Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-01-19T17:57:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO CD.pdf: 1936828 bytes, checksum: e85b38a5c642269f2f8ca9447109ae2c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-19T17:57:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO CD.pdf: 1936828 bytes, checksum: e85b38a5c642269f2f8ca9447109ae2c (MD5) Previous issue date: 2013-08-15 / CNPq / Previamente, foi mostrado por nossa equipe de pesquisa que o 1-nitro-2-feniletano (NF), o principal constituinte do óleo essencial de Aniba canellila, uma planta nativa da Amazônia, reduz a pressão arterial e possui efeitos vasorrelaxantes. Mais recentemente, foi observado que o 1-nitro-2-fenileteno (NFE), um derivado obtido de maneira sintética através de restrição conformacional da molécula do NF, possui uma potência 3 a 4 vezes maior para relaxar preparações isoladas de aorta torácica de rato em comparação ao NF (de origem natural). No presente estudo, visando melhorar a interação fármaco-receptor, nós investigamos os efeitos cardiovasculares de dois derivados do NFE, o 1-nitro-2-[(4'-metoxi)-fenil]-eteno (derivado I com grupamento metoxila) e 1-nitro-2-[(4'-dimetilamina)-fenil]-eteno (derivado II com grupamento dimetilamina) em ratos espontaneamente hipertensos. Sabe-se que os grupamentos metoxila e dimetilamina são elétron-doadores e podem alterar o aspecto eletrônico da molécula do NFE. Dados preliminares mostram que injeções intravenosas em bolus do NFE e dos derivados I e II induziram efeito hipotensor e bradicardizante bifásicos (fase 1 rápida e fase 2 mais tardia). A fase 1 da hipotensão e bradicardia tende a ser reduzida ou abolida após a bivagotomia e o tratamento perineural dos vagos com capsaicina (250 g/mL). A magnitude da segunda hipotensão (fase 2) tende a ser 3-4 vezes maior para os derivados I e II comparada ao NFE. Os dados dos experimentos in vitro mostram que derivados I e II induziram vasorrelaxamento em anéis de artéria mesentérica superior, pré-contraídas com fenilefrina (1 μM) com valores de CI50 [(média geométrica - intervalo de confiança de 95%)] de 22,41 [27,52-15,23] e 17,13 [31,29-11,82] μM, respectivamente. Estes efeitos vasorrelaxantes não foram influenciados pela remoção do endotélio vascular, portanto foram significativamente reduzidos pelo pré-tratamento com o ODQ (1H-[1,2,4]-oxadiazol-[4,3-a]-quinoxalin-1-ona, 10 μM), um inibidor da guanilato ciclase. Além disso, foi mostrado que a potência dos derivados I e II (avaliada através dos valores da CI50) em relaxar preparações de SMA de ratos SHR foi aumentada em comparação ao NFE (37,95 [95,83-17,74] μM). Apesar de que este aumento não atingiu nível de significância, é interessante correlacioná-lo com a aparente amplificação da resposta hipotensora da fase 2 induzida pelos os derivados I e II em relação ao NFE. Em conclusão, os derivados I e II, assim como o NFE, induziram um reflexo depressor e bradicardizante vago-vagal (fase 1). A hipotensão tardia (fase 2) parece ser resultante de um efeito vasodilatador por um mecanismo miogênico independente da integridade endotelial e parece envolver a participação da via guanilato ciclase/GMPc/PKG. / Previously, we showed that 1-nitro-2-pheyletane (NP), the main constituent of the essential oil of the Aniba canellila, a plant native to the Amazon, lowers blood pressure and induces vasorelaxant effects. Recently, it was reported that 1-nitro-2-phenyletene (NPE), a structural analogue of NP obtained synthetically, was more potent than NF to relax aortic ring preparations than NP (of natural origin). Here, in order to improve drug-receptor interaction, we intended to investigate the cardiovascular effects of two derivates of NPE, the 1-nitro-2-[(4'-methoxy)-phenyl]-ethene (derivate I) and 1-nitro-2-[(4'-dimethylamine)-phenyl]-ethene (derivate II) in spontaneously hypertensive rats. It is well-known that methoxy and dimethylamine groups are electron donors and can alter the electronic parameters of the molecule of NPE. The present preliminary results showed that intravenous injection of NPE induced two periods of hypotension and bradycardiac (phases 1 and 2). A phase 1 tended to be reduced or even abolished by bivagotomy and perineural treatment with capsaicin (250g/mL) and magnitude of hypotensive phase 2 induced by derivates I and II tended to be 3-4 times higher than that evoked by NPE. Derivates I and II relaxed endothelium-intact superior mesenteric artery (SMA) ring preparations pre-contracted with phenylephrine (1 M) with IC50 (geometric mean [95% confidence interval]) values of 22.41 [27.52-15.23] and 17.13 [31.29-11.82] μM, respectively). These vasorelaxant effects remained unchanged by removal of the vascular endothelium but were significantly reduced by pretreatment with ODQ (1H-[1,2,4] oxadiazol [4,3-a] quinoxalin-1-one, 10 μM), an inhibitor of guanylate cyclase. Furthermore, it was shown that potency of the derivatives I and II (as measured by IC50 values) in relaxing preparations SMA was increased when compared to that of NPE. Although this increase did not reach significance level, it is interesting to correlate it with the apparent amplification of the hypotensive phase 2 response induced by both derivatives I and II compared to that NPE. In conclusion, NPE and its two derivatives induced a vago-vagal bradycardiac and depressor reflex (phase 1). The delayed hypotension (phase 2) seems to result from a vasodilatory effect by a miogenic mechanism independent of endothelial integrity and appears to involve the participation of adenylate cyclase /cGMP/PKG pathway.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-08-16T15:27:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Noam G. Silva.pdf: 4424941 bytes, checksum: f11288d19a40c82e7b8eb1aaedfa0337 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-08-16T15:28:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Noam G. Silva.pdf: 4424941 bytes, checksum: f11288d19a40c82e7b8eb1aaedfa0337 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-08-16T15:28:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Noam G. Silva.pdf: 4424941 bytes, checksum: f11288d19a40c82e7b8eb1aaedfa0337 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T15:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Noam G. Silva.pdf: 4424941 bytes, checksum: f11288d19a40c82e7b8eb1aaedfa0337 (MD5) Previous issue date: 2015-12-22 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Não há. / Fármacos de origem natural como o ácido Betulínico tem ganhado atenção e importância por conta de suas atividades biológicas contra muitas enfermidades, especialmente contra linhagens de câncer, contra o vírus HIV, contra a malária, contra vermes intestinais, bactérias e fungos, e até contra dor e inflamação. Muitos estudos indicam ou exploram de alguma maneira os mecanismos de atuação dos fármacos sobre as doenças, mas não há detalhamento aprofundado sobre quais características moleculares tem influência nestes processos. A combinação de estudos teóricos e experimentais pode trazer respostas sobre a real razão para a atividade das biomoléculas, possibilitando a compreensão de forma mais aprofundada as relações estrutura-atividade e outras influencias dos sistemas reacionais bioquímicos. No presente trabalho, cálculos teóricos incentivados por problemas experimentais foram realizados com o intuito de fornecer respostas para a inatividade bioquímica do ácido Melaleucico, uma substância análoga ao ácido Betulínico. O software Gaussian 03 foi utilizado para os cálculos de otimização e de propriedades, usando-se abordagens Semi-Empíricas e DFT/B3LYP. Os resultados com o AM1 mostram que as estabilizações relacionadas às interações intermoleculares em sistemas com duas e três moléculas para os ácidos Betulínico e Melaleucico são próximas (aproximadamente -7,0 kcal/mol para duas moléculas e -22,7 kcal/mol para três moléculas). A análise dos orbitais moleculares indica grande similaridade eletrônica, o que explica dados espectroscópicos e de estrutura tão próximos. Resultados com solvente implícito em nível DFT com Modelo Polarizável Contínuo (PCM) de Tomasi mostram que as moléculas solvatadas e isoladas são a forma mais estável para os dois ácidos, mas o ácido Melaleucico pode formar clusters ainda maiores estabilizados por várias ligações de hidrogênio. Dados teóricos de acoplamento fármaco-enzima com o AutoDock Vina indicam que ambas as substâncias deveriam interagir de maneira aproximada com o sítio ativo enzimático. Os resultados teóricos indicam que a diferença química entre as substâncias não é a melhor explicação para a baixa atividade do ácido Melaleucico.

A formação de complexos antígeno-anticorpo ou imunocomplexos (ICs) na circulação e sua eliminação faz parte dos mecanismos de defesa imune humoral do ser humano. Em algumas patologias, como lupus eritematoso sistêmico, artrite reumatóide e vasculite auto-imune, ocorre um desequilíbrio nesse processo, que leva à deposição dos ICs nos tecidos e ao desencadeamento de uma reação inflamatória. Esta, por sua vez, envolve o recrutamento e ativação de neutrófilos, que têm importante participação na patogênese dessas doenças. A ativação dos neutrófilos pelos ICs, via receptores para a porção Fc de IgG (FcR) e receptores de complemento (CR), desencadeia diversas funções efetoras, tais como fagocitose, desgranulação e o metabolismo oxidativo, com a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Estas funções estão envolvidas na digestão dos ICs, na morte de microorganismos, e na regulação do processo inflamatório. Entretanto, nas doenças mediadas por ICs, os neutrófilos ativados liberam grandes quantidades de enzimas e EROs para o meio extracelular, contribuindo para a lesão dos tecidos do hospedeiro e a amplificação do processo inflamatório. Neste trabalho foi avaliado o efeito modulatório de vinte derivados de 3-fenilcumarina nas funções de neutrófilos estimulados por ICs de ovalbumina (OVA) e IgG anti-OVA. Além disso, foi feita a investigação mecanismos de ação dessas substâncias e a análise da relação estrutura-atividade. O metabolismo oxidativo dos neutrófilos ativados por ICs foi medido por ensaio de quimioluminescência dependente de lucigenina ou de luminol (QLlucPMN e QLlumPMN, respectivamente). Observou-se que as 3-fenilcumarinas contendo o grupo substituinte 3,4-metilenodioxi e o grupo substituinte 6,7-orto-diidroxi (C13) ou 6,7-orto-diacetoxi (C13a), bem como a 3-fenilcumarina 6,7,3,4-tetraacetoxilada (C24a), apresentaram atividade inibitória maior que a quercetina (QUER) sobre a QLlucPMN e a QLlumPMN. Para as demais substâncias avaliadas, que foram tão ou menos ativas que a QUER, as características estruturais relacionadas à inibição da QLlucPMN foram um pouco diferentes daquelas relacionadas à inibição da QLlumPMN. Além disso, as 3-fenilcumarinas estudadas e a QUER não apresentaram efeito tóxico sobre os neutrófilos, avaliado pela liberação de lactato desidrogenase e pelo ensaio de exclusão ao corante Azul de Tripan, nas condições empregadas. Para as três 3-fenilcumarinas que apresentaram maior efeito inibitório sobre o metabolismo oxidativo dos neutrófilos (C13, C13a e C24a), o aumento do tempo de pré-tratamento levou a uma tendência de redução do efeito inibitório da substância C24a, mas não influenciou na atividade biológica das substâncias C13 e C13a. Essas três substâncias não interferiram na capacidade fagocítica das células, avaliada por microscopia eletrônica de transmissão. Para todas as 3-fenilcumarinas foi avaliada também a capacidade antioxidante frente ao radical livre 2,2-difenil-1-picril-hidrazil e o efeito inibitório dessas substâncias sobre a quimioluminescência produzida pela reação horseradish peroxidase-H2O2-luminol (QLHRP). Foi observado que a QUER e as 3-fenilcumarinas contendo o grupo substituinte orto-diidroxi (C13, C23, C24) tiveram atividade antioxidante e inibiram a QLHRP, mas suas análogas acetoxiladas (C13a, C23a, C24a), bem como as demais substâncias avaliadas, foram significativamente menos ativas nesses modelos experimentais não celulares. O conjunto de resultados deste trabalho sugere que as atividades biológicas das 3-fenilcumarinas estudadas foram dependentes de suas estruturas químicas, e pequenas modificações nestas podem levar a alterações significativas na magnitude de seus efeitos biológicos. Além disso, tanto a lipofilicidade das substâncias quanto a sua capacidade antioxidante parecem ser relevantes para a modulação eficiente do metabolismo oxidativo dos neutrófilos e da conseqüente lesão tecidual. / Formation and clearance of circulating antigen-antibody complexes or immune complexes (ICs) take part in the humoral immune defense mechanisms. In some diseases, as systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis and auto-immune vasculitis, an imbalance of this process occurs, leading to the ICs deposition within tissues and triggering an inflammatory reaction. The last one involves the recruitment and activation of neutrophils, which have an important role in the pathogenesis of such diseases. Neutrophil activation by ICs, via receptors for the Fc portion of IgG (FcgR) and complement receptors (CR), triggers a sort of effector functions, such phagocytosis, degranulation and the oxidative metabolism, which produces reactive oxygen species (ROS). These functions are involved in the ICs digestion, microbial killing and the inflammatory process regulation. However, the activated neutrophils release large amounts of enzymes and ROS to the extracellular milieu, contributing to the tissue damage and amplification of the inflammatory process in the IC-mediated diseases. In this work, we evaluated the modulatory effect of twenty 3-phenylcoumarin derivatives in the neutrophil functions stimulated by ICs of ovalbumin (OVA) and IgG anti-OVA. In addition, the mechanisms of action of these compounds were investigated, and the structure-activity relationship was analyzed. The IC-activated neutrophil oxidative metabolism was measured by lucigeninor luminol-dependent chemiluminescence assay (CLlucPMN and CLlumPMN, respectively).It was observed that the 3-phenylcoumarins bearing a 3,4-methylenodioxy and the 6,7-orto-dihydroxy (C13) or the 6,7-orto-diacetoxy (C13a) group, as well as the 6,7,3,4-tetraacetoxylated 3-phenylcoumarin (C24a), inhibited CLlucPMN and CLlumPMN more than quercetin (QUER). Regarding the other evaluated compounds, whose inhibitory effects were similar to or lower than QUER, the structural features related to the CLlucPMN inhibition were different from those related to the CLlumPMN inhibition. Moreover, the studied 3-phenylcoumarins and QUER had no toxic effects on neutrophils, as evaluated by lactate dehydrogenase release and Trypan Blue exclusion, under the assessed conditions. With respect to the three 3-phenylcoumarins that had the highest inhibitory effects on the neutrophil oxidative metabolism (C13, C13a and C24a), the increase of the cell pre-treatment period showed a tendency to decrease the inhibitory ability of compound C24a, but did not influence the biological activity of compounds C13 and C13a. These three compounds did not interfere in the neutrophil phagocytic ability, as evaluated by transmission electron microscopy. The antioxidant activity against the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl free radical and the inhibitory effect in the chemiluminescence generated by the horseradish peroxidase-H2O2-luminol reaction (CLHRP) were evaluated for all 3-phenylcoumarins. It was found that QUER and those 3-phenylcoumarins bearing the orto-dihydroxy group (C13, C23, C24) had antioxidant activity and inhibited the CLHRP. However, their acetoxylated analogues (C13a, C23a, C24a) and the other evaluated compounds were significantly less active on these cell-free experimental models. Taken together, the results of the present work suggest that the biological activities of the 3-phenylcounarins here investigated were dependent on their chemical structures, and small changes on the molecule can lead to significant changes on the magnitude of their biological effects. Moreover, both lipophilicity and antioxidant capacity of these compounds seem to be relevant to an efficient modulation of the neutrophil functions and the consequent tissue damage.

Os neutrófilos são células fagocíticas do sistema imune inato com mecanismos especializados de digestão de patógenos, complexos imune e detritos celulares, que são mediados principalmente por espécies reativas de oxigênio (EROs) e enzimas proteolíticas. Entretanto, a ativação maciça de neutrófilos leva a uma liberação exacerbada de enzimas e EROs para o meio extracelular, o que pode ultrapassar a capacidade de defesa tecidual, composta por antioxidantes e antiproteinases, e lesar o tecido, bem como amplificar o processo inflamatório observado em algumas doenças inflamatórias, autoimunes e infecciosas. O envolvimento de neutrófilos na fisiopatologia de tais doenças tem atraído o interesse na pesquisa de novas substâncias com propriedades antioxidantes e imunomodulatórias. Neste trabalho, foi avaliado o efeito modulatório de onze derivados de cumarinas hidroxiladas e acetoxiladas sobre duas funções efetoras de neutrófilos humanos (produção de EROs e desgranulação), bem como a citotoxicidade dessas substâncias. Além disso, a relação estrutura-atividade foi analisada. Para tais investigações, o sangue venoso foi coletado de voluntários saudáveis e os neutrófilos foram isolados pelo método da gelatina. O metabolismo oxidativo dos neutrófilos foi desencadeado por zimosan opsonizado com soro humano normal (ZIops) ou forbol-12-miristato-13-acetato (PMA), e a resposta celular foi avaliada pelos ensaios de quimioluminescência dependente de lucigenina (QLluc) ou de luminol (QLlum). Para a realização desses ensaios, foram padronizadas as seguintes condições experimentais: concentração das sondas luminol e lucigenina; concentração do solvente dimetilsulfóxido; tempo de leitura da QLuc e QLlum. Posteriormente, a atividade antioxidante das cumarinas frente ao radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) foi avaliada espectrofotometricamente em 510 nm. Além disso, foi avaliado o efeito das cumarinas na desgranulação dos neutrófilos induzida por n-formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP), utilizando-se a enzima elastase como marcador, bem como o efeito dessas substâncias na atividade da elastase liberada pelos neutrófilos. Ambos os ensaios foram realizados através da quantificação de p-nitroanilina liberada após a quebra de um substrato específico para essa enzima, em 405 nm. A toxicidade das cumarinas sobre os neutrófilos foi avaliada pela exclusão do azul de tripan e pela medida da liberação de lactato desidrogenase. Observou-se que, tanto para as células estimuladas por ZIops quanto por PMA: (i) a maioria das cumarinas inibiu a QLluc e a QLlum de maneira dependente da concentração, sendo que as mais ativas (C, D) possuíam grupos orto-diidroxi; (ii) quatro cumarinas (A, B, F, G) inibiram a QLluc, mas aumentaram a QLlum; (iii) a cumarina não-substituída (K) não teve efeito modulatório significativo sobre a QLlum ou QLluc; (iv) ordem de efeito inibitório das demais substâncias (E, H, I, J) foi dependente do número e posição dos grupos substituintes, bem como do tipo de sonda quimioluminescente (luminol ou lucigenina) e do estímulo utilizado. Verificou-se também que três cumarinas (C, D, H) tiveram atividade antioxidante significante frente ao radical livre DPPH. Além disso, quatro das substâncias avaliadas (A, B, E, G) inibiram a desgranulação dos neutrófilos, mas nenhuma delas (A - K) interferiu na atividade da elastase. A análise do conjunto de resultados obtidos sugere que o número e posição dos grupos hidroxil e acetil no esqueleto cumarínico foram importantes para a modulação do metabolismo oxidativo de neutrófilos humanos, sendo que, dependendo do tipo de EROs medida, tais características estruturais podem levar a um efeito anti- ou pró-oxidante. Além disso, o efeito modulatório das cumarinas sobre as funções efetoras dos neutrófilos foi dependente o tipo de estímulo utilizado, e não foi mediado pela toxicidade dessas substâncias, nas condições ensaiadas. Sendo assim, os resultados obtidos podem auxiliar no entendimento dos requisitos estruturais das cumarinas necessários para uma modulação eficiente das funções efetoras dos neutrófilos envolvidas em doenças inflamatórias. / Neutrophils are phagocytic cells from the innate immune system with highly developed mechanisms for intracellular digestion of pathogens, immune complexes and cell debris, which are mainly mediated by reactive oxygen species (EROs) and proteolytic enzymes. However, massive neutrophil activation lead to release of large amounts of enzymes and EROs to the extracellular milieu, that may overpower the tissue defense systems, composed of antioxidants and antiproteinases, and damage the tissue, as well as contribute to the amplification of the inflammatory process found in some inflammatory, autoimmune and infectious diseases. The involvement of neutrophils in the physiopathology of such diseases has attracted the interest in the search of new compounds with antioxidant and immunomodulatory properties. In this work, we evaluated the modulatory effect of eleven hydroxylated and acetoxylated coumarin derivatives in two effector functions of human neutrophils (EROs production and degranulation) as well as the cytotoxic effects of these compounds. In addition, the structure-activity relationship was analyzed. Venous blood was collected from healthy volunteers and neutrophils were isolated by the gelatin method to perform our experiments. The neutrophil oxidative metabolism was triggered by normal human serum-opsonized zymosan (ZIops) or phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA), and the cellular response was evaluated by the lucigenin (QLluc)- or luminol (QLlum)-amplified chemiluminescence assays. In order to conduct this study, the following experimental conditions had to be established: concentration of the chemiluminescence probes luminol and lucigenin; concentration of the solvent dimethylsulfoxide; the QLluc and QLlum reaction time. Afterwards, the antioxidant activity against 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH) was evaluated spectrophotometrically at 510 nm. Moreover, the effect of coumarins in the n-formyl-metionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP)-induced neutrophil degranulation was evaluated by using elastase as marker, and the effect of these compounds in the elastase activity were also evaluated. Both assays were performed by measuring the elastase-mediated p-nitroaniline release from a specific substrate (405 nm). Toxicity of coumarins to the neutrophils was evaluated by trypan blue exclusion and measurement of lactate dehydrogenase release. Considering both, ZIops and PMA-stimulated neutrophils, we observed that: (i) most of coumarins inhibited the QLluc and the QLlum in a concentration-dependent manner, being the orto-dihydroxylated (C, D) the most active ones; (ii) four coumarins (A, B, F, G) inhibited the QLluc but increased the QLlum; (iii) the unsubstituted coumarin (K) had no significant modulatory effect on QLlum or QLluc; (iv) the rank order of inhibitory effect among the other compounds (E, H, I, J) was dependent on the number and position of substituents, as well as the type of chemiluminescent probe (luminol or lucigenin) and stimulus used. In addition, we observed that three coumarins (C, D, H) had a significant antioxidant activity against DPPH, and four compounds (A, B, E, G) inhibited the neutrophil degranulation, but none of the tested coumarins (A - K) interfered in the elastase activity. Taken together, our results suggest that the number and position of the hydroxyl and acetyl groups in the coumarin moiety were important to modulate the human neutrophil oxidative metabolism. Depending on the type of EROs measured, such structural features can lead to an anti- or pro-oxidant effect. Furthermore, the modulatory effect of coumarins on the neutrophil effector functions was dependent on the type of stimulus used, but it was not mediated by toxicity of these compounds to the neutrophils, under the assessed conditions. Therefore, the results described herein may be helpful to understand the structural requirements of coumarins to reach an efficient modulation of the neutrophil effector functions involved in inflammatory diseases.

Realizou-se um estudo estrutura-atividade sobre os efeitos citoprotetor/citotóxico de 5 flavonóides envolvendo processos mitocondriais, com ênfase na apoptose. Nossos resultados mostram que a dupla ligação na posição 2-3 / grupos 3-OH em conjugação com a função 4-oxo no anel C da estrutura dos flavonóides parece favorecer a interação destes compostos com a membrana mitocondrial, diminuindo a sua fluidez, e tanto inibindo a cadeia respiratória das mitocôndrias, quanto causando desacoplamento. Por outro lado, a estrutura o-di-OH no anel B parece favorecer a inibição da cadeia respiratória, sendo que a ausência desta estrutura parece favorecer a atividade desacopladora. Os flavonóides que não afetaram a respiração mitocondrial, induziram a transição de permeabilidade mitocondrial. A capacidade dos flavonóides em liberar o Ca2+ acumulado pelas mitocôndrias correlaciona-se com a sua capacidade de afetar a respiração mitocondrial e sua inabilidade em induzir a transição de permeabilidade mitocondrial. Já os dados referentes aos estudos da atividade protetora contra a formação de radicais livres demonstraram que a quercetina, luteolina e a galangina foram substancialmente mais potentes que a taxifolina e a catequina em conferir proteção contra a lipoperoxidação, embora somente a quercetina tenha sido um efetivo seqüestrador tanto de DPPH?, quanto de O2?-. Esses resultados sugerem que a dupla ligação na posição 2-3 em conjugação com a função 4-oxo na estrutura dos flavonóides são os fatores mais importantes na atividade antioxidante dos flavonóides sobre as mitocôndrias. Ainda, a presença da estrutura o-di-OH no anel B, conforme observado na quercetina, favorece essa atividade via seqüestro de O2?-, enquanto que a ausência dessa característica estrutural na galangina, a favorece via diminuição da fluidez de membrana e/ou desacoplamento mitocondrial. Os ensaios realizados para avaliar o efeito dos flavonóides sobre as células HepG2 mostraram que galangina, luteolina e quercetina são capazes de induzir morte celular. Esse efeito parece estar associado à dissipação do potencial de membrana mitocondrial e à diminuição na capacidade energética celular, mais pronunciada no caso dos dois primeiros; porém, como essa diminuição na concentração de ATP não é drástica, a morte celular pode ocorrer por apoptose. Os experimentos realizados para avaliar essa possibilidade sugerem uma ativação das caspases via mitocôndria, observada pelo aumento das atividades de caspase -9 e -3 e também pela exposição de fosfatidil serina. A taxifolina que não apresentou capacidade de produzir dano celular, apresentou, por outro lado, capacidade de prevenir parcialmente a diminuição de viabilidade das células HepG2 induzida pelo pró-oxidante t-butilhidroperóxido, aparentemente por meio de sua atividade antioxidante que inibiu, também de forma parcial, o acúmulo de espécies reativas de oxigênio. / We carried out a structure-activity study addressing the protective/toxic effects of 5 flavonoids (quercetin, taxifolin, luteolin, catechin and galangin) upon mitochondrial aspects with emphasis on the mechanisms potentially involved in cell apoptosis. The major findings were: The 2,3 double bond/3-OH group in conjugation with the 4-oxo function on the C-ring in the flavonoid structure seems favour the interaction of these compounds with the mitochondrial membrane, decreasing its fluidity either inhibiting the respiratory chain of mitochondria or causing uncoupling; while the o-di-OH on the B-ring seems favour the respiratory chain inhibition, the absence of this structure seems favour the uncoupling activity. The flavonoids not affecting the respiration of mitochondria induced MPT. The ability of flavonoids to induce the release of mitochondria-accumulated Ca2+ correlated well with their ability to affect mitochondrial respiration on the one hand, and their inability to induce MPT, on the other. The data concerning the protective activity against the free radical formation showed that quercetin, luteolin and galangin were far more potent than taxifolin and catechin in affording protection against lipid peroxidation, although only quercetin was an effective scavenger of both DPPH? and O2?-. These results suggest that the 2,3-double bound in conjugation with the 4-oxo function in the flavonoid structure are major determinants of the antioxidant activity of flavonoids on mitochondria, the presence of an o-di-OH structure on the B-ring, as occurring in quercetin, favouring this activity via O2?- scavenging, while the absence of this structural feature in galangin, favouring it via decrease in membrane fluidity and/or mitochondrial uncoupling. The assays addressing the flavonoids effects on HepG2 cells showed that galangin, luteolin and quercetin are able to induce cell death. This effect appears to be linked to the mitochondrial membrane potential dissipation and consequent decrease in the cellular energy charge, more pronounced for the galangin or luteolin treatment. However, since this decrease in ATP content is not drastic, the apoptosis process can occur. The set of experiments performed in order to evaluate this possibility demonstrated caspases-9 and -3 activation and also phosphatidylserine exposure on the cell membrane. On the other hand, taxifolin, that did not present ability to induce injury to the cell, was able to partially inhibit a viability decrease of HepG2 cell exposed to the pro-oxidant t-butylhydroperoxide, probably on account of its capacity to partially decrease ROS formation.

Orientador: Douglas Soares Galvão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-27T13:47:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Troche_KarlaSouza_M.pdf: 1255427 bytes, checksum: 17251baf9cd0c68ce5c4f8e8adefec0b (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho apresentamos estudos de estrutura-atividade realizados para 81 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs) tentando identificar compostos carcinogênicos. Em particular, empregamos uma nova metodologia desenvolvida para tratar o problema da correlação estrutura geométrica com atividade biológica, denominada Metodologia de Índices Eletrônicos (MIE). Utilizamos três métodos semi-empíricos para estudar a dependência entre a qualidade dos resultados obtidos pela MIE e o Hamiltoniano utilizado. Para validarmos os descritores utilizados pela MIE, investigamos a relação entre a atividade experimental dos PAHs e descritores teóricos através de cinco metodologias de reconhecimento de padrões: a Análise de Componentes Principais (PCA), Análise Hierárquica de Agrupamentos (HCA), K-ésimo vizinho mais próximo (KNN), Soft Independent Modeling of Class Analogies (SIMCA) e as Redes Neurais Artificiais (NN). Para estas investigações distintas pudemos correlacionar a atividade dos PAHs estudados com parâmetros teóricos, em sua maioria eletrônicos, onde os parâmetros utilizados na MIE foram selecionados pelos diferentes métodos. Este estudo valida estatisticamente a MIE como uma nova metodologia capaz de identificar compostos biologicamente ativos, e com um custo computacional menor que técnicas convencionais de Relação estrutura-atividade (SAR) e apresentando um desempenho, em geral superior / Abstract: In this work we present the study structure-activity realized for 81 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) trying to identify carcinogenic compounds. Particularly, we used a new methodology developed to deal with the problem of correlation between geometrical structure and biological activity, the Electronic Indices Methodology (EIM). We used three semi-empirical methods to analyze the dependence between the quality of results obtained through EIM and the Hamiltonian used. In order to validate the descriptors used in EIM, we investigated the relationship between the experimental activity of PAHs and the theorical descriptors through five methodologies of pattern recognition: Principal Component Analysis (PCA), Hierarchical Cluster Analysis (HCA), Kth Nearest Neighbor (KNN), Soft Independent Modeling of Class Analogies (SIMCA) and Neural Networks (NN). From these different investigations, we could correlate the activity of PAHs studied with theorical parameters, almost all electronic, where the used parameters on EIM were selected with the different methods. These studies validate the statistical value of electronic parameters derived from EIM analysis and their ability to identify active compounds. The EIM out performed more standard Structure-Activity Relationship (SAR) methodologies / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Vani Xavier de Oliveira Junior. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2011.

Orientador: Vani Xavier de Oliveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2012

Orientador: Vani Xavier de Oliveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2013

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) gabriele_azevedo_cardoso.pdf: 4324631 bytes, checksum: 3efd70a64b9fe1de1234371d61299990 (MD5) Previous issue date: 2017 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / A necessidade de desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos cresce ? medida que se torna maior a resist?ncia de microrganismos aos antibi?ticos usualmente empregados. Nesse sentido, os pept?deos antimicrobianos (PAMs) surgem como uma excelente alternativa para o desenvolvimento de novos antibi?ticos. O presente trabalho prop?s a s?ntese do pept?deo antimicrobiano LyeTx-I para estudos de mecanismo de a??o em membranas bacterianas, empregando diferentes t?cnicas biof?sicas e estruturais. O pept?deo LyeTx-I, composto por 24 res?duos de amino?cidos, foi isolado pela primeira vez do veneno de aracn?deos da esp?cie Lycosa erythrognata. Utilizando como t?cnicas principais a ITC e a RMN para obten??o de par?metros cin?ticos, termodin?micos e da intera??o pept?deo-membrana, foi poss?vel avaliar a rela??o estrutura e atividade do pept?deo LyeTx-I. Foram utilizadas ainda, t?cnicas complementares de CD, extravasamento de CF, fluoresc?ncia de Trp, DLS e, potencial zeta para obter informa??es adicionais acerca do modo de intera??o do pept?deo. Observou-se a predomin?ncia de conforma??o helicoidal do pept?deo LyeTx-I, tanto em meios biomim?ticos zwitteri?nicos, quanto em meios ani?nicos. Em meios ani?nicos, observou-se maior conte?do de ?-h?lice, bem como maior constante de intera??o, enquanto que em presen?a de ambientes zwitteri?nicas foram observadas menor helicidade e constante de intera??o. Os dados termodin?micos, obtidos para ambos os meios, mostraram que o processo de intera??o pept?deo-membrana ? dirigido principalmente pela componente entr?pica, uma vez que a componente ent?lpica ? menor. Os dados estruturais e termodin?micos foram coerentes com os demais estudos biof?sicos. Foi observada a partir da an?lise de extravasamento de CF maior capacidade de forma??o de poros no meio ani?nico. Os dados de fluoresc?ncia intr?nseca de Trp e de supress?o de fluoresc?ncia por acrilamida mostraram maior mudan?a de ambiente qu?mico para apolar, do res?duo de Trp-2, quando em presen?a de meio biomim?tico ani?nico. Dessa forma, o pept?deo apresenta maior capacidade de permeabilizar a membrana ani?nica. Al?m disso, o estudo comparativo entre os meios zwitteri?nicos e ani?nicos, permitiu verificar que, embora a intera??o eletrost?tica seja importante para a intera??o pept?deo-membrana, a permeabiliza??o do LyeTx-I na membrana fosfolip?dica ? fundamental para a lise celular. Dessa forma, este estudo mostra que o pept?deo LyeTx-I apresenta elevada prefer?ncia por intera??o com bicamadas fosfolip?dicas ani?nicas, o que faz dele um potencial agente bactericida. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / The demand for the development of new antimicrobial agents increases in line with the resistance of microorganisms to the antibiotics usually employed. In this sense, antimicrobial peptides (AMPs) appear as an alternative to the classical antibiotics. The present work proposed the synthesis of the antimicrobial peptide LyeTx-I for studies of mechanism of action in bacterial membranes using a set of biophysical and structural techniques. LyeTx-I peptide is composed of 24 amino acid residues and was isolated for the first time from the venom of the Lycosa erythrognata arachnid species. In order to evaluate the structure-activity relationship of the LyeTx-I, we have employed ITC and NMR as main techniques to obtain the kinetic, thermodynamic and structural parameters of the peptide-membrane interaction. Complementary measurements of CD, CF extravasation, Trp fluorescence, DLS and zeta potential were also used as additional information about the mode of action of the peptide. The ?-helical conformation of the LyeTx-I peptide was observed either in presence of zwitterionic and anionic biomimetic media. Nevertheless, a higher ?-helix content and interaction constant was observed for LyeTx-I in all anionic media when compared to the zwitterionic environments. The thermodynamic data gathered in both media, showed that the peptide-membrane interaction is driven mainly by the entropic contributions, since the enthalpic component is smaller. The structural and thermodynamic data were consistent with the complementary biophysical experiments. It was observed from the CF extravasation a greater capacity of pore formation in the anionic medium. Intrinsic Trp fluorescence showed also a greater change of the residue of Trp-2 to the apolar chemical environment in the presence of anionic biomimetic medium. In this way, the peptide presents a higher capacity to permeabilize the anionic membrane. In addition, the comparative study between the zwitterionic and anionic media, reveals that, although the electrostatic interaction is important to the peptide-membrane interaction, the permeabilization of the LyeTx-I peptide in the phospholipid membrane is fundamental for the cellular lysis. Finally, the study clearly shows the high preference of LyeTx-I for interacting anionic phospholipid bilayers, which makes it a potential bactericidal agent.