Abstract Safety assessment relating to the presence of impurities, residual materials and contaminants in vaccines is a focus area of research at the United States Food and Drug Administration (FDA). Sponsors who submit Investigational New Drug (IND) applications for new vaccine products must report the results of safety assessments to the Division of Vaccines and Related Products Applications (DVRPA). Scientifically defining thresholds of toxicological concern (TTCs) as they apply to vaccine constituents will provide a useful aid to the sponsors and public regarding safety assessments of compounds for which there is little or no toxicity data. TTCs are mathematically modeled and extrapolated levels, below which adverse human health effects are not expected to occur (Kroes, 2004). In this project, we accessed DVRPA's submission databases and open source data to yield an initial chemical test set. Using INCHEM, RepDose, RTECS and TOXNET, we gathered LD50 and TDLo data. Using a structure-based decision tree, provided in the ToxTree software package, (3) different algorithms (The Cramer extended, the In vivo rodent micronucleus assay, and the Benigni-Bossa rule base for carcinogenicity by ISS) were applied to assign the initial test set (n= 197) of chemicals into structural families based on structural alerts (SAs). This resulted in six (6) potential methods for elucidating TTCs: In vivo rodent micronucleus assay/ LD50, Benigni-Bossa/ LD50, Cramer extended/ LD50, In vivo rodent micronucleus assay/ TDLo, Benigni-Bossa/ TDLo, and the Cramer extended/ TDLo. After each algorithm designated two structural families each, the distribution of TDLo's and LD50's for each structural family was subjected to a preliminary data analysis using JMP statistical software version 9. Based on an analysis of quantiles, skew, and kurtosis, it was concluded that the TDLo dataset was of poor quality and was dropped from further analysis, and that the In vivo rodent micronucleus assay algorithm failed to partition the initial test set in a meaningful way, so it too was culled from further consideration. This resulted in (2) remaining TTC methods for further consideration: Benigni-Bossa/ LD50 and the Cramer extended/ LD50. The remaining methods were subjected to internal validation based on Gene-Tox, CCRIS, CPDB, IARC, and EPA classaifications for genotoxic mutagenicity and carcinogenicity. Validation parameters were calculated for both methods and it was determined that the Benigni-Bossa/ LD50 method outperformed the Cramer extended/ LD50 method in terms of specificity (87.2 vs. 48.1%#37;), accuracy (65.2 vs. 52.94%#37;), positive predictivity (66.6 vs. 50%#37;), negative predictivity (64.8 vs. 56.5%#37;), ROC+ (2 vs. 1) and ROC- (1.84 vs. 1.3). These results indicated that the Benigni-Bossa/ LD50 was the most appropriate for calculating TTCs for vaccine constituents. For each class, the lower 2.5th percentile LD50 was extrapolated to a TTC value using safety estimates derived using uncertainty factors (UF) and adjusting for adult human weight. Final TTCs were designated as 18.06 μg/ person and 20.616 μg/ person for the Benigni-Bossa positive and negative structural families.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo115_1.pdf: 1845604 bytes, checksum: 9a343f89ffdecd3fbffe07f176e6728a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Os transtornos do humor compõem um grupo de doenças heterogêneas caracterizadas por alterações na esfera cognitiva das emoções, sentimentos e motivação. Dentre os transtornos do humor a Depressão Maior, a Distimia e o Transtorno Bipolar figuram como os mais prevalentes e estudados. Quanto à sua etiologia os transtornos do humor têm sido associados ao déficit de neurotransmissores como a norepinefrina, dopamina, serotonina, glutamato e ácido gama-aminobutírico (GABA). As variações genéticas podem contribuir para diferenciar atividades protéicas e níveis de expressão gênica em complexos traços genéticos, como transtornos mentais. Assim, os estudos sobre polimorfismos genéticos, nas doenças psiquiátricas são de grande importância para a compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos e podem auxiliar no diagnóstico dos mesmos. O objetivo desse estudo é definir os principais polimorfismos envolvidos nos Transtornos do Humor, priorizando genes ligados aos sistemas GABAérgico e Glutamatérgico, através de técnicas de Bioinformática. Para obter os resultados optou-se por utilizar o software CLCbio Workbench Combined® versão 3.6.2., no qual estudos de microarrays de expressão foram usados como a única origem de genes candidatos, para revelar variações novas, a partir de seqüências públicas de Expressed site tags (ESTs). A primeira etapa foi a construção do banco de dados de ESTs e recuperação dos arquivos de RNAm respectivamente a partir do Golden path of University of California Santa Cruz (UCSC) e National Center for Biotechnology Information (NCBI). Na etapa seguinte foram realizados múltiplos alinhamentos e o algoritmo usado foi o Smith-Waterman. Como resultados um total de 10402 ESTs foram alinhados, mas apenas 142 sequências de ESTs foram selecionadas depois da aplicação de parâmetros apropriados de estringência utilizados para minimizar erros de alinhamentos. A anotação revelou várias classes de variações, a maioria delas sendo deleções (158), mas também foram observadas transversões (17), transições (1), inserções (4), mutações sinônimas (33), não sinônimas (202) e Variações nas regiões 5‟ e 3‟UTRs (55). Sabe-se que as deleções são freqüentemente associadas à principais síndromes genéticas com características dismórficas. Vários estudos associam os polimorfismos genéticos de suscetibilidade transtornos de humor, exigindo o uso de técnicas em larga escala para identificar e compreender os mecanismos moleculares envolvidos neste grupo de transtornos. Estes achados levantam a possibilidade de que deleções de até 7 pares de bases estejam ligadas à fisiopatologia dos TH em genes dos sistemas glutamatérgico e GABAégico de neurotransmissor

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1574_1.pdf: 7630907 bytes, checksum: 55b2338ac2fdb58a567454116b0ae7ad (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos de genômica e proteômica sobre fatores de risco associados à desordens neurodegenerativas requerem urgentemente proposições de abordagens complementares para integrar a grande quantidade de dados gerados. Neste trabalho foi proposto uma metodologia que envolve ferramentas de Bioinformática, no qual estudos de microarrays de expressão foram usados como a única origem de genes candidatos, para revelar variações novas, a partir de seqüências públicas de Expressed site tags (ESTs). Foram selecionados nove genes, sete de um estudo de tecido do hipocampo área Cornu Ammonis (CA1) e dois do tecido do lóbulo parietal inferior (IPL) ambos de pacientes com Doença de Alzhiemer (DA), a maioria desses genes está envolvido com o sistema imune, escolhidos neste trabalho por fazer parte de um das linhas de pesquisa do grupo. O CLCbio Workbench Combined® versão 3.6.2. foi inicialmente usado para construção do banco de dados de ESTs e recuperação dos arquivos de RNAm respectivamente a partir do Golden path of University of California Santa Cruz (UCSC) e National Center for Biotechnology Information (NCBI), na etapa seguinte foram realizados múltiplos alinhamentos e o algoritmo usado foi o Smith-Waterman. Um total de 479 seqüências de ESTs foram selecionadas depois da aplicação de parâmetros apropriados de estringência utilizados para minimizar erros de alinhamentos. A anotação revelou várias classes de variações, a maioria delas sendo deleções (415), mas também foram observadas transições (253), transversões (52), mutações sinônimas (48), não sinônimas (400) e Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) em Untranslated Regiões (UTRs) (50). Deleções são frequentemente associadas as principais síndromes genéticas com características dismórficas. No entanto, vários recentes trabalhos mostram que microdeleções comuns podem ser associadas com desordens neuropsiquiátricas como esquizofrenia, autismo e retardo mental, detectas em várias etnias através de experimentos de sequenciamento. A validação virtual confirmou que algumas dessas variações identificadas foram previamente anotadas e confirmadas em amostras de DNA, demonstrando que esse método é uma maneira viável para detectar variações genéticas que merecem ser exploradas futuramente em estudos de associação de fatores genéticos de risco para a DA

Thesis advisor: Tim van Opijnen / Thesis advisor: Michelle Meyer / Molecules that have high affinity and specificity for their target are critical for functioning biosensors and effective therapeutics. Aptamers, or single-stranded oligonucleotides, are one type of molecule capable of both high affinity and specificity. Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment (SELEX) is the iterative in vitro process for identifying aptamers with high affinity and specificity from an initial pool of approximately 1015 randomized nucleotide molecules. There have been a multitude of SELEX variations developed over the years to include incorporation of machine learning algorithms to address the limited success (~30%), cost, and time required to identify high affinity and specific aptamers. While some SELEX variations have been more successful than others in addressing some of the challenges, issues remain. To confront these challenges, the digitalSELEX platform introduces a novel de novo design approach. The platform has two main components. The first component analyzes the target molecule identifying clusters of amino acids along the molecule’s surface based on their accessibility and proximity of atoms relevant to target-aptamer binding. The platform then proposes aptamers built from sequences of nucleotides that paired to the amino acids in the clusters. The second component improves these aptamers sequentially. This is done via simulation-based optimization procedure which uses molecular docking and stochastic optimization techniques. It explores small adjustments made on the starting aptamer that increase the affinity and specificity that is calculated extracting binding related features from the output of the docker. Once in silico counter-selection is complete, the best possible sequences are extracted for in vitro validation. To validate digitalSELEX, aptamers were designed for four different target molecules of varying size ranging from 18 – 140 kDa. Some of the aptamers were designed with specific counter-targets while others did not have counter-target molecules. In total, 19 oligonucleotides were chemically synthesized, and their affinity and specificity tested for five explicit validation problems. All 19 aptamers demonstrated high affinity for their respective target molecules. Sixteen of the 19 oligonucleotides were tested for specificity with nine meeting the 4-times Kd-value difference specificity criteria. Depending on the computational capacity being employed for each problem, the approximate time required from initiating the de novo design to the point of validation was 170 hours. The cost of in silico oligonucleotide design is negligible while validation of a few aptamers is few hundred dollars. The digitalSELEX platform was comprehensively tested examining the initial de novo design through affinity and specificity determination. The digtalSELEX platform is a prototype that has the opportunity for further development such as employing different molecular simulators. / Thesis (PhD) — Boston College, 2023. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Biology.

Yes / The current paradigm of toxicity testing is set within a framework of Mode-of-Action (MoA)/Adverse Outcome Pathway (AOP) investigations, where novel methodologies alternative to animal testing play a crucial role, and allow to consider causal links between molecular initiating events (MIEs), further key events and an adverse outcome. In silico (computational) models are developed to support toxicity assessment within the MoA/AOP framework. This paper focuses on the evaluation of potential binding to the Liver X Receptor (LXR), as this has been identified among the MIEs leading to liver steatosis within an AOP framework addressing repeated dose and target-organ toxicity. The objective of this study was the development of a priority setting strategy, by means of in silico approaches and chemometric tools, to allow for the screening and ranking of chemicals according to their toxicity potential. As a case study, the present paper outlines the methodologies and procedures that have been developed in the context of the COSMOS/cosmetics safety assessment project [4], which developed computational methods in view of supporting cosmetics safety assessment, to rank chemicals based on their potential binding to LXR. Chemicals are ranked based on molecular and QSAR modelling outcomes. The contribution in this paper is threefold: the QSAR model for LXR dataset, an application of molecular modeling approaches, which have been developed and optimized for drug discovery, in the context of toxicology, and finally ranking chemicals based on diverse modelling outcomes. The novelty in this paper consists of the employment of linear (logistic regression) and non-linear (Random Forest) models in the context of ranking chemicals. The results show that these methods can be successfully applied for prioritization of compounds of major concern for potential liver toxicity, and that they perform better than the ranking methods reported in the literature to date (such as total ordering or data fusion). / European Community’s Seventh Framework Program (FP7/2007-2013) COSMOS Project under grant agreement n° 266835 and from Cosmetics Europe.

Blastocystis spp. est un Straménopile parasite anaérobie fréquemment rencontré dans le tractus gastro-intestinal de l’homme et de divers animaux. Ce parasite est associé à des troubles gastro‐intestinaux aspécifiques, et semble impliqué dans des désordres fonctionnels tels que le syndrome de l’intestin irritable (IBS). Ce travail de thèse s’appuie sur le séquençage du génome de Blastocystis sp. ST7 réalisé en collaboration avec le Génoscope d’Evry, l’Université Nationale de Singapour, l’Institut Pasteur de Lille et l’Université de Provence. Ce génome est constitué d’un génome nucléaire de 18,8 Mpb pour 6020 gènes, et d’un génome mitochondrial de 29 kpb localisé dans des organites apparentés aux mitochondries. L’analyse de ce génome apporte des informations au niveau de l’évolution de ce microorganisme, de son adaptation à l’environnement intestinal et de ces facteurs de virulence potentiels. En effet, les analyses in silico de ce génome ont montré que Blastocystis sp. ST7 possède plusieurs gènes codant des protéines pouvant agir à l’interface entre l’hôte et le parasite et connues chez d’autres protozoaires pour être impliquées dans des phénomènes de pathogénie. Ce sont en particulier des PKS, des NRPS, et des hydrolases dont des protéases. D’autre part, des activités protéolytiques ont été mises en évidence expérimentalement dans les surnageants de culture du parasite. Deux protéases à cystéines (une cathepsine B et une légumaïne) pouvant être impliquées dans la physiopathologie du parasite, ont été identifiées et caractérisées dans les surnageants, confirmant ainsi nos analyses in silico. Ce travail ouvre de nombreuses pistes intéressantes à explorer pour évaluer l’impact de ce parasite en santé humaine. / Blastocystis spp. is a highly prevalent anaerobic Stramenopile parasite found in the intestinal tract of humans and various animals. This parasite is associated with non specific intestinal disorders, and could be involved in functional disorders such as the irritable bowel syndrome (IBS). In this work, the Blastocystis sp. ST7 genome sequencing project was carried out in collaboration with the Génoscope of Evry, the National University of Singapore, the Pasteur Institute of Lille and the University of Provence. This genome consists in a nuclear genome of 18,8 Mpb encoding 6020 genes, and a mitochondria‐like genome of 29 kpb localised in the mitochondrion‐like organelles. The analysis of this genome brings information about the evolution of this micro‐organism, its adaptation to the intestinal environment and its potential virulence factors. Blastocystis sp. ST7 was predicted to harbor several genes coding proteins that could act at the parasite‐host interface, and that are known to be involved in the pathogeny of many protozoa. They are PKS, NRPS, and hydrolases among them proteases. In addition, proteolytic activities were highlighted in the parasite culture supernatants. Two cysteine proteases (a cathepsin B and a legumain) were identified and characterized from the supernatants and could play a role in the physiopathology of the parasite, that confirm our in silico analyses. This work opens new ways to evaluate the impact of this parasite in human health.

A proteína hnRNP K é conhecida por seu papel nos múltiplos processos que compõe a expressão gênica, incluindo funções nos estágios de splicing, transcrição e tradução, desempenhadas, principalmente, através da ligação de seus domínios KH a nucleotídeos. A ativação inadequada da hnRNP K tem relação direta com a gênese de alguns tipos de câncer, sobretudo de cabeça e pescoço, mama e colo-retal, evidenciando a mesma como um atrativo alvo molecular para o desenvolvimento de novos fármacos antineoplásicos. Com o auxílio de técnicas in silico, foram identificados dois compostos orgânicos, um derivado de benzimidazol e outro derivado de fenilbenzamida, capazes de impedir a ligação da proteína hnRNP K a oligonucleotídeos in vitro. Aliando as técnicas de docking, campos de interação e dinâmica molecular foi possível sugerir que tais compostos apresentam características estruturais que permitem a realização de interações na fenda de ligação do domínio KH3, principalmente com os resíduos R40 e R59, os quais são considerados chaves no reconhecimento molecular de nucleotídeos. Os derivados de benzimidazol e fenilbenzamida constituem novos compostos de partida na busca de novos antineoplásicos que tem como alvo a proteína hnRNP K. Do ponto de vista de metabolismo e toxicidade, o derivado de fenilbenzamida parece ser mais promissor quando se investiga uma molécula para aplicação terapêutica, uma vez que gerou poucos alertas críticos de toxicidade, ao contrario do derivado de benzimidazol, que apresenta maior potencial genotóxico. Apesar de se ligarem aos domínios KH da hnRNP K e impedir sua complexação a nucelotídeos, ensaios com culturas de células mostraram apenas tênue atividade antitumoral para tais compostos, com maior redução de viabilidade celular, ao redor de 18% a 8,4 M, exibida pelo derivado de fenilbenzamida. Seguindo o princípio do análogo ativo, simulações de triagem virtual na busca de análogos dos ligantes da hnRNP K revelaram 21 novos derivados de benzimidazol ou fenilbenzamida na base de dados EXPRESS-Pick, dos quais 5 foram testados in vitro com a proteína e 3 novos ligantes identificados. Com o intuito de otimizar tais derivados, foram sugeridos in silico substituintes (potenciais bioisósteros) para os anéis dioxopirrolidínicos dos ligantes já identificados, guiando, assim, a futura síntese de novas substâncias com potencial atividade antitumoral. Além disso, o trabalho foi complementado através da proposição de síntese de novos derivados benzoxazepínicos acoplados a purinas, os quais também tem aplicação como antineoplásicos, entretanto por mecanismos que não envolvem a hnRNP K. A grande limitação desses derivados é a presença de um grupo nitro aromático, o qual é reconhecido por sua toxicidade pronunciada. Com o intuito de otimizar tais derivados, foram sugeridos in silico potenciais bioisósteros capazes de substituir o grupo nitro e guiar a síntese e novos derivados com atividade antitumoral e toxicidade reduzida. / hnRNP K protein is known for its role in the multiple processes that compose gene expression, including functions during splicing, transcription and translation, developed, mainly, by the binding of nucleotides to KH domains. Inadequate activation of hnRNP K induces the development of some types of cancer, including head and neck, breast and colorectal. In this way, hnRNP K is an attractive molecular target for antineoplastic drug design. Using in silico strategies, we have identified two organic compounds, a benzimidazole and a phenylbenzamide derivatives, able to prevent the natural binding of nucleotides to hnRNP K in vitro. Applying docking, molecular interaction fields and molecular dynamics simulations it was possible to propose that such compounds present structural characteristics capable to support intermolecular interactions inside KH3 domain binding cleft, mainly with R40 and R59 residues, which are extremely important during molecular recognition of nucleotides by hnRNP K. The benzimidazole and phenylbenzamide derivatives identified are novel lead compounds that can guide the design of new antineoplastic drugs targeting hnRNP K. Considering metabolic and toxicity predictions, the phenylbenzamide seems to be more promising than the benzimidazole derivative as a drug, once the benzimidazole presents genotoxic potential. Although both derivatives prevent the binding of nucleotides to hnRNP K, biological assays with tongue cancer cell lines revealed only a mild antitumoral activity for such compounds. Higher level of cell viability reduction, 18% at 8.4 M, was observed for the phenylbenzamide derivative. Following the similarity principle, virtual screening simulations were made intending to find novel benzimidazole and phenylbenzamide derivatives inside EXPRESS-Pick database. The search revealed 21 compounds, 5 of which were tested in vitro with hnRNP K, where 3 of them were active. Intending to optimize benzimidazole and phenylbenzamide derivatives in order to design more potent chemical entities, we have suggested in silico substituents as potential bioisosteric groups of the dioxopyrrolidine rings of hnRNP K ligands, guiding the future synthesis of novel compounds with enhanced antitumoral activity. Moreover, complementary work proposition was performed through the synthesis of benzoxazepin-purines, which also present antitumoral activity but not through hnRNP K pathway. The major limitation of such derivatives is the presence of a nitro aromatic group, which can be very toxic. 20 potential bioisosteric groups were proposed as fragment candidates to replace the nitro one in order to design novel antitumoral derivatives with reduced toxic potential.

O gênero Viguiera Kunth é o maior entre os representantes da subtribo Helianthinae (tribo Heliantheae, Asteraceae). As mudanças evolutivas da tribo tem feito a reconstrução filogenética e a circunscrição do gênero tema de grande debate. Considerando-se resultados das análises filogenéticas baseadas em dados moleculares e em caracteres morfológicos, as espécies sul-americanas foram transferidas para o gênero Aldama La Llave. A fim de poder contribuir com estudos que visem dar subsídios para a classificação taxonômica de Aldama, como, por exemplo, dados químicos, bem como encontrar metabólitos bioativos, foi proposto investigar espécies de Aldama utilizando perfis metabólicos obtidos por Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) acoplada a detector no ultravioleta (UV) e espectrometria de massas (Mass Spectrometry, MS), bem como técnicas de desreplicação e métodos de estatística multivariada, além de avaliar o potencial de inibição in vitro das enzimas cicloxigenase (COX) e lipoxigenase (LOX) de extratos. Para isso, foram coletadas 24 espécies e seus respectivos extratos foram obtidos por maceração de folhas, lavagem foliar e dissolução de tricomas glandulares. As impressões digitais obtidas por UHPLC-UV-MS revelaram substâncias como ácidos clorogênicos, flavonoides e lactonas sesquiterpênicas. Dentre os extratos estudados, 19 foram avaliados in vitro, três (15,8%) apresentaram a atividade de inibição concomitante das enzimas COX-1 (IC50 >100; 0,1 e 2,6) e 5-LOX (IC50 67,2; 36 e 4), respectivamente os de A. pilosa, A. robusta e A. trichophylla. Os dados de UHPLC-MS no modo de ionização negativo foram normalizados, combinados com os resultados dos ensaios do potencial anti-inflamatórios in vitro e analisados por Orthogonal Partial Least Square Discriminant Analysis (OPLS-DA), sendo possível obter um modelo com habilidade preditiva de validação cruzada de 66,67% (R2= 0,98 e Q2= 0,51). Os dados do modelo revelaram que os biomarcadores que exercem maior influência para que o extrato de A. robusta fosse ativo são os ácidos 3-O-E-cafeoilquínico e 3,4-dimetoxicinâmico, a rutina e a 3-O-metilquercetina. Os resultados deste trabalho auxiliarão na construção da taxonomia para o gênero Aldama. / The genus Viguiera Kunth is the largest in the subtribe Helianthinae (tribe Heliantheae, Asteraceae). Evolutionary changes of the tribe have made the phylogenetic reconstruction and the circumscription of the genus a topic of great discussion. Taking into account the results of phylogenetic analyses based on molecular data and morphological characters, the South American species of Viguiera were transferred to the genus Aldama La Llave. In order to contribute to the taxonomic classification of Aldama using chemical data, and also to search for bioactive metabolites, this study aims to investigate species of Aldama using metabolic profiles obtained by Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) coupled to Ultraviolet detector (UV) and Mass Spectrometry (MS), extract dereplication and multivariate statistical, besides the evaluation of the potential of in vitro inhibition of the enzymes cyclooxygenase (COX) and lipoxygenase (LOX) by plant extracts. Twenty-four Aldama species were collected and their extracts were obtained by maceration, leaf rinsing and dissolution of glandular trichomes. The fingerprints obtained by UHPLC-UV-MS revealed compounds such as chlorogenic acids, flavonoids and sesquiterpene lactones. Among the extracts studied, nineteen were evaluated in vitro, three of them (15.8%) inhibited simultaneously COX-1 (IC50 > 100, 0.1 and 2.6) and 5-LOX (IC50 67.2; 36 and 4), being those from A. pilosa, A. robusta e A. trichophylla, respectively. The LC-MS data in negative ionization mode were normalized, combined with the results of the in vitro of anti-inflammatory potential and analysed by Orthogonal Partial Least Square Discriminant Analysis (OPLS-DA). It was possible to build a model with a predictive ability of cross-validation of 66.67% (R2= 0.98 and Q2= 0.51), demonstrating that the biomarkers that have the highest influence on the extract activity of A. robusta are the 3-O-E-caffeoylquinic and 3,4-dimethoxycinnamic acids, rutin and 3-O-methylquercetin. The results obtained herein are important to the taxonomy of the genus Aldama.

As ferramentas de modelagem molecular e de estudos das relações quantitativas entre a estrutura e atividade (QSAR) ou estrutura e propriedade (QSPR) estão integradas ao processo de planejamento de fármacos, sendo de extremo valor na busca por novas moléculas bioativas com propriedades farmacocinéticas e farmacodinâmicas otimizadas. O trabalho em Química Medicinal realizado nesta dissertação de mestrado teve como objetivo estudar as relações quantitativas entre a estrutura e as propriedades farmacocinéticas biodisponibilidade oral e ligação às proteínas plasmáticas. Para a realização deste trabalho, conjuntos padrões de dados foram organizados para as propriedades biodisponibilidade e ligação às proteínas plasmáticas contendo a informação qualificada sobre a estrutura química e a propriedade alvo correspondente. Os conjuntos de dados criados formaram as bases científicas para o desenvolvimento dos modelos preditivos empregando os métodos holograma QSAR e VolSurf. Os modelos finais de HQSAR e VolSurf gerados neste trabalho possuem elevada consistência interna e externa, apresentando bom poder de correlação e predição das propriedades alvo. Devido à simplicidade, robustez e consistência, estes modelos são guias úteis em Química Medicinal nos estágios iniciais do processo de descoberta e desenvolvimento de fármacos. / Molecular modeling tools and quantitative structure-activity relantionships (QSAR) or structure-property (QSPR) are integrated into the drug design process in the search for new bioactive molecules with good pharmacokinetic and pharmacodynamic properties. The Medicinal Chemistry work carried out in this Master’s dissertation concerned studies of the quantitative relationshisps between chemical structure and the pharmacokinetic properties oral bioavailability and plasma protein binding. In the present work, standard data sets for bioavailability and plasma protein binding were organized encompassing the structural information and corresponding pharmacokinetic data. The created data sets established the scientific basis for the development of predictive models using the hologram QSAR and VolSurf methods. The final HQSAR and VolSurf models posses high internal and external consistency with good correlative and predictive power. Due to the simplicity, robustness and effectivess, these models are useful guides in Medicinal Chemistry in the early stages of the drug discovery and development process.

O gênero Viguiera Kunth é o maior entre os representantes da subtribo Helianthinae (tribo Heliantheae, Asteraceae). As mudanças evolutivas da tribo tem feito a reconstrução filogenética e a circunscrição do gênero tema de grande debate. Considerando-se resultados das análises filogenéticas baseadas em dados moleculares e em caracteres morfológicos, as espécies sul-americanas foram transferidas para o gênero Aldama La Llave. A fim de poder contribuir com estudos que visem dar subsídios para a classificação taxonômica de Aldama, como, por exemplo, dados químicos, bem como encontrar metabólitos bioativos, foi proposto investigar espécies de Aldama utilizando perfis metabólicos obtidos por Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) acoplada a detector no ultravioleta (UV) e espectrometria de massas (Mass Spectrometry, MS), bem como técnicas de desreplicação e métodos de estatística multivariada, além de avaliar o potencial de inibição in vitro das enzimas cicloxigenase (COX) e lipoxigenase (LOX) de extratos. Para isso, foram coletadas 24 espécies e seus respectivos extratos foram obtidos por maceração de folhas, lavagem foliar e dissolução de tricomas glandulares. As impressões digitais obtidas por UHPLC-UV-MS revelaram substâncias como ácidos clorogênicos, flavonoides e lactonas sesquiterpênicas. Dentre os extratos estudados, 19 foram avaliados in vitro, três (15,8%) apresentaram a atividade de inibição concomitante das enzimas COX-1 (IC50 >100; 0,1 e 2,6) e 5-LOX (IC50 67,2; 36 e 4), respectivamente os de A. pilosa, A. robusta e A. trichophylla. Os dados de UHPLC-MS no modo de ionização negativo foram normalizados, combinados com os resultados dos ensaios do potencial anti-inflamatórios in vitro e analisados por Orthogonal Partial Least Square Discriminant Analysis (OPLS-DA), sendo possível obter um modelo com habilidade preditiva de validação cruzada de 66,67% (R2= 0,98 e Q2= 0,51). Os dados do modelo revelaram que os biomarcadores que exercem maior influência para que o extrato de A. robusta fosse ativo são os ácidos 3-O-E-cafeoilquínico e 3,4-dimetoxicinâmico, a rutina e a 3-O-metilquercetina. Os resultados deste trabalho auxiliarão na construção da taxonomia para o gênero Aldama. / The genus Viguiera Kunth is the largest in the subtribe Helianthinae (tribe Heliantheae, Asteraceae). Evolutionary changes of the tribe have made the phylogenetic reconstruction and the circumscription of the genus a topic of great discussion. Taking into account the results of phylogenetic analyses based on molecular data and morphological characters, the South American species of Viguiera were transferred to the genus Aldama La Llave. In order to contribute to the taxonomic classification of Aldama using chemical data, and also to search for bioactive metabolites, this study aims to investigate species of Aldama using metabolic profiles obtained by Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) coupled to Ultraviolet detector (UV) and Mass Spectrometry (MS), extract dereplication and multivariate statistical, besides the evaluation of the potential of in vitro inhibition of the enzymes cyclooxygenase (COX) and lipoxygenase (LOX) by plant extracts. Twenty-four Aldama species were collected and their extracts were obtained by maceration, leaf rinsing and dissolution of glandular trichomes. The fingerprints obtained by UHPLC-UV-MS revealed compounds such as chlorogenic acids, flavonoids and sesquiterpene lactones. Among the extracts studied, nineteen were evaluated in vitro, three of them (15.8%) inhibited simultaneously COX-1 (IC50 > 100, 0.1 and 2.6) and 5-LOX (IC50 67.2; 36 and 4), being those from A. pilosa, A. robusta e A. trichophylla, respectively. The LC-MS data in negative ionization mode were normalized, combined with the results of the in vitro of anti-inflammatory potential and analysed by Orthogonal Partial Least Square Discriminant Analysis (OPLS-DA). It was possible to build a model with a predictive ability of cross-validation of 66.67% (R2= 0.98 and Q2= 0.51), demonstrating that the biomarkers that have the highest influence on the extract activity of A. robusta are the 3-O-E-caffeoylquinic and 3,4-dimethoxycinnamic acids, rutin and 3-O-methylquercetin. The results obtained herein are important to the taxonomy of the genus Aldama.