Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Absorção Ótica Eletrônica foram utilizadas para estudar-se os complexos de Cobre (II) com tris-hidroximetil aminometano em solução. A análise dos parâmetros de RPE e óticos medidos na solução a diversos pHs foi feita tendo-se à mão as curvas de formação dos complexos. Estas curvas foram construídas em função do pH da solução, usando os dados de equilíbrio químico publicado por K. S. Bai e Martell (J. Inorg. Nucl. Chem. 31 (1969) 1697-1707), numa faixa de concentração de tris na qual este reagente é usando como tampão em estudos biológicos e químicos. Determinou-se cinco conjunto de parâmetros de RPE (go, ao, a11 e A11, correspondentes a diferentes complexos de íon metálico. Cada um desses espectros é encontrado em determinados intervalos de pH, sendo possível associá-los aos complexos previstos nas curvas de formação. A maior estabilidade dos complexos que se formam a pHs mais altos segundo as constantes de equilíbrio é evidenciada pelos valores e go isotrópico (RPE) menores pelos desdobramentos hiperfino isotrópico ao (RPE) e de campo cristalino (ótica) maiores do que os encontrados nas soluções menos alcalinas. A formação do complexo quelato neutro a pH alcalino foi observada, e obteve-se seu tensor g, das medidas do cristal simples. Este tensor encontra-se em bom acordo com o valor de g isotrópico determinado em solução (go=1/3(gxx+gyy+gzz)). Existe evidência de que este complexo seja pentacoordenado). Observou-se similaridade entre os parâmetros para os complexos coordenados por: 2N e 1N+1 0‾ 3N e 2N+1 0&#8254 ; 4N e 2N+2 0&#8254. Isto leva à conclusão de que do ponto de vista energético a coordenação de nitrogênio Cu2+ e a coordenação do oxigênio negativo ao Cu2+ nestes complexos são equivalentes, pelo menos dentro de nossa resolução experimental. / Electron Paramagnetic Ressonance (EPR) and optical visible spectroscopies were used to study the complexes of Cu (II) íon with tris-hydroxymethylamino methane (tris) in solution. Analyses of EPR and optical parameters measured in solution were made using the calculated formation curvesof the complexes. These formation curves were calculated as function of the solution pH, on the basis of the equilibrium constants published by K.S. Bai and Martell (J. Inorg.Nucl. Chem. 31 (1969)-1967-1707), for a concentration of this normally employed in a buffer in biochemical studies. Five sets of EPR parameters ((go, ao, a11 e A11) were determined corresponding to different metal complexes. Each det is found in a characteristic pH range and it was possible to make a correlation of these complexes with the appear in the formation curve plot. The greater stability of the complexes in the high pH range is indicated by the values of go, wich are smaller and the values of the hyperfine splittings ao and the crystal field splittings (from optical measurements) which are greater tahn at the less alcaline solutions. The formation of the neural chelate complexa t alcaline pH was observed, and its g-factors were obtained from measurements with the single crystal. These g-factors agree very well with the solution value (go=1/3(gxx+gyy+gzz)) and the orthorombic symmetriy is obtained. Evidence is present that this complex is penta-coordinated. It was observed a similarity between the EPR parameters for the complexes coordinated by: : 2N e 1N+1 0‾ 3N e 2N+1 0&#8254 ; 4N e 2N+2 0&#8254. This lead us the conclusion that from the energetical point of view the coordination of Cu2+ to nitrogen or to negative oxigen in these cases are equivalent, at or our resolution is not sufficent to differentiate between them.

Em trabalhos anteriores nós apresentamos um sensor sólido de óxido nítrico (NO) preparado pelo método sol-gel utilizando como aprisionadores complexos de Fe 2+ -DETC. Neste trabalho, reportamos o efeito de alguns surfactantes (CTAB-catiônico, SDS-aniônico, Triton X100-neutro e o plurônico F127) sobre o sensor. A ressonância paramagnética eletrônica (RPE) foi usada para quantificar o número de moléculas de NO-Fe 2+ -DETC. A presença dos surfactantes aumenta a resistência mecânica dos sensores sólidos, sendo mais pronunciada nos sensores contendo CTAB e Triton. Sem os surfactantes não há sinal do complexo NO-Fe 2+ - DETC. O tempo de secagem foi otimizado para 30 min. O sinal mais intenso foi obtido com os sensores contendo os surfactantes a 12 mM. Os surfactantes de um modo geral aumentam a quantidade de NO aprisionado. A difusão do NO foi estimada através do tempo de aprisionamento do NO sendo maior na presença do F127 e SDS. A saturação do sinal de NO nos sensores acontece em 10 min. Uma maior mobilidade dos complexos NO-Fe 2+ -DETC foi encontrada nos sensores contendo SDS e F127 e foi estimada pela forma de linha. Para os sensores no estado sólido o limite de detecção foi de 2 µM utilizando o F127 como aditivo, para o SDS, CTAB e Triton o limite foi de 6 µM, 8 µM e 10 µM respectivamente. Na solução coloidal a menor quantidade detectada foi de 0,1µM também com o F127. A sensibilidade dos sensores aumenta em pelo menos 5 vezes nos sensores sólidos preparados com o F127 em detrimento aos demais e pode ser melhorada utilizando surfactantes mistos. / In previous work we present a solid sensor for nitric oxide (NO) prepared by sol-gel method using the trapped complex of Fe 2+ -DETC. In this work, we report the effect of some surfactants (CTAB, cationic, anionic, SDS, Triton-X100 and neutral pluronic F127) on the sensor. The electron paramagnetic resonance (EPR) was used to quantify the number of molecules of NO-Fe 2+ -DETC. The use of surfactant increases the mechanical strength of solid sensors, being more pronounced in sensors containing CTAB and Triton. Without the surfactant no EPR signal of the complex NO-Fe 2+ -DETC was observed. The drying time was optimized to 30 min. The strongest EPR signal was obtained with the sensors containing the surfactant to 12 mM. The surfactants in general increase the amount of NO trapped. The diffusion of NO was estimated by the time of trapping of the NO that it was higher in the presence of F127 and SDS. The signal saturation of the NO sensors occurs in 10 min. A higher mobility of the complex NO-Fe 2+ -DETC was found in sensors containing SDS and F127 and was estimated by lineshapes. For the solid state sensors the detection limit was 2 µM using the F127 as additive and for the SDS, CTAB and Triton the limit was 6 µM, 8 µM and 10 µM respectively. In the colloidal solution the least amount detected was 0.1 µM also with the F127. The sensitivity of the sensors increases at least 5 times in the solid sensors prepared with the F127 in detriment to the other and can be improved by using mixed surfactants.

Derivados metálicos de aminoácidos são sistemas modelo simples para o estudo de íons metálicos em estruturas que simulam proteínas. O principal objetivo dessas investigações é avaliar as magnitudes dos parâmetros de acoplamento por interação de troca e relacioná-Ias aos caminhos químicos de supertroca. Foram realizadas medidas através da técnica de Ressonância Paramagética Eletrônica (RPE) em mono cristais dos compostos Cu2+:Gly-Trp e Cu2+:Trp-Gly, nas frequências 9,3 e 33GHz e à temperatura ambiente. Ambos os complexos estão no grupo espacial P212121, com quatro moléculas quimicamente idênticas, mas magneticamente não equivalentes, por cela unitária (Z=4). Essas moléculas formam duas subredes (1 e 2) acopladas por uma interação de troca inter-rede. Cada subrede contem dois íons de cobre não equivalentes, acoplados por uma interação de troca intra-rede. O composto Cu2+:Gly-Trp apresenta duas linhas parcialmente resolvidas em algumas direções do campo magnético aplicado no plano ac, ao passo que há apenas uma linha para todas as orientações nos outros dois planos cristalográficos. O desacoplamento dos espectros leva aos fatores-g moleculares. g⊥=2,0554(3) e g//=2,2086(7) (Cu2+:Gly-Trp). Os espectros de RPE mostram apenas uma linha para todas as direções de campo nos três planos cristalográficos para o Cu2+:Trp-Gly. Portanto, os eixos principais magnéticos são os eixos cristalográficos e a decomposição não é possível através de métodos matemáticos. Medidas utilizando um mono cristal de Zinco (Zn2+:Trp-Gly) ou frequências mais altas (90GHz) podem ajudar na solução desse problema. Os fatores-g moleculares para o composto Cu2+:Trp-Gly foram, então, tomados como sendo aqueles determinados previamente através de medidas em solução aquosa do mesmo composto por M.C.Lara et al. Os dados de RPE juntamente com a teoria de Kubo- Tomita permitem avaliar os acoplamentos intra-rede (J(1)) e inter-rede (J(1,2)) por interação de troca. Os seus valores são /J(1)/I =53,7mK e /J(1,2 /I =7,lmK para o Cu2+:Gly-Trp e /J(1)/=990mK e /J(1,2)/=48,4mK para o Cu2++:Trp-Gly. Eles são discutidos em termos da estrutura cristalina dos compostos, sendo os caminhos para transferência eletrônica constituídos por pontes de hidrogênio e interações cátion-π para o Cu2+:Gly-Trp, e ligações químicas covalentes e interações cátion-π para o Cu2+ +:Trp- Gly. Os valores calculados para /J(1)/ no composto Cu2+: Gly- Trp e /J(1,2)/ no Cu2+:Trp-Gly são uma boa estimativa da magnitude do acoplamento mediado por interações cátion-π. / Metal derivatives of amino acids are simple model systems to study properties of metal ions in protein-like structures. The main purpose of those investigations is to evaluate the magnitudes of exchange coupling parameters and correlate their values with the chemical paths for superexchange. Electron Paramagnetic Resonance (EPR) measurements have been performed in single crystals of the compounds Cu2+:Gly-Trp and Cu2+:Trp-Gly at 9.3 and 33GHz, at room temperature. Both complexes crystallize in the space group P212121, with four chemically identical but magnetically non-equivalent molecules per unit cell (Z=4). These molecules are arranged in two subsets (1 and 2) coupled by an intersubset exchange coupling. Each subset contains two non-equivalent and interacting copper ions (intrasubset exchange coupling). The compound CU2+:Gly-Trp has two partially resolved lines for some field directions in the ac plane, while there is on1y one line along any direction in the other two crystallographic planes. The decoupling of the spectra leads to g⊥=2,0554(3) and g//=2,2086(7) molecular g-factors (Cu2+:Gly-Trp). The EPR spectra show only one line for all field directions in the three crystallographic planes for Cu2+:Trp-Gly. Then, the magnetic principal axes are the crystallographic axes and the g-factor decomposition is not possible by mathematical methods. Measurements of a Zinc (Zn2+:Trp-Gly) single crystal or measurements using high microwave frequencies (90GHz) may help to solve this problem. The molecular g-factors for the compound Cu2+:Trp-Gly were taken to be those ones determined previously from aqueous solution measurements of the same complex by M.C.Lara et al. The EPR data used in conjunction with the Kubo and Tomita\'s theory allow to evaluate the intrasubset (J(1)) e intersubset (J(1,2)) exchange interaction parameters. Their values are /J(1)/ =53,7mK and /J(1,2)/=7,lmK for Cu2+:Gly-Trp and /J(1)/=990mK and /J(1,2)/=48,4mK for Cu2+:Trp-Gly. They have been discussed in terms of the crystal structure of the compounds, and the paths for electron transfer are determined as hydrogen bonds and cation-π interactions for Cu2+:Gly-Trp, and a covalent chemical bond and cation-π interactions for Cu2+:Trp-Gly. The values evaluated for the /J(1)/ in Cu2+:Gly-Trp e /J(1,2)/ in Cu2+:Trp-Gly are a good estimative for the magnitude of the cation-π interactions.

Conventional treatments for prostate cancer have significant limitations making it difficult to control the disease. Cyclopropabenzindoles (CBI) are more biologically potent, stable and synthetically accessible analogues of cyclopropapyrroloindole (CPI) anti-tumour antibiotics, such as duocarmycin-SA and CC1065. A polymeric prodrug carrying a CBI drug attached to the polymeric backbone through a PSA cleavable linker peptide has two modes of selectivity: activation by PSA and the EPR effect. To synthesise a 5-amino-seco-CBI analogue, 2,4-dinitronaphthalen- 1-ol gave di-Boc-1-iodonaphthalene-2,4-diamine in five steps (triflation, SNAr displacement with iodide, reduction (loss of iodine), protection and restoration of the iodine. For the amino-seco-CBI, it was important to discriminate between N2 and N4. Acidic removal of the Boc-group(s) resulted in deiodination. NMR investigations showed an unexpected Wheland-like cationic intermediate. N3 of naphthalene-1,3-diamine was selectively trifluoroacetylated and N1 was masked with Boc. Electrophilic iodination gave an orthogonally protected 1-iodonaphthalene-2,4-diamine. Allylation at the trifluoroacetamide was followed by free radical cyclisation with TEMPO trap. Removal of the trifluoroacetyl group allowed coupling to 5-(2-(dimethylamino)ethoxy)-1H-indole-2-carboxylic acid. Reductive removal of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, substitution of the exposed hydroxy group with chloride and removal of the Boc-group gave the amino-seco-CBI drug, 5-amino-1-chloromethyl-3-(5-(2-dimethylaminoethoxy)indole-2-carbonyl)-2,3-dihydro-1H-benz[e]indole. A DNA-melting assay confirmed that it binds very strongly to dsDNA causing a 13 deg. C increase in melting temperature. The drug was a highly potent cytotoxin in vitro, with IC50 = 18 nM against LNCaP prostate cancer cells. The polymeric prodrug system involved the synthesis of the pentapeptide SSKLQ. The amide side chain of glutamine can be masked as the nitrile and this can be quantitatively hydrated to the γ-carboxamide of L-Gln with hydroperoxide. The pentapeptide was coupled to 4-methoxynaphthalen-1-amine and to poly(ethylene glycol) as a model polymeric prodrug system. Efficient release of the model drug from the polymeric prodrug by PSA will allow this polymeric prodrug system to be adopted for the synthesised amino-seco-CBI drug.

Um dos veículos de grande utilização para ativos cosméticos são os sistemas emulsionados, que são constituídos de duas fases líquidas imiscíveis e agentes tensoativos, obtidos por diferentes metodologias de emulsificação. Devido à sua excelente capacidade de solubilizar compostos hidrofílicos e lipofílicos a importância comercial e científica das emulsões entre os diversos sistemas coloidais é inquestionável. O delineamento desses sistemas exige conhecimento dos principais fatores que influenciam sua formação, propriedades físico-químicas e, consequentemente, estabilidade e performance. O uso de óleos vegetais na iensdpúésctrieias vfaergmeataciês uotliecaa gien ocsoassm, péotidcae mtoosrn cai-taser oc baadrau (vDeizp temryaxis a laattraa tVivoog. .)D, neanttirvea daos Bioma Cerrado e cujas sementes contêm um óleo com alto grau de insaturação cseonntdeor qousa nátcididaodse sg rsaixgonsif icoalenitceos teo cloinfoelreóiicso e ofsit oceosntesrtóituisi,n treesp rmesaejonrtaitánrdioos i,m aploérmta ndtee fonte de agentes capazes de atuar no combate aos processos oxidativos diretamente ligados ao envelhecimento e às doenças degenerativas. O objetivo duteilsiztaa npdeos cqoumisao ffaosi eo o ldeeossean ovo ólvleimoe enxtotr aeíd oc adraasc tesreimzaeçnãtoe s ddee sbisatreum (aDs. adliastpae).r sAoss etapas envolvidas no desenvolvimento dos sistemas estão listadas a seguir: 1) Obtenção e caracterização da matéria prima vegetal (óleo); 2) Desenvolvimento das fboarrmu u(lDaç. õaelas:t ae);s teusdtou ddoo dEaq culialísbsrieo dHeid treónfisloo aLtiivpoósfi;l oc o(EnHstLru) çrãeoq udeor iddoia gpraarma ao tóelrenoá rdioe; coabrtaidcotes;r iz3a) çEãnos afíiosisc oin-q vuiítmroi:c aA vea liaeçsãtuod doas s dme uedsatnaçbailsid easdteru tduoras iss mistiecrmoascsó pdiicsapse rdsooss sistemas dispersos mediante simulação da evaporação do produto final após aplicação na pele; estudo do efeito dos sistemas dispersos na dinâmica da membrana de estrato córneo por Ressonância Paramagnética Eletrônica. Os resultados encontrados sugerem que os sistemas dispersos desenvolvidos são potenciais alternativas na liberação de fármacos ou ativos cosméticos ou ainda, podem ser considerados produtos finais de interesse para recuperação da camada lipídica da pele. O uso de metodologia de emulsificação com baixo gasto de energia (emulsificação por inversão de fases) permitiu a obtenção de dois sistemas emulsionados estáveis: um com presença de fase gel lamelar e outro com partículas de tamanho nanométrico. O estudo das propriedades físico-químicas das formulações mostrou inexistência de quaisquer sinais de instabilidade das formulações durante o período de armazenamento em condições de temperatura específicas. A utilização de espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) forneceu informações acerca da dinâmica molecular do estrato córneo frente a aplicação do óleo e das formulações, demonstrando o potencial dos mesmos em atuar como veículos de fármacos ou ativos cosméticos visto que os espectros obtidos revelaram diferenças significativas na fluidez dos lipídios do estrato córneo, principal barreira na permeação cutânea. / The commercial and scientific importance of emulsions among the colloidal systems is unquestionable. These systems consist of two immiscible phases that could be obtained by different methods of emulsification. Emulsions have excellent ability to solubilize hydrophilic and lipophilic compounds, so, are widely used as vehicules for drugs and cosmetics. The rational design of these systems requires studies of the main factors that influence their formation, physicochemical properties and, consequently, stability and performance. Nowadays, the use of vegetable oils in the pharmaceutical and cosmetic industries becomes attractive. Dipteryx alata Vog is an oleaginous plant specie native to Cerrado. The seeds of this specie contain an oil with a high degree of unsaturation (oleic and linoleic fatty acids are the major constituents) and significant amounts of tocopherols and phytosterols, representing an important source of agents capable of acting to combat the oxidative processes directly related to aging and degenerative diseases. The objective of this research was the development and characterization of dispersed systems using the oil extracted from the seeds of D. alata (baru). The steps involved in the development of the systems were: 1) Preparation and characterization of vegetable raw material (oil); 2) Development of formulations: Study of Hydrophilic and Lipophilic Balance (HLB) required for baru oil; study of surfactant class; Construction of the ternary diagram; physicochemical characterization and stability studies of dispersed systems obtained; 3) In vitro assays: Evaluation of microscopic structural change of dispersed systems by simulating the evaporation of the final product after application on the skin; study of the effect of dispersed systems in the dynamics of the stratum corneum membrane by Electron Paramagnetic Resonance. The use of low energy emulsification method allowed the development of two stable emulsions: one with presence of lamellar gel phase and another with nanometric size particles. The study of physicochemical properties of the formulations showed absence of any signs of instability of the formulations during the storage period. The use of Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy provide information about the molecular dynamics of the stratum corneum facing the implementation of oil and formulations, demonstrating the potential of them to act as drug or cosmetic active vehicles

Neste trabalho de tese aplicamos a espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) junto com a chamada técnica do grupo repórter, aliada a simulação espectral por meio do programa NLSL, para investigar a interação da nicotina dependente com membranas. Também empregamos Ressonância Ferromangnética (RFM), que é uma técnica similar em muitos aspectos ao RPE, para investigamos células-tronco marcadas com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (NSOF), previamente preparada no laboratório de nanotecnologia do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEPAE). Os resultados relativos à primeira parte da tese, mostraram que a nicotina quando em meio ácido interage com a região da cabeça polar dos fosfolipídios estudados e tem ação penetrante em meio básico. A interação da nicotina com o DPPC resulta em uma desestabilização da fase gel do fosfolipídio. Este fato pode estar relacionado com a ocorrência de doenças respiratórias em tabagistas devido ao fato de que o DPPC é o maior constituinte do complexo surfatante pulmonar. Na segunda parte, fomos capazes de marcar células-tronco com nanopartículas superparmangéticas e também quantificá-las pelo cálculo da área, dupla integral do espectro de RFM das NOSF. Finalmente, fizemos uma caracterização das nanopartículas por meio de experimentos de RFM dependente da variação de temperatura, que confirmaram o comportamento superparamagnético das NOSF. / In this work, we made use of the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy along with the so-called reporter group technique and extensive spectral simulations by means of the software NLSL to investigate the interaction of nicotine with model membranes. Besides that we also employed Ferromagnetic Resonance (FMR), which is a technique similar in many aspects to EPR, to investigate stem cells labeled with superparamagnetic nanoparticles of iron oxide (NSOF) previously made at the Nanotechnology Laboratory of the Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEPAE). The results concerning the first part of our work showed that nicotine in acidic pH value interacts with the polar headgroup region of the phospholipids under investigation, whereas it penetrates the model membrane in alkaline pH value. Also, the interaction of nicotine with DPPC resulted in destabilization of the phospholipid gel phase. This fact could be related to some of the effects of nicotine in respiratory diseases since DPPC is the major constituent of the pulmonary surfactant complex. In the second part of our work, we were able to successfully label stem cells with the superparamagnetic nanoparticles and also quantify that labeling by calculating the area under the double integrated NSOF FMR spectra. We also performed a characterization of the nanoparticles by means of temperature-variation FMR experiments, which showed that the iron oxide nanoparticled indeed had a superparamagnetic behavior.

The photosynthetic water splitting reaction performed in green plants, algae and cyanobacteria is perhaps one of the most important reactions on the planet. The reaction is catalysed by a tetranuclear manganese cluster that is driven by sunlight and as such has received a high degree of interest in the context of solar fuels research. Due to the intricacy of the bioinorganic systems, the molecular mechanisms of the reactions are unknown and structural elucidation of the active sites is complicated. Computational techniques can provide considerable support in the analysis and interpretation of the complex EPR spectra of such biological systems. In this work, the molecular and electronic structures of several multinuclear manganese containing bioinorganic systems are investigated using BS-DFT. A particular focus of this work is the provision of high quality calculated EPR parameters yielding structural and mechanistic insight. In the first results chapter, the MnIIIMnIV superoxidised state of manganese catalase as well as azide inhibited manganese catalase is studied. Several variants are proposed and analysed on the basis of their calculated EPR parameters. The results presented in this chapter offer a new interpretation of previous experimental assignments. Chapter 6 features investigations on the S2 state of the Oxygen Evolving Complex of Photosystem II. In this chapter both the native OEC as well as the strontium substituted OEC are studied, in order to investigate how replacement of the calcium ion affects the structure of the OEC. The final results chapter presents calculations on the split signal S2Yz dot radical formed on the transition from the S2 to S3 state, as well as studying the S3 state. The calculation of various EPR hyperfine couplings and their comparison with available experimental data has provided key insights into the electronic structure of the OEC.

Sabe-se que em sistemas biológicos, as funções de proteínas e de hormônios estão relacionadas com suas conformações espaciais e que suas estruturas e funções são freqüentemente influenciadas pela interação com os lipídeos das membranas plasmáticas e/ou intracelulares. Devido à importância das interações entre as proteínas e hormônios com as membranas, vários estudos têm sido realizados empregando modelos que simulam as membranas, pois as biológicas são estruturas bastante complexas. Entre esses modelos esta o de micelas reversas que pode ser considerado atualmente como o que melhor reproduz as condições existentes in vivo, pois a água presente nesse sistema e uma ótima representação para a água presente em sistemas biológicos em torno dos receptores de membrana. Visando estudar a interação do hormônio melanócito estimulante (- MSH) e do peptídeo sintético melanotrópico análogo (MSH1) com um modelo de membrana, na tentativa de compreensão de seu papel biológico, usamos micelas reversas preparadas com o anfifílico bis-(2-etilhexil)sulfosucinato de sódio, abreviado AOT. É sabido que - MSH é importante na regulação da pigmentação da pele, alem de estar relacionado a vários processos fisiológicos e neurológicos. Mais recentemente, foram encontradas evidencias de que ele atua também como neurotransmissor ou neuromodulador na aprendizagem, memória e capacidade de concentração. Clinicamente, os peptídeos melanotrópicos podem eventualmente ser utilizados no tratamento de alterações pigmentares e na detecção e erradicação de melanomas. Realizamos medidas de ressonância paramagnética eletrônica e de fluorescência de estado estacionário e resolvida no tempo para estudar a dinâmica interna dos peptídeos melanotrópicos na interação com micelas reversas de AOT. Monitoramos a fluorescência do resíduo Triptofano localizado na nona posição da seqüência de aminoácidos dos peptídeos melanotrópicos. A supressão da fluorescência do resíduo triptofano por acrilamida (que fica no meio micelar) também foi medida para auxiliar na tentativa de localizar a posição do fluoróforo nas micelas reversas. Dos espectros de EPR obtidos com o marcador de spin 5-SASL observamos que, com o aumento do tamanho das micelas reversas pelo aumento da quantidade de água, a região das cabeças polares tende a ficar flexível enquanto que, em oposição, aumenta a rigidez, a polaridade ordem da região das cadeias. Os resultados obtidos para o acréscimo de solução tampão fosfato e para soluções contendo Trp, LTL, -MSH e MSH1 são similares mostrando que essa técnica fornece informações sobre as micelas, independente da interação das mesmas com os peptídeos. Dos resultados obtidos com a fluorescência para o grau de anisotropia, tempo de vida e comprimento de onda de máxima emissão observamos que os fluoróforos utilizados (Trp, LTL, -MSHe MSH1) experimentam uma região menos polar e mais rígida do que a água. Vimos também que com o aumento da quantidade de água nas micelas reversas os peptídeos e o aminoácido tendem a assumir determinadas localizações na interface, sendo que o Triptofano fica no meio mais hidratado que não é a agua bulk. Os espectros de decaimentos associados mostram a ocorrência de conformações com diferentes graus de exposição do Triptofano ao ambiente aquoso. Assim, pudemos perceber que o Trp é o mais exposto à água tendendo a localizar-se na região de água estruturada. O LTL fica ancorado na região da interface e os peptídeos melanotrópicos inserem-se na região das cadeias hidrocarbônicas, sendo que o -MSH insere-se mais profundamente. Observamos também dos espectros de decaimentos associados diferenças das distribuições conformacionais para os hormônios melanotrópicos, especialmente para as micelas reversas maiores que simulam a situação biológica, o que pode estar relacionado com as diferentes atividades bio1ógicas dos mesmos. / The biological function of proteins and hormones is related to their conformations and both structure and function are frequently dependent on the interactions with lipids of plasmatic and intracelular membranes. Due to the complexity of biological membranes, many studies about these interactions employ model membranes. The reverse micelle is a good model, for it offers an adequate representation of the structured water that is present in biological systems around the membrane receptors. We report here studies of the interaction of -melanocyte stimulating hormone (-MSH) and one synthetic analogue (MSH1) with reverse micelles prepared from the amphyphylic sodium bis-(2-ethylhexyl)sulfosuccinate (AOT) in isooctane. The -MSH is important in the regulation of skin pigmentation and is also involved with other physiological process. It was recently found evidences of its action as a neurotransmitter or neuromodulator in learning, memory and attention. It is claimed that potent analogues of melanotropin hormones could be used in the therapy of pigmentary disorders and detection and treatment of melanome. Electron paramagnetic resonance (EPR), steady state fluorescence and time-resolved fluorescence were employed to study the internal dynamics of the melanotropins in interaction with reverse micelles of AOT. We monitored the fluorescence of the residue tryptophan located in the 9 position of the aminoacids sequence of -MSH and MSH-l. The tripeptide Lysil-tryptophyl-Lysine (LTL) and the isolated aminoacid tryptophan were also investigated as simpler molecules interacting with the reverse micelles. It was also measured the fluorescence quenching by acrylamide, to obtain more information about the peptide location in reverse micelles. We monitored the EPR spectra of the spin label 5-doxyl stearate acid (5-SASL) at increasing values of Wo hat is the ratio between the number of water molecules and the number of AOT molecules. The region of the polar head gains flexibility when the size of the reverse micelles increases (due to increase in water content) and, opposite to this, the region of the hydrophobic tail becomes more rigid, showing higher order and polarity. Similar effects were observed upon addition of solutions containing either tryptophan, or LTL, or -MSH and MSH-1, indicating that the EPR measurements gave information about the changes in the micelles promoted by water molecules, independent of the interactions with the peptides. Monitoration of fluorescence parameters like spectral position of emission band, anisotropy and lifetime demonstrated that the environment around the fluorophore, in all compounds, is less polar and more rigid than bulk water. Those parameters reflect the location of the compounds in the heterogeneous isooctane/AOT/water medium and are sensitive to the changes induced in the micelles by the increasing the amount of water. However, in large micelles having wo above 10, the modifications detected by fluorescence re small and the addition of water no more affects the location of the fluorophores. Quenching measurements gave additional support to the data indicating that the different compounds occupy different positions in the large reverse micelles, but in any case they are in the interface region, without dispersing into the bulk water. Decay associated spectra allowed the identification of conformations with various degree of exposition to polar and non polar media. The conformation related to the long lifetime is more exposed to water while that associated to the intermediate lifetime is preferentially stabilised in non polar media. The native hormone -MSH in the large micelles shows predominance of the conformation sensing a non polar environment, with similar results presented by the analogue MSH-1. Those melanotropins are in the region of the hydrocarbon chain, with slightly deep location for the native hormone. The tripeptide LTL is anchored in the interface region, probably stabilised by electrostatic interaction between the charged groups in the peptide and the negative charge in AOT. Finally, the tryptophan is most exposed to water, probably interacting with structural water near to the interface.

Este trabalho tem por objetivo o estudo de algumas propriedades físicas do mineral natural sodalita, de origem brasileira (Itabuna, BA), cuja fórmula ideal é Na8Al6Si6O24Cl2. Para isso foram feitas medidas de ressonância paramagnética de elétrons, absorção óptica, ressonância nuclear magnética, corrente iônica termoestimulada e condutividade elétrica DC em amostras naturais tratadas termicamente e irradiadas com raios-X. Foram detectados três centros paramagnéticos: uma linha isotrópica com g= 2.011, relacionada com a cor azul da amostra natural, isto é, bandas de absorção óptica a 600nm e 645nm. Um conjunto de treze linhas de interação hiperfina, com g= 2.001 e A= 3.5 Gauss, relacionado com um centro de dipolo elétrico responsável por dois picos de relaxação dielétrica a 19.90K, e a 49.3&#176 K com energias de ativação de 30 meV e 121 meV respectivamente. Um conjunto de treze linhas de interação hiperfina com g= 2.001 e A= 32.5 Gauss, relacionado com uma banda de absorção óptica a 530nm / The aim of this work is the study of some physical properties of natural blue brazilian sodalite (Itabuna, BA), whose ideal formula is Na8Al6Si6O24Cl2. For this purpose, we made use of electron paramagnetic resonance, nuclear magnetic resonance, ionic thermocurrent, optical absorption and electrical conductivity techiniques in natural, bleached and irradiated samples. We have detected three paramagnetic centers: a) na isotropic line with g= 2.011, related to the blue color of natural samples, that is, with the optical absorption bands at 600nm and 645nm; b) a set of thirteen lines of hyperfine interaction with g= 2.001 and A= 3.5 Gauss, related to na electric dipole Center responsible for two bands of dieletric relaxation at 19.9&#176K and 49.3&#176K, with activation energy of 30 meV and 121 meV, respectively, c) we have also detected an F center with a EPR spectrum composed of thirteen isotropic lines of hyperfine interaction with g= 2.001 and A=32.5 Gauss, related to the Pink color

Embora menos eficientes que os vetores virais, lipídios catiônicos têm sido cada vez mais usados como transportadores de material genético. Eles têm como vantagens em relação aos transportadores virais, a baixa imunidade, controle de qualidade e produção em grande quantidade, entre outros. Todavia, a interação entre lipídios catiônicos e material genético ainda é pouco compreendida. No presente trabalho, estudamos a interação entre o anfifílico catiônico brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e o nucleotídeo 2´-desoxiadenosina 5´-monofosfato (dAMP). Para tanto, utilizamos a técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) aplicada a marcadores de spin derivados do ácido esteárico incorporados em vesículas de DODAB. Os resultados mostraram que na fase gel, na região próxima à superfície das bicamadas de DODAB, o dAMP causa muito pouca alteração na fluidez da membrana, enquanto que, na região do centro da bicamada, o dAMP diminui a fluidez da membrana, o que pode ser um efeito apenas de cargas, isto é, devido à blindagem eletrostática. Já na fase fluida, em ambas as regiões o dAMP aumenta a fluidez da membrana, sendo que, no centro das bicamadas induz um acréscimo significativo na polaridade do meio. A transição de fase gel-fluida do DODAB não sofre modificações com o acréscimo de dAMP. De uma maneira geral, nossos resultados mostraram que o dAMP não causa grandes modificações na estrutura do DODAB. Concluímos que o dAMP se localiza na região da superfície das bicamadas do DODAB e se comporta como um íon grande. Este resultado deverá ser considerado na análise estrutural da interação DNA/vesículas lipídicas em nível molecular. / Though less efficient than viral vectors, cationic lipids have been used as carriers in gene therapy. They offer several advantages over viral vectors, including the low immunogenic and inflammatory responses, the potential transfer of unlimited-size expression units, and the possibility for engineered cell-specific targeting. However, the interaction between cationic lipids and genetic material needs to be better understood for the optimization of the transfection protocol. In the present work, we study the interaction between the nucleotide 2´-deoxyadenosine 5´-monophosphate (dAMP) and cationic liposomes of dioctadecyl dimethylammonium (DODAB), through the analysis of the electron spin resonance (ESR) spectra of spin labels incorporated in the bilayers. DODAB gel phase structure is not much affected by dAMP. The observed packing effect at the bilayer core seems to be related to the expected electrostatic screening effect at the bilayer surface, bringing the headgroups closer together, due to the presence of anions at the surface. In DODAB fluid phase, above 44 oC, ESR results strongly suggest that the relatively large double charged molecule of DMP is localized at the bilayer surface, but incorporated in the membrane, such that it is able of somehow space the headgroups, turning the bilayer core less packed and more hydrated. This result is certainly relevant for the structural understanding of the DNA-cationic membrane interaction on a molecular level.