Deep geological repository has been investigated as a solution for long term storage of spent nuclear fuel in Sweden for more than 40 years now. The Swedish nuclear fuel and waste management company (SKB) are commissioning the deep repository and they must ensure that nuclear waste is isolated from the environment for thousands of years. During this time the containment must withstand physical stress and corrosion. It is important for a safety analysis to determine the different reactions that could occur during this time. If the physical barriers break down, radiolysis of water will occur. Hydrogen peroxide formed during the radiolysis can oxidize the exposed surface of the fuel, which increases the dissolution of radiotoxic products. Hydrogen peroxide can also catalytically decompose on the surfaces of the fuel. This project set out to figure out the selectivity for catalytic decomposition of hydrogen peroxide. This was to be done analytically with coumarin as a scavenger for detecting hydroxyl radicals formed when hydrogen peroxide decomposes. This produces the fluorescent 7-hydroxycoumarin that with high precision could be measured using spectrofluorometry. The results were giving approximately 0.16% ratio between •OH-production and hydrogen peroxide consumption. Similar experiments were done with ZrO2 for comparison, but the results were largely inconclusive. The effect of bicarbonate (a groundwater constituent) was also investigated. Adding bicarbonate increased the reproducibility of the experiments and increased the dissolution of uranium. Both the uranium and the bicarbonate increased the screening effects which minimized the fluorescent signal output by the 7-hydroxycoumarin. / Geologiskt djupförvar av förbrukat kärnbränsle har undersökts som lösning i Sverige i över 40 år nu. Svensk kärnbränslehantering (SKB) driftsätter det geologiska djupförvaret och måste säkerställa att det förbrukade kärnbränslet hålls isolerat från omgivningen i tusentals år. Under denna tid måste förseglingen stå emot fysikalisk stress och korrosion. Det är därför viktigt för en säkerhetsanalys att undersöka de olika reaktioner som kommer ske. Om förseglingen bryts ned kommer kärnbränslet i kontakt med vattnet i berggrunden vilket leder till radiolys av vatten. Väteperoxid som skapas under radiolysen kan sedan oxidera den exponerade ytan av kärnbränslet, detta ökar upplösningen av radiotoxiska produkter. Väteperoxiden kan även katalytisk sönderdelas på kärnbränslets yta. Syftet med arbetet var att få fram selektiviteten för katalytisk sönderdelning av väteperoxid. Detta skulle uppnås analytiskt med kumarin som avskiljare för detektion av hydroxylradikaler som bildas när väteperoxid sönderdelas. Detta producerade det fluorescerande 7-hydroxykumarinet som med hög precision kunde mätas spektrofluorometriskt. Resultaten gav en ca 0,16% förhållande mellan •OH-produktion och väteperoxidkonsumtion. Likartade experiment gjordes med ZrO2 för jämförelse men resultaten var ofullständiga. Effekten av bikarbonat (en beståndsdel i grundvatten) undersöktes också. Genom addition av bikarbonat ökade experimentens reproducerbarhet och ökade även upplösningen av uran. Både uranet och bikarbonaten minskade den utgående fluorescerande signalen från 7-hydroxykumarinet.

As a part of search for bioactive natural products from the plants in collaboration with the Natural Products Discovery Institute (NPDI), ten plant extracts were investigated for their antiplasmodial activity against Plasmodium falciparum Dd2 strain. Twenty-eight compounds were isolated, and twelve of them were new compounds. The structures of all these compounds were determined by analysis of their mass spectrometric, 1D and 2D NMR, and ECD spectrum. Among these natural products, there were three compounds with good antiplasmodial activity, trichospirolide A with an IC50 value of 1.5 μM, malleastrumolide A with an IC50 value of 2.7 μM, and (+)-lariciresinol with an IC50 value of 3.7 μM. In addition to the studies of drug delivery of bioactive natural product, doxorubicin, a novel thiolated doxorubicin analog were designed and synthesized. Its analogs and PEG stabilizing ligands were then conjugated to gold nanoparticles and the resulting Au-Dox constructs were evaluated by TEM. The release of native drug can be achieved by the action of reducing agents, and that reductive drug release gave the cleanest drug release. / Ph. D. / Natural products from plants have been used as medicines for a very long history, with the best known example of antimalarial drugs. There were two famous antimalarial natural products used as medicines. The first one is an alkaloid, quinine which was isolated from cinchona bark in 1817. Its analog chloroquine was discovered in 1934 and was very effective. But in 1950’s the Plasmodium parasite developed resistance and chloroquine resistant plasmodia were widely spread all over the world. Today, the major antimalarial drug is a sesquiterpenoid, artemisinin which was isolated from artemisia in 1972. Unfortunately, the first report on drug resistance to artemisinin derivative have appeared in 2010. In the future, artemisinin may be useless. So we need to discover new antimalarial natural products. This dissertation focuses on the isolation and structural elucidation of fourteen new natural products with potential antimalarial activities from ten plant extracts.

O presente trabalho trata da síntese de sondas fluorescentes visando a detecção e quantificação de íons metálicos e ânions de toxicidade relevante para humanos e meio ambiente. Utilizamos os núcleos fluorescentes da fluoresceína, cumarina e pireno nos processos de síntese, aos quais foram estrategicamente acopladas estruturas capazes de interagir seletivamente com os analitos em questão. Devido às características distintas das sondas, dividimos o trabalho em três capítulos onde cada um abordará uma classe de núcleo fluorescente. No primeiro deles, trataremos de dois derivados de cumarina, onde um deles é capaz de identificar e quantificar o ânion fluoreto, e o outro o íon cobre (II). No segundo capítulo trataremos de dois derivados de fluoresceína homologados à estrutura de aminoácidos, que se mostraram úteis na detecção de íons trivalentes (Al3+, Ga3+, Fe3+ e Cr3+) e também Hg2+. No terceiro capítulo apresentaremos um derivado de pireno seletivo ao Hg2+ tanto em meio aquoso quanto orgânico. Nos três capítulos utilizamos da técnica de espectrofluorimetria como principal ferramenta de estudo e aplicação dos sistemas. Durante as caracterizações e investigações dos mecanismos de detecção, utilizamos de maneira integrada as técnicas de espectrofluorimetria resolvida no tempo, espectroscopia de absorção no UV-vis, RMN de 1H e 13C e espectrometria de massas. A união de técnicas espectroscópicas complementares nos permitiu a completa caracterização estrutural dos compostos sintetizados e também um maior aprofundamento das propostas dos mecanismo de detecção dos analitos. De modo geral, o trabalho aborda áreas distintas dentro da química e da física, resultando em um conjunto de interfaces científicas com bom entrelace. Serão discutidas estratégias de síntese orgânica, caracterizações fotofísicas, estudos de mecanismo de detecção e aplicação analítica para cada uma das moléculas apresentadas nesta tese. / The present work deals with the synthesis of fluorescent probes towards the detection and quantification of metal ions and anions of relevant toxicity for humans and the environment. We used as building blocks the fluorescent cores of fluorescein, coumarin and pyrene, to which were coupled structures capable to interact selectively with analytes. Due to the distinct characteristics of the probes, we split the work into three chapters where each will address a core class. In the first one, we will deal with two coumarin derivatives, where one is able to identify and quantify the fluoride anion, and other the copper (II) ion. At the second chapter, we will describe two fluorescein derivatives attached to amino acids, which proved useful in the detection of trivalent ions (Al3+, Ga3+, Fe3+ e Cr3+) and Hg2+. In the last chapter, we will introduce a derivative of pyrene selective to Hg2+ detection in both aqueous and organic solvents. In all the three chapters, the spectrofluorimetry technique was the primary tool of study and application of the systems. During the structural characterizations and mechanism investigations, we used also time resolved spectrofluorimetry, UV-Vis absorption spectroscopy, 1H and 13C NMR, and mass spectrometry. The integration of spectroscopic techniques allowed us to a complete structural characterization of the synthesized compounds and the discussion of detection mechanism proposals. In general, the work deals with different areas within the chemistry and physics, resulting in a set of interfaces with good scientific interlace. Strategies in organic synthesis, structural and photo-physics characterizations, detection mechanisms and analytical application were the objective and the achievement of the present thesis.

Orientador: Luiz Carlos da Silva Filho / Resumo: Derivados de cumarina representam uma grande e importante classe de produtos naturais com diversas atividades biológicas. Entretanto, com a eletrônica orgânica e a utilização de novos materiais como absorvedores de luz, derivados de cumarina têm despertado grande interesse da comunidade científica. As cumarinas possuem grande absorção na região visível e alto rendimento quântico de fluorescência, o que sugere ser um material promissor para aplicação como corantes em células solares. Entre os métodos de síntese de cumarina descritos na literatura, podemos citar a reação de Knoevenagel, Pechmann e Perkin. A reação multicomponente (RMC) é outro método de síntese dos derivados de cumarina e foi desenvolvido pelo nosso grupo de pesquisa. As RMCs ocorrem entre três ou mais reagentes em uma única etapa reacional, no mesmo frasco. Os compostos de interesse foram obtidos através dos reagentes de partida: 4-aminocumarina, derivados de aldeído e benzoilacetato de etila, catalisados por ácidos de Lewis. A reação ocorreu na presença de NbCl5, em N2, sob refluxo, em DCM, DCE, MeCN, MeOH ou THF durante 5, 24 ou 48 h. Essas foram as condições reacionais estudadas para se estabelecer protocolos de síntese para a formação dos produtos de interesse. Os resultados mais promissores foram obtidos em 24 h, com DCE e NbCl5, com rendimentos que variam entre 38 e 58%. As caracterizações ópticas mostraram um comprimento de onda de absorção em torno de 355 nm, emissão de fluorescência em torno de 420 nm... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Coumarin derivatives represent a large and important class of natural products with diverse biological activities. However, with organic electronics and the use of new materials as light absorbers, coumarin derivatives have aroused great interest from the scientific community. Coumarins have high absorption in the visible region and high fluorescence quantum yield, which suggests to be a promising material for application as dyes sensitized solar cells. Among the methods of coumarin synthesis described in the literature, we can mention the reaction of Knoevenagel, Pechmann and Perkin. The multicomponent reaction (MCR) is another method of synthesis of coumarin derivatives and was developed by our research group. MCRs occur between three or more reactants in a single reaction step, in the same flask. Compounds of interest were obtained from the starting reagents: 4-aminocoumarin, aldehyde derivatives and ethyl benzoylacetate, catalysed by Lewis acids. The reaction occurred in the presence of NbCl5, in N2, under reflux in DCM, DCE, MeCN, MeOH or THF for 5, 24 or 48 h. These were the reactional conditions studied to establish synthesis protocols for the formation of the products of interest. The most promising results were obtained in 24 h with DCE and NbCl5 with yields ranging from 38 to 58%. The optical characterizations showed an absorption wavelength around 355 nm, fluorescence emission around 420 nm and fluorescence quantum yield reaching 0.129%. Also, the reactants: furan-... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T18:47:45Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovany Albino de Souza - 2014..pdf: 2844479 bytes, checksum: 8192fe53e727f5009913ce9db209bef1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T14:29:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovany Albino de Souza - 2014..pdf: 2844479 bytes, checksum: 8192fe53e727f5009913ce9db209bef1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T14:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovany Albino de Souza - 2014..pdf: 2844479 bytes, checksum: 8192fe53e727f5009913ce9db209bef1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-10-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we produced a fluorescent system composed of diphenylalanine (FF) nanoestructures containing the (2-benzothiazolyl)-7-dietilaminocoumarin (C6) dye as fluorescent additive. The morphological characteristics of the nanostructures and the influence of the additive on the FF self-organization were studied by scanning electron microscopy. The photophysical properties of the fluorescent system were assessed by photostationary fluorescence spectroscopy. From the morphological analysis, it was observed that the additive favors the FF self-organization, which can be attributed to the influence of the C6 aromatic rings on the π stacking interactions among the FF units. Also, it was observed that the characteristic blue fluorescence of the nanostructures at 400 nm, shifts to 408 nm in the presence of the additive. This is a result of an energy transfer complex that is formed between the FF and the C6, which promotes the fluorescence of the system from relaxed hybrid excited states. The photophysical behavior of the fluorescent system towards different concentrations of a suppressor, the molecular oxygen, was evaluated. Solutions containing the fluorescent additive alone showed poor sensitivity towards oxygen, as expected based on the properties of substituted coumarin derivatives when exposed to oxygen. However, the effect of the interaction between the FF nanostructures and the additive on the coumarin derivative sensitivity towards oxygen quenching was assessed and a remarkable increase of the dye sensitivity was observed. Therefore, we tested the applicability of this newly developed fluorescent system as a sensor for dissolved oxygen (DO) from water samples for potential application in environmental monitoring. The sensitivity and reproducibility of the fluorescent system quenching by DO were carried out in water samples from a tank containing fish specimen. In order to validate the fluorescence quenching measurements in the presence of varying DO concentration with time, the DO measurements were also simultaneously performed by the conventional electroanalytical method. We then observed that the variations in fluorescence intensities of the system agreed with the concentrations of DO measured by the conventional method. / Neste trabalho, produziu-se um sistema fluorescente de nanoestruturas de difenilalanina (FF) contendo (2-benzotiazolil)-7-dietilaminocumarina (C6) como aditivo fluorescente. As características morfológicas das nanoestruturas peptídicas e o efeito do aditivo na auto-organização da FF foram estudadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as propriedades fotofísicas do sistema fluorescente foram estudadas por espectroscopia de fluorescência fotoestacionária. Das análises morfológicas, verificou-se que o aditivo favorece a auto-organização das nanoestruturas peptídicas, o que pode ser explicado pelo efeito dos anéis aromáticos da C6 nas interações de π stacking entre as unidades de FF. Quanto às propriedades fotofísicas, observou-se que a luminescência azul característica das nanoestruturas e com máximo em 400 nm sofre um desvio batocrômico, ocorrendo em torno de 408 nm, o que é atribuído à formação de um complexo de transferência de energia entre a FF e a C6 que promove a luminescência do sistema a partir de estados híbridos relaxados. O comportamento fotofísico do sistema foi avaliado frente a concentrações distintas de um supressor, o oxigênio molecular. Soluções contendo apenas o aditivo fluorescente apresentou baixa sensibilidade ao oxigênio, o que era esperado, baseado em sua constituição e nas características de cumarinas substituídas frente a supressão. No entanto, o efeito da interação entre as nanoestruturas peptídicas com o aditivo fluorescente derivado de cumarina sobre a sensibilidade do aditivo quanto à supressão de fluorescência foi avaliada e averiguou-se que há um significativo aumento da sensibilidade do composto fluorescente frente a presença de oxigênio molecular. Com isso, também avaliou-se a aplicabilidade do sistema desenvolvido como sensor de oxigênio dissolvido (OD) em amostras de água, como sugestão de aplicação de monitoramento ambiental. A sensibilidade e reprodutibilidade do sistema fluorescente frente a supressão pelo OD foram analisadas em amostras de água de aquário contendo peixes. Para a validação das medidas da supressão da fluorescência com relação à variação da concentração de OD com o tempo, medidas de OD foram realizadas, simultaneamente, empregando o método eletroanalítico convencional. Observou-se, com isso, que as variações de intensidades de fluorescência do sistema apresentaram uma concordância com as quantidades de OD obtidas pelo método convencional.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A cumarina (1,2-benzopirona) Ã um composto aromÃtico encontrado em vÃrias espÃcies vegetais. Este trabalho objetivou avaliar as aÃÃes da cumarina em modelos comportamentais de ansiedade, depressÃo e sedaÃÃo, tais como, campo aberto, rota rod, labirinto em cruz elevado (LCE), placa perfurada e suspensÃo da cauda, procurando esclarecer os mecanismos atravÃs de doseamento de aminoÃcidos em cÃrtex prÃ-frontal e hipocampo de camundongos atravÃs de HPLC (High Perfomance Liquid Chomatography). Foram utilizados camundongos albinos, variedade Swiss Webster, adultos, machos, pesando entre 25-30 g, provenientes do BiotÃrio do Departamento de Fisiologia e Farmacologia da UFC. A cumarina (CUM) foi administrada de forma aguda por via intraperitoneal nas doses de 5, 20 ou 40 mg/kg. Os resultados mostram que a CUM, em todas as doses utilizadas, diminuiu a atividade locomotora, o nÃmero de rearing e grooming no teste do campo aberto, sugerindo uma possÃvel aÃÃo sedativa. No rota rod nÃo alterou a coordenaÃÃo motora ou causou dÃficit muscular nos animais, sugerindo que seus efeitos nÃo se devem ao bloqueio neuromuscular perifÃrico. No LCE e no teste da placa perfurada, a cumarina mostrou seu efeito ansiogÃnico, pois reduziu todos os parÃmetros analisados no LCE, como o nÃmero de entradas nos braÃos abertos (NEBA), percentagem de entrada nos braÃos abertos (PEBA), Tempo de permanÃncia nos braÃos abertos (TPBA) e percentagem do tempo de permanÃncia nos braÃos abertos (PTBA), assim como o nÃmero de head dips na placa perfurada. Ainda com o intuito de esclarecer as alteraÃÃes ocorridas na atividade locomotora dos animais, foi administrada a levodopa + carbidopa (L-DOPA), que levou a um pequeno aumento na atividade locomotora, em relaÃÃo ao grupo da CUM. Quando associada ao haloperidol (HALO) - antagonista dopaminÃrgico, o efeito da L-DOPA foi revertido. HALO + CUM causou uma maior interferÃncia na locomoÃÃo, como um efeito sinÃrgico. A cumarina nÃo apresentou efeito antidepressivo no teste da suspensÃo da cauda, pois aumentou o tempo de imobilidade dos animais. A imipramina (antidepressivo) diminuiu este parÃmetro. No doseamento de aminoÃcidos neurotransmissores houve aumento nos nÃveis de GABA no cÃrtex prÃ-frontal, de maneira semelhante ao diazepam, podendo explicar em parte a diminuiÃÃo da atividade locomotora. TambÃm aumentaram glutamato, glicina e taurina no grupo tratado com 20 mg/kg de cumarina. No hipocampo os nÃveis de glutamato foram significativamente reduzidos. Estas aÃÃes podem estar ligadas ao aumento ou diminuiÃÃo nos nÃveis de aminoÃcidos excitatÃrios e inibitÃrios e envolvimento dopaminÃrgico. O efeito ansiogÃnico da cumarina parece envolver a participaÃÃo da dopamina sobre o estriado. O aumento dos nÃveis de taurina leva a um balanÃo nos nÃveis de glutamato, o que pode explicar o efeito ansiogÃnico e possivelmente neuroprotetor da cumarina. A cumarina demonstrou aÃÃo sedativa e ansiogÃnica sobre o SNC provavelmente devido atuaÃÃo como antagonista dopaminÃrgico. Esse mecanismo pode ter sido modulado pelos sistemas gabaÃrgico e, principalmente, glutamatÃrgico no cÃrtex prÃ-frontal. / Coumarin (1,2-benzopyrone) is an aromatic compound found in many plant species. This study proposed to evaluate the coumarin actions in behavioral models of anxiety, depression and sedation activity, such as the open field, rota rod, elevated plus maze (EPM), hole board and tail suspension, still looking to clarify mechanisms by which this compound acts, through amino acids determination studies in mice prefrontal cortex and hippocampus by HPLC (High Performance Liquid Chomatography). The coumarin (CUM) was administered acutely in all tests, at doses of 5, 20 or 40 mg/kg, by intraperitoneal route. The results show that CUM, in all used doses, decreased the locomotor activity, the number of rearing and grooming in open field test, suggesting a possible sedative action. In the rota rod the coumarin did not alter the motor coordination or caused muscular deficit in animals. This suggests that the depressant effect of coumarin should not be exercised by peripheral neuromuscular blockade, but possibly the effects must involve neurons that control the central depressive activity. In the EPM and hole board test, coumarin proved its anxiogenic effect, as it reduced all examined parameters in the EPM, as NEOA, PEOA, TPOA and PTOA, as well as the number of head dips in the hole board. This opposite effect to diazepam was not reversed by flumazenil (benzodiazepine antagonist). This suggests that coumarin does not act in a similar manner to benzodiazepines. Still aiming to clarify the changes in animals locomotor activity, it was administered levodope + carbidope (L-DOPA), which led to a small increase in the locomotor activity, compared to CUM group. When associated to haloperidol (HALO) - dopaminergic antagonist, L-DOPA had its effects reversed. HALO + CUM caused greater interference in locomotion, as a synergic effect. The coumarin did not show antidepressant effect in the tail suspension test, because it increased the immobility time of animals. Imipramine (antidepressant) decreased this parameter. In the determination of amino acids neurotransmitters it was observed an increase in the GABA levels in the prefrontal cortex, similar to diazepam, which may partly explain the decrease in locomotor activity. The levels of glutamate, glycine and taurine also increased in the group treated with coumarin 20 mg/kg. In the hippocampus, significant changes occurred in levels of glutamate, which were reduced. It follows, therefore, that the CUM has sedative, anxiogenic and depressant activities. These actions can be linked to an increase or decrease of excitatory and inhibitory amino acids levels and dopaminergic involvement. The anxiogenic effect of coumarin seems to involve the dopamine participation on striatum. Increased levels of taurine leads to a balance in the glutamate levels, which may explain the anxiogenic effect and possible neuroprotective of coumarin. The coumarin demonstrate sedative and anxiogenic action in CNS probably caused by dopaminergic antagonism modulated by gabaergic system, mainly glutamatergic in the prefrontal cortex.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-13Bitstream added on 2014-06-13T20:03:06Z : No. of bitstreams: 1 luchini_ac_dr_botib.pdf: 2243081 bytes, checksum: a1465c64a552ee7a141136b663467ceb (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As cumarinas representam uma importante classe de compostos fenólicos com inúmeras propriedades farmacológicas que incluem inibição da peroxidação lipídica, da geração de ânion superóxido dependente de neutrófilos, da citotoxicidade induzida por hidroperóxido de ácido linoleíco, da atividade de lipooxigenases e ciclooxigenases, além de agirem como agentes imunossupressores e antiinflamatórios. Todas estas propriedades são essenciais para que um produto seja potencialmente ativo para o tratamento das doenças inflamatórias intestinais (DII). A sulfassalazina (primeira opção terapêutica no tratamento das DII) possui vários efeitos colaterais, especialmente quando usada em altas doses ou em períodos longos de tratamento. O objetivo do presente trabalho foi avaliar se cumarina e 4-hidroxi-cumarina possuem efeitos preventivos e/ou curativos no modelo de colite induzida por ácido trinitrobenzenosulfônico (TNBS) em ratos e também se as associações de cumarina ou 4-hidroxi-cumarina com doses menores de sulfassalazina produzem efeitos antiinflamatórios com menor incidência de efeitos colaterais decorrentes da administração da sulfassalazina. Além disso, foram feitos estudos complementares para verificar se tais cumarinas modulam a produção de citocinas próinflamatórias em cultivos celulares in vitro e ex vivo. Este estudo testou a atividade antiinflamatória dos compostos-testes cumarina (2,5 a 50mg/Kg) e 4-hidroxicumarina (5 a 50mg/Kg) e das associações de cumarina com a sulfassalazina (C5+S5; C5+S15 e C5+S25) ou da 4-hidroxi-cumarina com a sulfassalazina (4-OHC25+S5, 4-OHC25+S15 e 4-OHC25+S25) em duas condições experimentais distintas: quando a mucosa colônica está intacta (efeito preventivo); quando a mucosa colônica está afetada por um processo inflamatório intestinal (efeito curativo) assim como preventivo da recidiva do processo inflamatório... / Coumarins comprise an important class of phenolic compounds with many pharmacological properties that includes inhibition of membrane lipid peroxidation, inhibition on neutrophil-dependent superoxide anion generation, inhibition on the linoleic acid hydroperoxide-induced cytotoxicity, and inhibition on cyclooxygenase and lipoxygenase activities, which could result in antiinflammatory and immunosuppressant effect. Those are some desired features for a candidate compound in the treatment of inflammatory bowel diseases (IBD). On the other hand, the IBD are life persisting diseases with unpredictable episodic reactivations and difficult treatment in severe cases. Sulfasalazine, the first choice drug in the treatment of mild to moderately active IBD cases, presents serious side effects when used in high doses or in long-term treatment. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of coumarin and 4-hydroxy-coumarin in rat experimental intestinal inflammation. Additionally, we evaluated the possibility of coumarins association to sulfasalazine in rat intestinal inflammatory conditions. For this purpose, the antiinflammatory activity of test compounds, coumarin (2.5 to 50mg/kg) and 4-hydroxy-coumarin (5 to 50mg/kg) and associations of coumarin with sulfasalazine (C5 plus S5, C5 plus S15, C5 plus S25) or 4-hydroxy-coumarin with sulfasalazine (4-OHC25 plus S5, 4-OHC25 plus S15 and 4-OHC25 plus S25) were tested in the model of trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS) induced rat colitis in two different experimental conditions: when the colonic mucosa is intact (preventive effect), and when a previous inflammatory damage is caused to the colonic mucosa (curative effect), additionally to a reactivation of the inflammatory process (relapse prevention). The colonic damage was evaluated macroscopically, histologically and biochemically. For cell cultures evaluation of cytokine ... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-04-04T12:37:27Z No. of bitstreams: 1 PDF - Adriana Emanuelly da Silva Barros.pdf: 19265421 bytes, checksum: af4599284e024de8c6bcdbfe3856ee81 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-07-20T12:18:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Adriana Emanuelly da Silva Barros.pdf: 19265421 bytes, checksum: af4599284e024de8c6bcdbfe3856ee81 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T12:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Adriana Emanuelly da Silva Barros.pdf: 19265421 bytes, checksum: af4599284e024de8c6bcdbfe3856ee81 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The species Mikania glomerata, popularly known as guaco, is widely used in our country in the treatment of various diseases, especially in respiratory problems, a fact that justifies the inclusion of this plant in SUS phytotherapy programs. Its main constituent is coumarin (1,2-benzopyrone), used as a chemical marker for the quality control of pharmaceutical formulations containing guaco. Thus, the present work aimed to develop two analytical strategies, following the principles of green chemistry for quantification of coumarin in commercial samples of phytotherapeutic syrups containing Mikania glomerata using UV-Vis spectroscopy and digital image analysis associated with multivariate calibration comparing Reference method (HPLC). The results obtained for the proposed methods stand out for their application range, since they were able to quantify coumarin in syrups composed of different matrices: one formulation containing sugar, another without sugar, intended for diabetics, and one containing other species Associated plants. The results are in agreement with those obtained for the reference method (HPLC), the great discrepancy observed in the assay of coumarin in the techniques used in relation to the contents declared on the labels of the products commercialized, which justifies the need to perform The quality control of these medicines in order to offer a safe and reliable product to consumers. Therefore, the methods proposed here for quantification of coumarin content in commercial samples of guano-containing herbal syrups (Mikania glomerata) are promising alternatives to the routine analysis performed by high-performance liquid chromatography, given their simplicity, low cost , Speed, robustness, and follow the Principles of Green Chemistry. / A espécie Mikania glomerata, popularmente conhecida por guaco, é bastante utilizada no nosso país no tratamento de diversas enfermidades, principalmente em problemas respiratórios, fato que justifica a inclusão desta planta nos programas de fitoterápicos do SUS. Seu principal constituinte é a cumarina (1,2-benzopirona), utilizada como marcador químico para o controle de qualidade de formulações farmacêuticas que contenham o guaco. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver duas estratégias analíticas, seguindo os princípios daquímica verde para quantificação de cumarina em amostras comerciais de xaropes fitoterápicos contendo Mikania glomerata utilizando espectroscopia UV-Vis e análise por imagens digitais associadas à calibração multivariada comparando-se ao método de referência (HPLC). Os resultados obtidos para os métodos propostos destacam-se por sua abrangência de aplicação, uma vez que eles foram capazes de quantificar cumarina em xaropes compostos de diferentes matrizes: uma formulação contendo açúcar, outra sem açúcar, destinada aos diabéticos, e uma contendo outras espécies de plantas associadas. Os resultados estão de acordo com aqueles obtidos para o método de referência (HPLC), destaca-se a grande discrepância observada no doseamento da cumarina nas técnicas empregadas em relação aos teores declarados nos rótulos dos produtos comercializados, o que justifica a necessidade em se realizar o controle de qualidade destes medicamentos de modo a ofertar um produto seguro e confiável aos consumidores. Sendo assim, os métodos aqui propostos para quantificação do teor de cumarina em amostras comerciais de xaropes fitoterápicos contendo guaco (Mikania glomerata) apresentam-se como alternativas promissoras à análise de rotina realizada por cromatografia líquida de alta eficiência, dadas a sua simplicidade, baixo custo, rapidez, robustez, além de seguir os Princípios da Química Verde.

Orientador: Prof. Dr. Luciano Puzer / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2018. / Serpinas sao proteinas inibidoras de serino-proteases, responsaveis pelo controle dos mais diversos processos fisiologicos e que cujo mecanismo de inibicao consite em formar um complexo covalente com a enzima alvo, em um processo de inibicao irreversivel. A alca de centro reativo (RCL) e responsavel por interagir com a protease, mimetizando um substrato, e quando clivada se insere como uma ¿À-fita no interior da serpina, trazendo a protease e causando uma distorcao no seu sitio ativo. Como as serpinas forma ligacoes covalentes com seus alvos durante a inibicao, essas proteinas tem sido utilizadas para o estudo do mecanismo de hidrolise das serino-proteases. No entanto, elas tambem oferecem a possibilidade do desenvolvimento de novas drogas contra enzimas relacionadas com patologias, como pode ser o caso da Vioserpina, uma serpina bacteriana capaz de inibir serino-proteases do tipo tripsina-like como a calicreina tecidual humana 5. Encontrar uma maneira de produzir uma Vioserpina fluorescente pode resultar no desenvolvimento de uma poderosa ferramenta para moniotramento e controle dessa e outras enzimas envolvidas com processos patologicos, como o antigeno prostatico especifico (PSA). Dessa maneira, realizamos mutacoes pontuais no gene da Vioserpina para a incorporacao do aminoacido cumarinico via par ortogonal tRNA/aaRS por supressao do codon ambar de parada. O aminoacido cumarinico e um aminoacido nao-canonico capaz de emitir fluorescencia na comprimento de onda de 450 nm quando excitado a 363 nm, permitindo o facil monitoramento e deteccao de uma proteina. Tres residuo distintos da Vioserpina foram escolhidos para a incorporacao do aminoacido cumarinico: Trp 208, Ile 342 (P4 da RCL) e Val 343 (P3 da RCL). A incorporacao nas posicoes Trp 208 e Ile 342 resultou em proteina fluorescentes, mas truncadas apos a insercao do aminoacido. Foi possivel obter uma Vioserpina completa com o aminoacido cumarinico na posicao Ile 342, embora com rendimento muito baixo. Tal mutante apresentou capacidade de inibicao e especificidade diferentes da Vioserpina wild type, em ensaios de inibicao enzimatica contra Tripsina e Quimotripsina, indicando que o aminoacido cumarinico em P4 parece causar diferentes interacoes no momento de inibicao da serpina. Para averiguar as melhores sequencias resultantes da incorporacao do aminoacido cumarinico, foi gerada uma biblioteca de genes da Vioserpina variando aleatoriamente as posicoes P4, P2, P1 e P1f da RCL, com incosporacao do aminoacido cumarinico na posicao P3 (Val 343). A biblioteca de Vioserpina foi apresentada por Phage Display no capsideo do fago M13 fusionada a proteina PIII, utilizando Biopanning para selecao das melhores sequencias com incorporacao do aminoacido nao-canonico, contra a serino-protease quimotripsina. A biblioteca de fagos gerou cinco sequencias com melhor inibicao que da Vioserpina, e mostrou que a insercao do aminoacido cumarinico parece acontecer com maior frequencia quando flanqueado por aminoacidos hidrofobicos ou sem cargas. A incorporacao do aminoacido cumarinico em sequencias da Vioserpina foi bem sucedida, sendo possivel avaliar a insercao de tal aminoacido na capacidade inibitoria dessa serpina. A investigacao da insercao de aminoacido nao-canonicos por Phage Display e Biopanning representa um grande passo para entender melhor como ocorre a incorporacao de tais aminoacidos, e quais residuos podem ocupar com maior naturalidade suas posicoes laterais. / Serpins are serine protease inhibitor proteins, responsible for the control of the most diverse physiological processes and whose mechanism of inhibition consists in forming a covalent complex with the target enzyme, in an irreversible inhibition process. The reactive center loop (RCL) acts as a bait for the protease, and when cleaved it inserts as a â-strand inside the molecule, distorting the protease active site. As serpins form covalent bonds with their targets, these proteins have been used to study the hydrolysis mechanism of serine proteases. However, they also offer the possibility of developing new drugs against disease-related enzymes, as is the case of Vioserpin, a bacterial serpin capable of inhibiting trypsin-like serine proteases such as human tissue kallikrein. Finding a way of producing fluorescent Vioserpin may result in the development of a powerful tool for monitoring and controlling this and other enzymes involved in pathological processes, such as prostate specific antigen (PSA). Thus, we performed point mutations in the Vioserpin gene for incorporation of the coumarin amino acid through tRNA/aaRS orthogonal pair by suppression of the amber stop codon. The coumarin amino acid is a non-canonical amino acid capable of emitting fluorescence at 450 nm when excited at 363 nm, allowing for easy detection of a protein. Three different residues of Vioserpin were chosen for incorporation of the coumarin amino acid: Trp 208, Ile 342 (P4 in RCL) and Val 343 (P3 in RCL). Incorporation at positions Trp 208 and Ile 342 resulted in fluorescent but truncated proteins following amino acid insertion. A complete Vioserpin bearing the coumarin amino acid at the Ile 342 position was possible, although at very low yield. Such a mutant exhibited different inhibition and specificity compared to Vioserpin wild type in enzymatic inhibition assays against trypsin and chymotrypsin, indicating that the coumarin amino acid at P4 appears to cause different interactions during serpin inhibition. To ascertain the best sequences resulting from coumarin amino acid incorporation, a Vioserpin gene library was generated by randomly varying the P4, P2, P1 and P1' positions in RCL, with coumarin amino acid incorporated at the P3 (Val 343) position. The Vioserpin library was exhibited by Phage Display in the M13 phage capsid fused to the PIII protein, using Biopanning against chymotrypsin to select the best sequences with incorporation of the non-canonical amino acid. The phage library generated five sequences with better inhibition than Vioserpin, and pointed to coumarin amino acid insertion appearing to occur more frequently when flanked by hydrophobic or uncharged amino acids. The incorporation of the coumarin amino acid into Vioserpin sequences was successful, and it is possible to evaluate the insertion of such amino acid in the inhibitory capacity of this serpin. The investigation of non-canonical amino acid insertion by Phage Display and Biopanning represents a great step to better understand how the incorporation of such amino acids occurs, and which residues may more naturally occupy their lateral positions