e quatro complexos utilizando seis ligantes do grupo das tiossemicarbazonas. Os complexos obtidos foram caracterizados por análise elementar, Raman, IV, UV-vis, espectroscopia de RMN, espectrometria de massa, TG/DTA e voltametria cíclica. Os efeitos citotóxicos dos complexos foram investigados frente a células de carcinoma de cólon de camundongo (CT26.WT) e melanoma (B16-F10) e células sadias de rim (BHK-21). Alguns dos complexos estudados apresentaram citotoxicidade comparável ou melhor do que a da cisplatina, principalmente os complexos de ouro e trifenilfosfina. A atividade antibacteriana dos compostos foi também avaliada contra Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica subsp. entérica serovar Typhimurium e Escherichia coli. A coordenação ao íon metálico fez aumentar a atividade antibacteriana, principalmente para os complexos de ouro(I). Todos os ligantes tiossemicarbazonas e seus respectivos complexos de ouro, com e sem o grupo fosfina, foram avaliados quanto à capacidade em inibir a atividade da enzima tiorredoxina redutase (TrxR). Os complexos de ouro não fosfínicos demonstraram ser inibidores mais eficazes da TrxR na menor concentração testada (5 μM) do que seus respectivos complexos fosfínicos. Entretanto, ambos os grupos de complexos (ouro com fosfina e ouro sem o grupo fosfina) foram inibidores da enzima TrxR mais eficientes do que seus respectivos ligantes livres. / Cancer is considered one of the main causes of death around the world. This disease can be treated using radiotherapy, surgery, and chemotherapy. The development of novel compounds which are more active and less toxic and which could eventually become antitumor drugs constitutes a research area of great relevance. Since the discovery of the anticancer activity of cisplatin, studies involving the use of metal complexes as drugs have grown substantially. Aiming to improve the spectrum of antitumor activity, decrease side effects and cellular resistance, the development of new metallic complexes is considered of great importance. The coordination chemistry of thiosemicarbazones has great interest considering their variable donor ability, structural diversity and biological applications. Besides anticancer activity, some thiosemicarbazones have been used in the development of antibacterial drugs, and others have demonstrated antiviral activity. Aiming to obtain novel platinum(II), palladium(II) and gold(I) complexes that exhibit biological activity, we have synthesized twenty four complexes using thiosemicarbazones as six ligands. The interactions between thiosemicarbazones and metal ions have been investigated due to the interest in their biological and chemical properties. Investigations have been conducted to identify the groups directly bound to the metal and the structure of the coordination compounds formed. The novel complexes that were developed have been characterized by elemental analyses, Raman, IR, NMR spectroscopy, mass spectrometry, TG/DTA and Cyclic Voltammetry. The cytotoxities of the compounds have been investigated against tumor cell lines (B16-F10 and CT26.WT) and non-tumor cell line (BHK-21). Some of the studied complexes have shown cytotoxicity comparable to or better than that of cisplatin, mainly gold complexes with triphenylphosphine. The antibacterial activities of the compounds have been assayed against Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica subsp. entérica serovar Typhimurium e Escherichia coli. Coordination to metallic ion has proven to be a good strategy for improving the antibacterial activity, especially for the gold(I) complexes. All thiosemicarbazone and their respective gold(I) complexes were evaluated for their ability to inhibit the activity of the thioredoxin reductase (TrxR) enzyme. The non-substituted phosphines turned out to be effective inhibitors of TrxR at the lower concentration tested (5μM) when compared to the gold phosphine complexes. Both complexes, in most of the cases, were more efficient TrxR inhibitors than the ligands.

Estudos sobre a inserção de complexos oxindolimínicos de cobre(II) ou zinco(II) em argilas sintéticas beidelitas foram desenvolvidos visando obter carregadores inorgânicos capazes de promover a liberação modificada de metalofármacos. Investigações anteriores mostraram que os complexos estudados são promissores agentes antitumorais. São capazes de se ligar ao DNA, nas alças menor ou maior dependendo do ligante, causando danos oxidativos através da formação de espécies reativas de oxigênio (EROs), especialmente radicais hidroxil, no caso de complexos de cobre, que apresentam atividade redox. Também interagem com mitocôndrias levando a uma diminuição do potencial de membrana e atuando como agentes desacopladores. Constituem assim compostos indutores de apoptose ou morte celular programada. Adicionalmente inibem proteínas envolvidas no ciclo celular, como topoisomerase I humana e quinases dependentes de ciclina (CDK1 e CDK2). As beidelitas foram sintetizadas e caracterizadas por métodos já descritos na literatura. Posteriormente, em presença dos complexos, formaram materiais híbridos do tipo beidellita/[complexo]. A caracterização das argilas e dos materiais híbridos obtidos foi realizada usando diferentes técnicas: espectroscopias UV/Vis, IV e EPR, análise termogravimétrica, difratometria de raios X. Na caracterização dos complexos utilizou-se ainda espectrometria de massas (ESI-MS). Os materiais híbridos preparados mostraram-se estáveis e capazes de inviabilizar células tumorais (HeLa), no caso dos materiais híbridos com compostos de cobre(II), com IC50 na faixa de 0,11 a 0,41 mg/mL. Ao contrário, os compostos análogos de zinco(II) e as argilas puras mostraram-se não-tóxicas frente às mesmas células. Os resultados obtidos indicam uma promissora possibilidade de uso das beidellitas como carregadores destes complexos metálicos. / Studies on the insertion of oxindolimine complexes of copper(II) or zinc(II) in synthetic beidellites clays have been developed to obtain an inorganic support capable of promoting the modified-release of metallopharmaceuticals. Previous investigations have shown that the studied complexes are promising antitumor agents. They are able to bind to DNA, in the minor or major groves, causing oxidative damage via formation of reactive oxygen species (ROS), especially hydroxyl radicals, in the case of copper complexes, which have redox properties. They also interact with mitochondria leading to a decrease of membrane potential and acting as decoupling agent. Thus, these compounds can induce apoptosis or programmed cell death. Additionally, they inhibit proteins involved in the cell cycle, such as human topoisomerase I and cyclin dependent kinases (CDK1 and CDK2). The beidellites were synthesized and characterized by methods described in the literature. Additionally, in the presence of these complexes were obtained hybrid materials type beidellita/[complex]. The characterization of clays and the obtained hybrid materials were performed using different techniques: spectroscopy UV/Vis, IR and EPR, thermogravimetric analysis, X-ray powder diffraction. In the characterization of the complexes mass spectrometry (ESI-MS) was also used. The prepared hybrid materials were stable and able to derail tumor cells (HeLa) in the case of hybrid materials with copper(II) compounds, with IC50 in the range from 0.11 to 0.41 mg/mL. Unlikely, the analogous compounds of zinc(II) and pure clays have proved to be non-toxic facing the same cells. These results indicate a promising possibility of using the beidellites as carriers of these antitumor metal complexes

Neste trabalho, foram sintetizados complexos de cobre e ferro, com ligantes imínicos, obtidos a partir de 2-acetilpiridina e 2-(2-aminoetilpiridina) (apyepy), ou 2-acetilpiridina e 2-(aminometil)benzimidazol (apyambi), e com ligantes comerciais (ácido nitrilotriacético ou picolínico), capazes de catalisar a oxidação de poluentes, como benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX). Foi utilizado o tolueno como composto-modelo destes poluentes, que foi degradado com o uso de peróxido de hidrogênio, persulfato de sódio, ácido peracético ou peróxidos de metais alcalinos como agentes oxidantes. Os ligantes imínicos foram obtidos a partir de precursores carbonílicos e amínicos adequados, através de reações de condensação, e os correspondentes complexos metálicos de cobre(II), ferro(II) ou ferro(III) foram isolados utilizando métodos usuais de nosso laboratório. A caracterização dos compostos foi feita através de diversas técnicas analíticas e espectroscópicas: UV/Vis, infravermelho (IV) e de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Posteriormente, foi feita a inserção desses complexos de ferro e de cobre sintetizados em matrizes inorgânicas de niobatos e a verificação de sua reatividade em comparação com as mesmas espécies em solução. Monitorou-se a degradação do tolueno pelo peróxido de hidrogênio por cromatografia gasosa e os resultados obtidos indicaram boa atividade catalítica dos complexos, tanto em solução como inseridos em matrizes de niobato. Em solução, os complexos imínicos foram mais ativos que os de ligantes comerciais. Os compostos de ferro com ambos os ligantes imínicos mostraram-se melhores catalisadores que os correspondentes de cobre e um dos ligantes testados foi o mais eficiente (apyepy) com ambos os metais. A inserção em niobatos, aparentemente, preserva o catalisador e mantém sua atividade por mais tempo, mostrando que a inserção em niobatos beneficia o processo / In this work, iron and copper complexes were synthesized, with imine ligands obtained from 2-acetylpyridine and 2-(2-aminethylpiridine) (apyepy), or 2- acetylpyridine and 2- (aminomethyl)benzimidazole (apyambi) and commercial ligands (nitriletriacetic and picolinic acids) that are able to catalyze the oxidation of pollutant compounds as benzene, , ethylbenzene and xilenes (BTEX). Toluene was used as model compound of those pollutants, and its degradation was verified by using hydrogen peroxide, alkaline peroxide, sodium persulfate, or peracetic acid as oxidant agent. The imine ligands were obtained from adequate carbonyl and amine precursors, in condensation reactions, and the corresponding copper(II), iron(II) and iron(III) complexes were isolated by usual methods developed in our laboratory. Their characterization was carried out by analytical and spectroscopic techniques (UV/Vis, IR and EPR). Those complexes were then inserted in inorganic matrices (niobates) e its reactivity were compared to that of the analogous species in solution. Toluene degradation by hydrogen peroxide was monitored by gas chromatography, and the results showed good catalytic activity of all the complexes, both in solution and inserted into niobate matrices. In solution, the imine complexes were more efficient than the species with commercial ligands. The iron compounds with both imine ligands acted as better catalysts than the corresponding copper species, and for both metals those with the ligand apyepy were the most efficient in both cases. The insertion in niobates apparently preserves the catalyst and maintains its activity for longer, attesting that the insertion ameliorated the process.

Estudos sobre a inserção de complexos oxindolimínicos de cobre(II) ou zinco(II) em argilas sintéticas beidelitas foram desenvolvidos visando obter carregadores inorgânicos capazes de promover a liberação modificada de metalofármacos. Investigações anteriores mostraram que os complexos estudados são promissores agentes antitumorais. São capazes de se ligar ao DNA, nas alças menor ou maior dependendo do ligante, causando danos oxidativos através da formação de espécies reativas de oxigênio (EROs), especialmente radicais hidroxil, no caso de complexos de cobre, que apresentam atividade redox. Também interagem com mitocôndrias levando a uma diminuição do potencial de membrana e atuando como agentes desacopladores. Constituem assim compostos indutores de apoptose ou morte celular programada. Adicionalmente inibem proteínas envolvidas no ciclo celular, como topoisomerase I humana e quinases dependentes de ciclina (CDK1 e CDK2). As beidelitas foram sintetizadas e caracterizadas por métodos já descritos na literatura. Posteriormente, em presença dos complexos, formaram materiais híbridos do tipo beidellita/[complexo]. A caracterização das argilas e dos materiais híbridos obtidos foi realizada usando diferentes técnicas: espectroscopias UV/Vis, IV e EPR, análise termogravimétrica, difratometria de raios X. Na caracterização dos complexos utilizou-se ainda espectrometria de massas (ESI-MS). Os materiais híbridos preparados mostraram-se estáveis e capazes de inviabilizar células tumorais (HeLa), no caso dos materiais híbridos com compostos de cobre(II), com IC50 na faixa de 0,11 a 0,41 mg/mL. Ao contrário, os compostos análogos de zinco(II) e as argilas puras mostraram-se não-tóxicas frente às mesmas células. Os resultados obtidos indicam uma promissora possibilidade de uso das beidellitas como carregadores destes complexos metálicos. / Studies on the insertion of oxindolimine complexes of copper(II) or zinc(II) in synthetic beidellites clays have been developed to obtain an inorganic support capable of promoting the modified-release of metallopharmaceuticals. Previous investigations have shown that the studied complexes are promising antitumor agents. They are able to bind to DNA, in the minor or major groves, causing oxidative damage via formation of reactive oxygen species (ROS), especially hydroxyl radicals, in the case of copper complexes, which have redox properties. They also interact with mitochondria leading to a decrease of membrane potential and acting as decoupling agent. Thus, these compounds can induce apoptosis or programmed cell death. Additionally, they inhibit proteins involved in the cell cycle, such as human topoisomerase I and cyclin dependent kinases (CDK1 and CDK2). The beidellites were synthesized and characterized by methods described in the literature. Additionally, in the presence of these complexes were obtained hybrid materials type beidellita/[complex]. The characterization of clays and the obtained hybrid materials were performed using different techniques: spectroscopy UV/Vis, IR and EPR, thermogravimetric analysis, X-ray powder diffraction. In the characterization of the complexes mass spectrometry (ESI-MS) was also used. The prepared hybrid materials were stable and able to derail tumor cells (HeLa) in the case of hybrid materials with copper(II) compounds, with IC50 in the range from 0.11 to 0.41 mg/mL. Unlikely, the analogous compounds of zinc(II) and pure clays have proved to be non-toxic facing the same cells. These results indicate a promising possibility of using the beidellites as carriers of these antitumor metal complexes

O presente trabalho apresenta estudos de lesão em biomoléculas (DNA e 2\'-deoxiguanosina) induzida por Cu(III)/tetraglicina (Cu(III)/G4), radicais de óxidos de enxofre (SO3·-, SO4·-, SO5·-), HO· e HSO5-, espécies estas geradas durante a autoxidação de S(IV) na presença de Cu(II)/G4 ou Cu(II) (ausência de tetraglicina) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II)). A formação dos radicais SO3·- e HO· foi detectada pela técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). As técnicas de espectrofotometria e dicroísmo circular foram empregadas para avaliar a formação de Cu(III)/G4 em diferentes condições experimentais, na presença e ausência de S(IV), e a interação entre os complexos de cobre (II)/(III) e a molécula de DNA. A eficiência da formação de Cu(III) depende da acidez, concentração de S(IV) e dos tampões utilizados. A lesão no DNA plasmidial pUC19 foi verificada empregando-se a técnica de eletroforese em gel de agarose. A extensão da lesão no DNA depende da acidez, concentração de S(IV), tempo de incubação e da presença de um segundo íon metálico. Usando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi possível estudar a oxidação de 2\'-deoxiguanosina a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-deoxiguanosina na presença dos oxidantes fortes gerados durante a autoxidação de S(IV) catalisada por Cu(II)/G4. Um estudo comparativo do efeito de vários íons metálicos evidenciou o sinergismo de Cu(II) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II), complexados ou não com tetraglicina). / The present work presents studies related to biomolecules damage (DNA and 2\'-deoxyguanosine) induced by Cu(III)/tetraglycine (Cu(III)/G4), oxysulfur radicals (SO3·-, SO4·-, SO5·-) and HSO5-, species generated during S(IV) autoxidation in the presence of Cu(II)/G4 or Cu(II) (absence of tetraglycine) and trace level of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II)). The formation of SO3·- and HO· radicals was detected by electronic paramagnetic resonance technique (EPR). Spectrophotometric and circular dichroism techniques were used to evaluate the Cu(III)/G4 formation in different experimental conditions, in the presence and the absence of S(IV), and the interaction of copper (II)/(III) complexes and DNA molecule. The effectiveness of Cu(III) formation depends on the acidity, S(IV) concentration, and buffers used. The damage on pUC 19 plasmid DNA was verified by agarose gel electrophoresis. The extent on the DNA damage was related to acidity, S(IV) concentration, incubation time and to the presence of a second metal ion. Using the high performance liquid chromatography technique (HPLC) it was possible to study the oxidation of 2\'-deoxyguanosine to 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in the presence of strong oxidants generated during the S(IV) autoxidation catalyzed by Cu(II)/G4. A comparative study of the effect of several metal ions showed the synergism of Cu(II) and traces of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II), as tetraglycine complexes or not).

This Thesis aimed the synthesis of new metal complexes with triazenido ligands and triazenes chains directly linked to ferrocene fragment by a new synthesis methodology. The complex bis-[1,3-bis(2-biphenyl)triazenido-κN1]mercury(II) was synthesized, melting point 222–224 °C and yield 82 %, characterized by IR, UV-Vis, 1H e 13C RMN, elemental analysis, mass spectrometry by ESI(+)TOF, single crystal x-ray diffraction. The triazenes 1,1’-bis[1-phenyl-3(H)triazene]ferrocene (Compound 1) and 1,1’-bis(benzo-1,2,3-triazol-1-phenyltriazene)ferrocene (Compound 6) were synthesized by ferrocene metalation with BuLi and substitution by correspondent azide, with yields higher than 70 %, melting points 151 and 160 °C, respectively, were characterized by UV-Vis (Compound 1), 1H and 13C NMR, elemental analysis, IE-MS (Compound 1) ESI(+)TOF (Compound 6), single crystal x-ray diffraction (Compoound 1), powder x-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis. Starting from Compound 1 the following heterobimetallic complexes were sinthesized: {[Fe(C5H4NNNH5C6)]2Ni2} (Compound 2), {[Fe(C5H4NNN(H)H5C6)]2Cl2Cu2} (Compound 3 with protonated triazene), {[Fe(C5H4NNNH5C6)]2[Cu(PPh3)2]2} (Compound 4), {[Fe(C5H4NNN(H)H5C6)]2Cu4} (Compound 5). Compounds 6 and 7 didn’t yields suitable single crystals for X-ray diffraction, but based on the MS-ESI(+)TOF and 1H NMR analysis the respective structures based on 1,1’-bis[1-phenyl-3(H)triazene]ferrocene could be predicted. The new triazenes synthesis by methodology under study showed good yields and can be done in two steps. The compounds purification is simple by only extraction with organic solvent and water precipitation followed by filtration enabling the development of further new triazenes including other metallocenes and other azides. / O objetivo desta tese foi a síntese de novos complexos metálicos envolvendo ligantes triazenidos e triazenos diretamente ligados ao ferroceno. Foi sintetizado o complexo bis-[1,3-bis(2-bifenil)triazenido-κN1]mercúrio(II) com ponto de fusão 222–224 °C e rendimento de 82 %, caracterizado por infravermelho, UV-Vis, 1H e 13C RMN, análise elementar, espectroscopia de massas por ESI(+)TOF, difração de raios X em monocristal. Os triazenos 1,1’-bis[1-fenil-3(H)triazeno]ferroceno (Composto 1) e 1,1’-bis(benzo-1,2,3-triazol-1-feniltriazeno)ferroceno (Composto 6) foram sintetizados por metalação via BuLi, seguida da substituição pela azida correspondente com rendimentos superiores a 70 %, com pontos de fusão de 151 e 160 °C, respectivamente, foram caracterizados por UV-Vis (Composto 1), 1H e 13C RMN, análise elementar, espectroscopia de massas por IE (Composto 1) ESI(+)TOF (Composto 6), difração de raios X em monocristal (Composto 1), difração de raio X de pó, microscopia eletrônica de varredura e análise termogravimétrica. A partir do Composto 1 foram sintetizados os complexos multinucleares: {[Fe(C5H4NNNH5C6)]2Ni2} (Composto 2), {[Fe(C5H4NNN(H)H5C6)]2Cl2Cu2} (Composto 3 com triazeno protonado), {[Fe(C5H4NNNH5C6)]2[Cu(PPh3)2]2} (Composto 4), {[Fe(C5H4NNN(H)H5C6)]2Cu4} (Composto 5). O Composto 6 e o Composto 7 não resultaram em cristais adequados para medida, com as análises por EM-ESI(+)TOF e 1H RMN pode-se fazer uma predição da estrutura baseada nas estruturas com o 1,1’-bis[1-fenil-3(H)triazeno]ferroceno. A síntese de novos triazenos pela metodologia estudada possui bom rendimento e é realizada em apenas duas etapas, a purificação dos triazenos é simples, envolvendo apenas a extração com solvente orgânico e a precipitação em água seguida de filtração possibilitando o desenvolvimento de novos triazenos com outros metalocenos e outras azidas.

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