Orientador: Reinaldo Marchetto / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Flávio Henrique da Silva / Banca: Clovis Ryuichi Nakaie / Banca: Hérida Regina Nunes Salgado / Resumo: YacG é uma pequena proteína membro da família dos zinc-fingers, descoberta em E. coli. Sua função biológica está ligada a inibição da atividade de DNA girase e ao metabolismo do stress em procariotos. YacG atua na inibição da atividade de DNA girase por um mecanismo bipartido, a região do domínio zinc-finger atua impedindo a ligação do DNA à subunidade B e a região c-terminal liga-se a subunidade A. Embora a literatura cite YacG como sendo um inibidor de DNA girase, nada foi observado a respeito da atividade de inibição de YacG de E.coli e de outras linhagens de micro-organismos frente a outras DNA topoisomerases e não foi realizado nenhum trabalho envolvendo fragmentos peptídicos desta proteína, e tampouco ensaios de inibição do crescimento celular por estes. Sendo assim YacG de Klebsiella pneumoniae foi obtida por expressão heteróloga e uma série de peptídeos derivados desta foram sintetizados pelo método de fase sólida. Os peptídeo sintéticos foram projetados de forma a manter a região zinc-finger nativa (YacGAG1), substituídos os resíduos de cisteína por serina (YacGAG4), alanina (YacGAG5), histidina (YacGAG6 e YacGAG8) e também sintetizada a sua região c-terminal (YacGAG7). Os ensaios de inibição da atividade de DNA girase pelos peptídeos sintéticos e proteína, mostraram que YacG, YacGAG4, YacGAG5 e YacGAG7 conseguem inibir a atividade desta enzima, ao contrario do fragmento nativo YacGAG1. Por outro lado YacGAG1 conseguiu inibir a atividade de Topoisomerase IIα humana juntamente com os demais peptídeos YacGAG4, YacGAG5 e YacGAG7 e proteína YacG. Os ensaios aqui apresentados corroboram com os dados apresentados na literatura onde a região c-terminal por si só é capaz de inibir a atividade de DNA girase. Os ensaios de anisotropia de fluorescência demonstraram que a interação dos peptídicos sintéticos com DNA girase se dá pela interação destes com... / Abstract: YacG belongs to zinc-finger's protein family discovered in E. coli. Its biological function is connected to the catalytic inhibition of DNA gyrase and stress metabolism in prokaryotes. This protein inhibits DNA gyrase (gyrase) through a bipartite mechanism where the zinc-finger domain prevents the DNA ligation to the B subunit (GyrB) and the C-terminal bindings to the A subunit (GyrA). Although it is classified as a gyrase inhibitor neither the inhibition activity of YacG from E. coli and other microorganisms against other DNA topoisomerases nor the biological activity of fragments in cellular assays has been evaluated until present. In this study, YacG from Klebsiella pneumoniae was obtained by heterologous expression and derivative peptides from this protein were synthesized by the solid-phase method. The synthetic peptides were designed to keep the native region of zinc-finger (YacGAG1), to substitute cysteines to serines (YacGAG4), to alanine (YacGAG5), to histidine (YacGAG6 and YacGAG8) and also having only the C-terminal region (YacGAG7). The inhibition assays of gyrase by the peptides and the native protein revealed that YacG, YacGAG4, YacGAG4 e YacGAG7 inhibited this enzyme and the human topoisomerase IIα (htopoIIα). However, the same was not observed for the native fragment YacGAG1, which inhibited only the htopoIIα. The results are in agreement with literature showing that solely the C-terminal region is able to inhibit the gyrase. The assays of fluorescence anisotropy indicated that these synthetic peptides interact with GyrA. Besides inhibiting the gyrase and the htopoIIα, these peptides also revealed bacteriostatic activity against gram-negative and gram-positive bacteria. A computational study by applying a molecular dynamics protocol highlighted the importance of residues I47, R46 and W40 from YacG in the process of molecular recognition and interaction with GyrB. The results... / Doutor

Orientador: Cleslei Fernando Zanelli / Co-orientador: Sandro Roberto Valentini / Banca: Alexandra Ivo de Medeiros / Banca: Valéria Valete / Banca: Rafael Victorio Carvalho Guido / Banca: Érico Tosoni Costa / Resumo: eIF5A é a única proteína conhecida que contém o resíduo do aminoácido incomum hipusina (hidroxiputrescina-lisina). Este resíduo de hipusina é essencial para a função de eIF5A e é formado pela modificação de um resíduo específico de lisina em uma reação póstraducional, dependente da poliamina espermidina. A modificação no resíduo de lisina para a formação da hipusina é chamada de hipusinação, que ocorre em duas etapas: primeiramente, a enzima desoxi-hipusina sintase (DHPS) transfere o radical 4-aminobutil proveniente da espermidina para um resíduo específico de lisina em eIF5A (posição 50 em mamíferos); em seguida, este é hidroxilado pela desoxi-hipusina hidroxilase (DOHH). Muitos autores têm demonstrado que a inibição da hipusinação pelo inibidor de DHPS GC7 ou o silenciamento de eIF5A leva à inibição da proliferação celular em vários tipos de células de mamíferos, incluindo linhagens tumorais, e também induzem um efeito anti-inflamatório, evidenciado em modelo murino de diabetes e sepse. Este trabalho buscou utilizar a linhagem transformada de macrófagos RAW 264.7 para entender melhor os mecanismos pelos quais GC7 possui sua atividade. De forma complementar, foi também testado o efeito de GC7 em macrófagos de cultura primária e também em ratos. Como esperado, demonstramos aqui que GC7 inibe de maneira importante a hipusinação em linhagem RAW 264.7 e que, no entanto, este tratamento com GC7 não compromete a viabilidade celular nem altera significativamente o proteoma de células RAW 264.7. Por outro lado, GC7 inibe a produção e liberação da citocina pró-inflamatória TNF-α sem alterar os níveis de mRNA desta citocina, indicando uma modulação pós-transcricional, mais provavelmente no nível traducional, dada a função de eIF5A no processo de síntese proteica. De forma bastante interessante, este efeito de inibição na liberação de TNF-α... / Abstract: eIF5A is the only known protein containing the unusual amino acid residue hypusine (hydroxiputrescine-lysine). This hypusine residue is essential for eIF5A function and it is formed by modifying a specific lysine residue in a posttranslational reaction dependent on the polyamine spermidine. The modification of the lysine residue for the formation of hypusine is called hypusination, which occurs in two steps: first, the enzyme deoxyhypusine-synthase (DHPS) transfers the 4-aminobutyl moiety from spermidine to a specific lysine residue in eIF5A (position 50 in mammals); then it is hydroxylated by deoxyhypusine-hydroxylase (DOHH). Many authors have demonstrated that inhibition of hypusination by the DHPS inhibitor GC7 or silencing eIF5A leads to inhibition of cell proliferation in several types of mammalian cells, including tumor cell lines, and also induce an anti-inflammatory effect, as evidenced in a murine model of diabetes and sepsis. This study aimed to use the macrophage cell line RAW 264.7 to better understand the mechanisms by which GC7 has its activity. Complementarily, its was also tested the effect of GC7 in primary culture of macrophages and in rats. As expected, we show here that GC7 inhibits hypusination in RAW 264.7 cells and, on the other hand, this treatment with GC7 does not compromise cell viability nor significantly alter the proteome of RAW 264.7 cells. Moreover, GC7 inhibits the production and release of TNF-α without affecting mRNA levels of this cytokine, indicating a posttranscriptional modulation, most probably at the translational level, given the eIF5A function in the process of protein synthesis. Interestingly, this inhibitory effect on TNF-α release was also observed in primary cultures of macrophages and in vivo in rats. It was also examined the GC7 ability to inhibit cell proliferation of RAW 264.7 cells, which occurs prior to the S phase of the cell cycle and does not... / Doutor

Orientador: Cleslei Fernando Zanelli / Coorientadora: Tatiana Maria de Souza Moreira / Banca: Alexandra Ivo de Mendeiros / Banca: Geisiany Maria de Queiroz-Fernandes / Resumo: O fator de tradução de eucariotos eIF5A é descrito como a única proteína que apresenta o aminoácido hipusina, o qual é gerado por uma modificação pós-traducional essencial para a proliferação celular em todos os eucariotos estudados até o momento, sendo que a enzima desoxi-hipusina sintase (DHPS) é responsável pela primeira etapa da formação desse aminoácido em eIF5A. Portanto, a inibição de DHPS também impede a modificação de eIF5A, tornando esta proteína não funcional, o que pode ter aplicação no tratamento dos tipos de câncer em que o fator está envolvido. Embora N1-guanil-1,7-diamino-heptano (GC7) seja potente inibidor da enzima DHPS, foram observados outros efeitos na célula devido à atuação do composto em alvos não específicos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo a busca por novos inibidores de DHPS, com baixa citotoxicidade e que reduzam a proliferação celular ou que inibam o crescimento de micro-organismos eucarióticos patogênicos, como algumas espécies de fungos. Primeiramente, foi avaliada a citotoxicidade de diferentes compostos com núcleo guanidínico frente a macrófagos murinos. Entre os compostos testados, aqueles que apresentaram menor citotoxicidade foram o composto GC7 e os compostos de núcleo guanidínico com um grupo fenil substituído em para por uma metila e outro por um flúor. A partir deste resultado, os compostos foram submetidos à avaliação de sua atividade antiproliferativa frente às mesmas células. GC7 promoveu inibição da proliferação c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Eukaryotic translation factor eIF5A is described as the only protein that presents the amino acid hypusine that is generated by a post-translational modification, which is essential for cell proliferation in all the eukaryotes studied to date. The enzyme deoxyhypusine synthase (DHPS) is responsible for the first stage of formation of this amino acid in eIF5A. Therefore, the inhibition of DHPS also prevents the modification of the eIF5A, making this protein non-functional, which may have application in the treatment of cancer kinds in which this factor is involved. Although N1-guanyl-1,7-diaminoheptane (GC7) is a strong inhibitor of the DHPS enzyme, other effects on the cell were observed due to the acting of the compound on non-specific targets. Thus, the present work aims to search for new DHPS inhibitors, with low cytotoxicity and able to reduce cell proliferation or inhibit the growth of pathogenic eukaryotic microorganisms such as some fungal species. Firstly, the cytotoxicity of different compounds with guanidinic nucleus against murine macrophages was evaluated. Among the compounds tested, those that showed the lowest cytotoxicity were the GC7 compound and the guanidine core compounds with a phenyl group substituted in para for one methyl and another with fluorine. From these data, the antiproliferative activity of the compounds towards the same cells was evaluated. GC7 promoted inhibition of proliferation as already described in the literature, but the compounds tested... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

BEZERRA, Lady Clarissa Brito da Rocha. Purificação, caracterização bioquímica e potencial quimiopreventivo de um novo inibidor de quimotripsina de sementes de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. 2014. 110 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-09-02T12:04:52Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_lcbrbezerra.pdf: 2595573 bytes, checksum: 6f4356b55ad7ccae8f05a1adf548f991 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-09-05T20:31:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_lcbrbezerra.pdf: 2595573 bytes, checksum: 6f4356b55ad7ccae8f05a1adf548f991 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T20:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_lcbrbezerra.pdf: 2595573 bytes, checksum: 6f4356b55ad7ccae8f05a1adf548f991 (MD5) Previous issue date: 2014 / Protease inhibitors are proteins with the intrinsic ability to inhibit catalytic activity of enzymes and are very common in plant seeds. Proteases play a major role in development of several diseases. The control of their activity by protease inhibitors have increased interest on these molecules as chemopreventive agents, specially for cancer. The anticarcinogenic effects of legume seeds present in human diet as well as those of underexploited plant species have been extensively investigated. This study aimed to purify, perform biochemical characterization and evaluate the in vitro chemopreventive potential of protease inhibitors from Enterolobium contortisiliquum seeds upon human colorectal adenocarcinoma cells. Two protease inhibitors were purified and named EcCI and EcTI. By means of N-terminal sequence analysis, EcCI was identified as a Kunitz type inhibitor. EcTI was identified, by means of peptide mass fingerprinting and N-terminal sequence analyses, as the same EcTI purified previously (NCBI Protein BLAST; access number: sp|P86451.1|ITRY_ENTCO). The molecular masses of the two inhibitors determined by means of SDS-PAGE and mass spectrometry are, respectively, 18.5 kDa and 19,710.4 Da (EcCI); 20.2 kDa and 19,813.22 Da (EcTI). Both inhibitors consist of two polypeptide chains and have several isoforms with acidic pIs, ranging from 5 to 6. Towards chymotrypsin, EcCI is a non competitive inhibitor and shows ki of 8 x 10-8 M, while EcTI is a competitive inhibitor with ki of 48 x 10-8 M. Towards trypsin, EcTI shows non competitive inhibition and ki of 2.8 x 10-8 M. EcCI and EcTI show high (93%) and moderate (38%) chymotrypsin inhibition and EcTI was also able to strongly inhibit trypsin (100%). EcCI and EcTI showed high leukocyte elastase inhibition (85 and 75%), respectively, and inhibited pancreatic elastase weakly (about 10%). Neither of them was able to inhibit papain nor bromelain. Both inhibitors are functionally stable under wide temperature range (from 37 to 70 °C – EcCI; from 37 to 60 °C – EcTI), pH (from 2 to 12) and DTT concentration (from 1 to 10 mM – EcCI; from 1 to 100 mM – EcTI). Both EcCI and EcTI were able to inhibit HT29 colorectal adenocarcinoma cells with IC50 of 35.5 and 20.4 x 10-6 M, respectively. These results clearly indicate that these are molecules with interesting biotechnological features and very promising tools as chemopreventive agents. / Inibidores de proteases são proteínas que inibem a atividade catalítica de enzimas, sendo bastante comuns em sementes de plantas. As proteases desempenham papéis centrais no desenvolvimento de muitas doenças. O controle de sua atividade realizado por inibidores de proteases despertou o interesse sobre estas moléculas como agentes quimiopreventivos, especialmente sobre o câncer. Os efeitos anticarcinogênicos das sementes de leguminosas presentes comumente na dieta, bem como de espécies vegetais subexploradas, têm sido extensivamente investigados. O objetivo deste trabalho foi purificar, caracterizar bioquimicamente e avaliar o potencial quimiopreventivo in vitro de inibidores de proteases de sementes de Enterolobium contortisiliquum, utilizando como modelo células de adenocarcinoma colorretal humano. Foram purificados dois inibidores de proteases denominados EcCI e EcTI. Através da sequência N-terminal, EcCI foi identificado como um inibidor da família Kunitz. EcTI foi identificado, por meio de peptide mass fingerprinting e por análise da sequência N-terminal, como aquele descrito previamente na literatura (NCBI Protein BLAST; número de acesso: sp|P86451.1|ITRY_ENTCO). Suas massas moleculares determinadas por SDS-PAGE e espectrometria de massas são, respectivamente, 18,5 kDa e 19.710,4 Da (EcCI); 20,2 kDa e 19.813,22 Da (EcTI). Ambos os inibidores são formados de duas subunidades proteicas e apresentam isoformas cujos pI’s são ácidos, entre 5 e 6. Frente a quimotripsina, EcCI é um inibidor não competitivo e apresenta ki de 8 x 10-8 M, enquanto EcTI é inibidor competitivo com ki de 48 x 10-8 M. Frente à tripsina, EcTI apresenta inibição não competitiva e ki de 2,8 x 10-8 M. EcCI e EcTI apresentam atividade inibitória de quimotripsina alta (93%) e moderada (38%), respectivamente. Apenas EcTI foi capaz de inibir a tripsina (100%). EcCI e EcTI apresentam alta atividade inibitória de elastase neutrofílica (85 e 75%, respectivamente). Os dois inibidores inibiram sutilmente a elastase pancreática (ca. de 10%) e nenhum foi capaz de inibir papaína e bromelaína. Os dois inibidores apresentam alta estabilidade à variação de temperatura (de 37 a 70 °C para EcCI e de 37 a 60 °C para EcTI), pH (2 a 12) e concentração de DTT (de 1 a 10 mM para EcCI e de 1 a 100 mM para EcTI). EcCI e EcTI inibiram a proliferação de células de adenocarcinoma colorretal humano da linhagem HT29 com CI50 de 35,5 e 20,4 x 10-6 M, respectivamente, indicando que esses inibidores apresentam bom potencial quimiopreventivo e, portanto, são moléculas bastante interessantes do ponto de vista biotecnológico.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007 / Introdução: Durante a progressão da neoplasia maligna, as células tumorais desenvolvem a habilidade de invadir 0 tecido normal adjacente e de formar novos focos à distância. Recentemente, pesquisas tem destacado as alterações que ocorrem no ambiente entre a célula e a matriz extracelular durante 0 processo de expansão neoplásica. A enzima heparanase-1 possui a capacidade de degradar 0 heparam sulfato, um importante polissacarídeo que participa da estrutura da matriz extracelular e da membrana basal. Diversos artigos associam 0 aumento de sua expressão ao potencial invasor, angiogênico e metastático de diversos tumores malignos. A heparanase-2, provavelmente, esta relacionada com a perda da adesividade celular. Objetivo: Associar novos conhecimentos a respeito desta isoforma poderá ser útil para esclarecer as inúmeras mudanças que ocorrem nas neoplasias. Métodos: Analisamos 75 espécimes de ovários de pacientes atendidas no Departamento de Ginecologia da Unifesp-EPM. Selecionamos 23 (30,66%) pacientes com neoplasia ovariana epitelial maligna; destas, cinco tinham neoplasia restrita aos ovários - estádios IA e 1B (FIGO) e 17 tinham neoplasia nos estádios IC ou superior. Outras 35 mulheres (46,66%) apresentavam neoplasia ovariana epitelial benigna e as 17 (22,66%) restantes, tinham 0 diagnóstico histológico de ovário não neoplásico. Utilizamos duas técnicas metodológicas para avaliar a imunoexpressão da heparanase¬2. A primeira, obedecendo ao critério qualitativo de positivo ou negativo em relação a expressão da enzima e, a segunda, realizando, nas mesmas laminas, quantificação computadorizada desta expressão. Resultados: Na análise quantitativa, encontramos índice de positividade (IP) de expressão de heparanase-2 de 72,24% e 87,34% nas amostras de neoplasias benigna e maligna, respectivamente. Nelas, a intensidade de expressão e 0 índice de expressão foram de, respectivamente, 147,24 e 121,29 para as neoplasias benignas e de 134,15 e 118,01 para as neoplasias malignas. Qualitativamente, a expressão da heparanase-2 foi de intensidade forte ou moderada em 44,2% dos tumores benignos e 78,2% dos malignos. Todas as amostras não neoplásicas foram negativas para a expressão da enzima, com exceção de uma amostra em que a análise qualitativa foi fracamente positiva. Conclusões: Pudemos observar a importância desta enzima na expansão tumoral, devido a evidente diferença entre os grupos de neoplasias comparados com 0 grupo de amostras de tecido ovariano não neoplásico. Entretanto, não verificamos variação significativa entre as neoplasias quanta à presença e intensidade de reação imunohistoquímica entre a neoplasia benigna e maligna, nas duas técnicas de análise.. / Introduction: During the progression of malignant neoplasia, the tumor cells develop the ability to invade the adjacent normal tissue and form new foci at a distance. Recently, studies have highlighted the changes that take place in the environment between the cell and the extracellular matrix during the process of neoplastic expansion. The enzyme heparanase-1 has the capacity to degrade heparan sulfate, which is an important polysaccharide that participates in the structure of the extracellular matrix and the basal membrane. Several papers have made an association between increased expression of this enzyme and the invasive, angiogenic and metastatic potential of various malignant tumors. Heparanase-2 is probably related to loss of cell adhesion. Objective: Making associations with new knowledge on this isoform may be useful for explaining the large number of changes that occur in neoplasia. Methods: We analyzed 75 ovary specimens from patients attended at the Department of Gynecology of Unifesp-EPM. We selected 23 patients (30.66%) with malignant epithelial ovarian neoplasia. Of these, five had neoplasia that was restricted to the ovaries, in FIGO stages IA and IB, and 17 had neoplasia in stages IC or higher. Another 35 women (46.66%) presented benign epithelial ovarian neoplasia and the histological diagnosis for the remaining 17 (22.66%) was that their ovaries were not neoplastic. We used two methodological techniques for evaluating the immunoexpression of heparanase-2. The first followed the qualitative criterion of positive or negative in relation to expression of the enzyme, and the second involved computerized quantification of this expression, performed on the same slides. Results: In the quantitative analysis, we found positivity indices for heparanase-2 expression of 72.24% and 87.34% in the samples of benign and malignant neoplasias, respectively. In these, the intensity of expression and the express index were, respectively, 147.24 and 121.29 for the benign neoplasias and 134.15 and 118.01 for the malignant neoplasias. Qualitatively, the expression of heparanase-2 was strong or moderate in intensity in 44.2% of the benign tumors and 78.2% of the malignant tumors. All the nonneoplastic samples were negative for the expression of this enzyme, with the exception of one sample in which the qualitative analysis was weakly positive. Conclusions: We were able to observe the importance of this enzyme in tumor expansion because of the evident difference between the neoplastic groups and the non-neoplastic group of ovarian tissue samples. However, we did not find any significant variation among the neoplasias with regard to the presence and intensity of the immunohistochemical reaction, between benign and malignant neoplasia, for either of the analysis techniques. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-25T17:09:28Z No. of bitstreams: 1 2017_MônicadeAbreuSilva.pdf: 18669190 bytes, checksum: 78691eaf8a5bfe3f12f24d8bb580e02b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-06T18:55:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MônicadeAbreuSilva.pdf: 18669190 bytes, checksum: 78691eaf8a5bfe3f12f24d8bb580e02b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T18:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MônicadeAbreuSilva.pdf: 18669190 bytes, checksum: 78691eaf8a5bfe3f12f24d8bb580e02b (MD5) Previous issue date: 2017-06-06 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. / O Alzheimer é uma doença neurodegenerativa progressiva que compromete o sistema cognitivo e causa demência. Em geral, a doença de Alzheimer (DA) afeta pessoas com mais de 65 anos de idade e projeções futuras indicam que a população com DA irá aumentar significativamente, causando forte impacto social. Os fármacos atualmente comercializadas somente amenizam a progressão da doença. Nesse sentido, a busca por novos fármacos é um tema relevante na química medicinal. O objetivo principal deste trabalho é a modelagem molecular de novos agentes terapêuticos para o tratamento da DA. A estrategia terapêutica aqui adotada é a hipótese colinérgica. Um conjunto de candidatos a inibidores da acetilcolinesterase foi desenhado a partir de um composto natural obtido a partir do líquido da casca da castanha de caju (cardanol) com o intuito de modular positivamente a ação colinérgica através da inibição da acetilcolinesterase. Uma triagem in silico foi realizado baseado em descritores eletrônicos e relação quantitativa de estrutura-atividade para melhor compreender o perfil inibitório desses candidatos. A análise de componentes principais foi capaz de agrupar ligantes com perfil inibitório similar mostrando que esses descritores poderiam guiar o planejamento de novos agentes anticolinérgicos. O conhecimento dos modos de interação entre o ligante o sítio ativo biológico é essencial para o planejamento de fármacos. Com o intuito de investigar essas interações, simulações de dinâmica molecular e docking foram empregadas. A caracterização detalhada com movimento coordenado intrínseco do sítio ativo, o qual desempenha importante papel para o mecanismo de interação receptor-ligante, é apresentada aqui. Por meio do tratamento estatístico, os modos de interação mais favoráveis revelaram como o ambiente proteico foi modificado na presença dos ligantes. / Alzheimer is a neurodegenerative progressive disease which comprimises the cognitive system and causes dementia. In general, the Alzheimer disease (AD) affects elderly people over 65 years and the future projections indicate that population with AD will increase significantly, causing a huge social impact factor. The drugs currently marketed only smooth the progression of this disease and present adverse effects. In this sense, the search of the new drugs is a relevant theme to the medicinal chemistry. The main goal of this work is the molecular modeling of new therapeutic agents for treating AD. The therapeutic strategy adopted here is the cholinergic hypothesis. A set of acetylcholinesterase inhibitor candidates was designed from a natural compound obtained from the cashew nutshell liquid (cardanol) in order to modulate positively the cholinergic function through the inhibition of the acetylcholinesterase. An in silico screeening was performed based on electronic descriptors and quantitative structure- relationship activity to better understand the inhibitory profile of these candidates. Principal component analysis was able to cluster ligands with similar inhibitory profile showing that these descriptors could guide new anticholinergic drug design. The knowledge of the interaction modes between the ligand and biological active site is essential for the drug design. In order to investigate these interactions, molecular dynamics combined with molecular docking simulations were employed. A detailed characterization of the intrinsic coordinated moviment of the active site, which plays an important hole for the receptor-ligand interaction mechanism, is presented here. From a statistical treatment, the most favourable interaction modes revealed how the protein enviroment was modified in the presence of the ligands.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-11-27T14:56:34Z No. of bitstreams: 1 2014_EricaCristinaMorenoNascimento.pdf: 11962854 bytes, checksum: a392edd39bbc205ab81d950bfc0af4e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2015-12-04T14:22:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EricaCristinaMorenoNascimento.pdf: 11962854 bytes, checksum: a392edd39bbc205ab81d950bfc0af4e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-04T14:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EricaCristinaMorenoNascimento.pdf: 11962854 bytes, checksum: a392edd39bbc205ab81d950bfc0af4e3 (MD5) / A Doença de Alzheimer (DA) é um tipo de demência degenerativa e progressiva de grande preocupação social. Estima-se hoje que, 45 milhões de pessoas no mundo apresentem algum tipo de demência, dentre essas, 25 milhões apresentam sintomas característicos da doença de Alzheimer. O estilo de vida imposto pela situação social e econômica e alterações no estado emocional causadas por traumas e doenças vêm contribuindo para o aumento dos casos de pessoas onde são observadas modificações no seu estado comportamental (estados depressivos: ED). Dados da Organização Mundial de Saúde indicam que mais de 20% da população mundial sofra fisiologicamente com alterações no seu estado emocional originando estados depressivos de alguma natureza. Por não terem suas causas determinadas e nem serem conhecidos os mecanismos que desencadeiem estas alterações nos estados neurológicos dos pacientes, estratégias de tratamento são empregadas para tentar sanar o problema, ou trazer melhora no estado de vida dos pacientes. As estratégias mais utilizadas para tratar pacientes com DA e ED estão relacionadas ao uso de drogas que atuem nas sinapses de maneira a inibir a função de enzimas responsáveis pela ativação e desativação dos neurotransmissores envolvidos diretamente nos processos que ocasionam as demências e o ED. A estratégia mais usada para tratar pacientes com DA é a terapia colinérgica, que consiste no uso de fármacos com ação inibitória frente à acetilcolinesterase (AChE) para impedir o decréscimo da concentração da acetilcolina nas fendas sinápticas. As drogas tacrina, donepezil, galantamina e a rivastigmina são drogas aprovadas para o tratamento da DA, classificadas como inibidoras da acetilcolinesterase (AChEI). Outras drogas como o metrifonato, diclorvos, huperzina A, fenserina e o dímero da tacrina estão em fases de teste clínico. O tratamento clássico da depressão é feito com o uso de medicamentos que promovam o aumento da serotonina nas regiões sinápticas, seja inibindo a ação das enzimas monoamina oxidase A e monoamina oxidase B que degradam o neurotransmissor, seja pela inibição seletiva de recaptura deste neurotransmissor pelos receptores específicos a essa função. As drogas moclobemida, isocarboxazida, iproniazida, tranilcipromina, fenelzina foram amplamente utilizadas no tratamento de ED, porém seus efeitos colaterais severos as classificam como drogas restritas ao uso, caso outras drogas não sejam eficientes. As drogas inibidoras das isoformas da monoamina oxidase de segunda geração, Clorgilina, Nialamida selegilina e rasigilina foram desenvolvidas para amenizar o tratamento do ED. Na tentativa de produzir drogas multi-alvos foi proposta a droga hibrida ladostigil, como potente inibidor da acetilcolinesterase e da monoamina oxidade B. Neste trabalho, foram realizados diversos estudos teóricos quânticos no intuito de elucidar o perfil farmacofórico de conhecidas drogas empregadas no tratamento da DA e do ED. Para isso foram realizados cálculos no vácuo e em meio solvatado no nível semi-empírico e ab initio para determinação de parâmetros estruturais, eletrônicos e espaciais dos inibidores das enzimas. Outra série de estudos, simulando o ambiente intracelular in sílico, foram também realizados para compreender o mecanismo de inibição da AChE, quando a enzima interage com alguns de seus inibidores. O método de multivariáveis de análise das componentes principais (PCA) foi aplicado a 20 parâmetros, das drogas citadas, para determinação do perfil farmacofórico dos inibidores das proteínas aqui estudadas. Os parâmetros foram obtidos através dos cálculos no vácuo e no modelo de solvatação CPCM em nível B3LYP/6- 31+G(d,p). O estudo da PCA foi realizado para reduzir o espaço amostral de propriedades, a fim de obter as propriedades que são relevantes e comuns entre essas drogas, que têm estrutura molecular diferenciada e, no entanto, apresentam os mesmos alvos. Com o intuito de determinar qualitativa e quantitativamente as interações entre a acetilcolinesterase e alguns de seus inibidores foram realizadas uma série de simulações utilizando o método híbrido QM/MM MD e vários cálculos teóricos usando o método FEP nos níveis AM1/MM empregando a biblioteca fDynamo. Propriedades eletrônicas, como a energia do orbital HOMO-1, dipolo e propriedades estruturais como, o tamanho da droga e a distância entre os dois hidrogênios mais ácidos da molécula são algumas das componentes principais participantes do perfil farmacofórico que correlacionam as drogas estudadas. As energias livres de interação dos sistemas proteína-ligante foram calculadas e observou-se uma grande contribuição da componente de van der Waals para as interações entre a acetilcolinesterase e seus inibidores. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT / Alzheimer's disease (AD) is a degenerative and progressive type of dementia of great social concern. The latest worldwide estimate shows that 45 million people have some form of dementia, among these 25 million have symptoms of Alzheimer's disease. The lifestyle imposed by social and economic conditions and changes in emotional state caused by trauma and disease have contributed to the increase in cases of people where changes in behavioral state (depressive states: DS) are observed. The World Health Organization estimates that more than 20% of the world population suffers physiologically with changes in its emotional state resulting in depressive states. The AD and DS specific causes and the mechanisms that trigger these changes in the neurological status of patients are not known, thus treatment strategies are employed to try to minimize the effect, or bring improvement in the state of patient life. The most common strategies used to treat patients with AD and DS are related to use drugs that act at the synapses so as to inhibit the function of enzymes responsible for the activation and deactivation of the neurotransmitters directly involved in the processes that cause dementia and the depression. The most used strategy to treat patients with AD is the cholinergic therapy, which consists in use drugs with inhibitory effects against acetylcholinesterase (AChE), in order to prevent the decrease of the concentration of acetylcholine (the neuroreceptor) in the synaptic region. Tacrine, donepezil, galanthamine and rivastigmine are drugs approved for treatment of AD and are classified as inhibitors of acetylcholinesterase. Other drugs such as metrifonate, dichlorvos, huperzine, phenserine and the tacrine dimmer are in stages of clinical testing. The classical treatment of depression is done with the use of drugs that promote the increase of serotonin in the synaptic cleft, either inhibiting the action of the enzymes monoamine oxidase A and monoamine oxidase B, that degrades the neurotransmitter, or by selective inhibition of the reuptake of this neurotransmitter by specific receptors to such function. The drug moclobemide, isocarboxazid, iproniazid, tranylcypromine, phenelzine, have been widely used in the treatment of DS. Nevertheless, its severe side effect classifies as restricted to use, only if other drugs are not effective. The second generation drugs that inhibit monoamine oxidase isoforms Clorgyline, Nialamide selegiline and rasagiline were developed to help the treatment of depression. In an attempt to produce a multitarget drug, ladostigil a hybrid drug was proposed as a potent inhibitor of acetylcholinesterase and monoamine oxidase B. In this work several quantum theoretical approach were undertaken in order to elucidate the pharmacophore profile of known drugs used in the treatment of AD and DS. For this purpose calculations in vacuum and solvated medium at the semi-empirical and ab initio level were performed for determination of structural, electronic and spatial parameters of enzyme inhibitors. Another series of studies simulating the intracellular environment in silico was used in order to understand the mechanism of acetylcholinesterase inhibition, when enzyme interacts with some of its inhibitors. The multivariate method of the principal components analysis (PCA) was applied to selected 20 parameters of drugs cited before to determining the pharmacoforic profile of those protein inhibitors. The multivariate method of the principal components analysis was applied to selected 20 parameters of drugs cited before in order to determine the pharmacophoric profile of these protein inhibitors. The parameters were obtained from the calculations in vacuum and CPCM solvation model at the DFT B3LYP/6-31+G(d,p) level. PCA study was applied to reduce the sample space of properties to obtain the most relevant properties common to these drugs, which have the same target but have different molecular structure. A huge number of simulations were performed using the hybrid method QM/MM MD in order to qualitatively and quantitatively determine the interactions between acetylcholinesterase and some of its inhibitors. Additionally several theoretical calculations applying FEP method using the fDynamo library in AM1/MM level to compute the free binding energy of the systems acetylcholinesterase-inhibitor were performed. Electronic properties such as the orbital energy of HOMO-1 and the dipole momentum; structural properties such as the size of the drug and the distance between the two most acidic hydrogens of the molecule are some main components of the pharmacophoric profile correlating the drugs studied here. Free energies of interaction of the protein-ligand systems were calculated and revealed a major contribution of the van der Waals component to the interactions between acetylcholinesterase and its inhibitors.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-18T15:03:55Z No. of bitstreams: 1 2015_GiselleXavierReisBrumana.pdf: 4892460 bytes, checksum: a3eca4debdf6d2e1c955667874bff754 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-21T20:23:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GiselleXavierReisBrumana.pdf: 4892460 bytes, checksum: a3eca4debdf6d2e1c955667874bff754 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-21T20:23:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GiselleXavierReisBrumana.pdf: 4892460 bytes, checksum: a3eca4debdf6d2e1c955667874bff754 (MD5) / O adenocarcinoma mamário, assim como outras manifestações do câncer, é o fenótipo patológico desencadeado por processos multifatoriais e desenvolvimento multiprocessual, decorrente de alterações do controle de proliferação e crescimento celular. Nesse estudo os efeitos do inibidor de proteases black-eyed pea trypsin chymotrypsin inhibitor (BTCI) foram avaliados na viabilidade e proliferação de células de adenocarcinoma mamário (MDA-MB-231), in vitro, visando caracterizar o BTCI como potencial agente anticarcionogênico nesse tipo de câncer, ensaios de viabilidade celular, avaliações de morte celular e ciclo celular por citometria de fluxo, bem como o estudo da geração de espécies moleculares reativas de oxigênio (EROS). A partir da determinação da Concentração Inibitória (IC50) de BTCI (267,4 µM em 24 horas) a interferência deste inibidor sobre o ciclo celular da linhagem em questão foi avaliada e um aumento do número de células na fase G2 foi observado, assim como a presença de DNA fragmentado. A via de morte das células de adenocarcinoma mamário tratadas com BTCI foi estudada e constatou-se que a média das células que sofreu morte por apoptose foi de 89,4%, valor significativo, sendo p<0,001. Ademais, o processo de oxidação celular via Espécies Reativas de Oxigênio (EROS) foi intensificado em 24h de incubação. Os resultados obtidos indicam que o BTCI causa efeitos citostático e citotóxico nas células analisadas, sendo a principal via de morte celular a apoptose, processo que pode estar associado à oxidação celular através de radicais livres de oxigênio. / The mammary adenocarcinoma as well as other manifestations of cancer, is the pathological phenotype triggered by multifactorial processes and multiprocessual development, due to proliferation and cell growth control changes. In this study the effects of the black-eyed pea trypsin chymotrypsin protease inhibitor (BTCI) were evaluated in breast adenocarcinoma cell (MDA-MB-231) proliferation and feasibility in vitro, in order to characterize the BTCI as a potential anticarcinogenic agent for this type of cancer cell. Thus viability assays, assessments of cell cycle and cell death by flow cytometry, as well as study of the generation of reactive oxygen molecular species (ROS) were performed. Upon determining the inhibitory concentration (IC50) of BTCI (267.4 uM in 24 hours) the interference of the inhibitor on cell cycle was evaluated and an increased number of cells in the G2 phase was observed, as well as presence of fragmented DNA. The death pathway of mammary adenocarcinoma cells treated with BTCI was studied and it was found that the average of the cells that entered death process by apoptosis was 89.4%, significant value p<0.001. Furthermore, cell oxidation process via Oxigen Reactive Species (ROS) was intensified after 24 hours of incubation. The results indicate that BTCI has cytostatic and cytotoxic effects on the analyzed cells. The main pathway of cell death was apoptosis, a process that may be associated with cellular oxidation by oxygen free radicals.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / A diabete Mellitus (DM) é na atualidade um dos maiores problemas de saúde pública, sendo caracterizada como um distúrbio metabólico complexo, resultante tanto da resistência à ação da insulina, como da disfunção das células β. Atualmente, uma nova classe de fármacos, os inibidores da enzima dipeptidil peptidase 4 (DPP-4), demonstrou eficiência terapêutica e segurança no tratamento de pacientes com DM devido ao aumento do hormônio peptídeo-1 semelhante ao glucagon. Entretanto, por tratar-se de uma classe nova de medicamentos, pouco se sabe sobre os efeitos desses fármacos no que diz respeito aos parâmetros metabólicos, bem como a função mitocondrial. Neste contexto, o presente trabalho, tem como objetivo avaliar os efeitos da administração de diferentes inibidores de DPP-4 (linagliptina, vildagliptina, sitagliptina e saxagliptina) sobre parâmetros do metabolismo energético em cérebro, coração e fígado de ratos adultos. Os resultados desse estudo demonstraram que a administração subcrônica de linagliptina aumentou a atividade dos complexos I e IV no hipocampo e cerebelo, enquanto no fígado, houve um aumento na atividade dos complexos II e II-III. No entanto, no coração observou-se uma inibição da atividade do complexo IV e da succinato desidrogenase. Já a administração de vildagliptina aumentou a atividade do complexo I no hipocampo, e a atividade da creatina quinase no cerebelo e córtex cerebral. No fígado observou-se um aumento na atividade dos complexos II e II-III, enquanto no coração houve um aumento na atividade dos complexos I e II-III. A administração de sitagliptina causou um aumento na atividade do complexo I no hipocampo e cerebelo, enquanto que a atividade do complexo II foi reduzida no córtex cerebral. Observou-se também um aumento na atividade da creatina quinase em todas as estruturas cerebrais analisadas. Já no fígado verificou-se um aumento apenas na atividade do complexo II, e no coração um aumento na atividade dos complexos I e II-III, ao passo que a atividade da succinato desidrogenase foi inibida nessa estrutura. Finalizando, constatou-se, que a administração de saxagliptina aumentou a atividade dos complexos I e IV no hipocampo e cerebelo, e a atividade da creatina quinase no hipocampo, cerebelo, estriado e córtex cerebral. No fígado observou-se um aumento na atividade dos complexos II e II-III e da creatina quinase, enquanto no coração verificou-se um aumento da atividade do complexo II-III e da creatina quinase, e uma diminuição da succinato desidrogenase. Por fim, os resultados do presente estudo demonstraram que a administração subcrônica de diferentes inibidores de DPP-4 altera a atividade de enzimas do metabolismo energético. Tomados em conjunto os dados deste estudo e os dados já descritos na literatura, é tentador especular que o aumento na atividade de enzimas do metabolismo energético pode estar envolvido com o mecanismo pelo qual a função mitocondrial é restaurada pelo tratamento com inibidores de DPP-4.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-15Bitstream added on 2014-06-13T19:28:48Z : No. of bitstreams: 1 zeminian_lb_me_botfm.pdf: 506409 bytes, checksum: 08bea6131bbfbe54e0327803c5f6bb14 (MD5) / Ministério da Saúde / O vírus da Hepatite C (VHC) é um importante patógeno associado com doença hepática crônica sendo que alguns infectados podem desenvolver cirrose e carcinoma hepatocelular. O tratamento da hepatite C crônica visa a resposta virológica sustentada (RVS), definida como níveis de RNA viral indetectáveis no soro por seis meses depois do término do tratamento. Atualmente, a terapia padrão ouro é a combinação de interferon α peguilado e ribavirina, porém esse esquema terapêutico vem se mostrando eficaz em, apenas, 50% dos pacientes infectados com o genótipo 1, o mais prevalente no Brasil. Portanto, novas drogas mais eficazes e menos tóxicas estão sendo desenvolvidas para melhorar a assistência aos pacientes infectados pelo VHC, entre as quais merecem destaque os inibidores da serina protease NS3, a qual é uma enzima essencial para a replicação do VHC e assim um potencial alvo para novas terapias antivirais. Entretanto, a emergência de variantes resistentes é o maior obstáculo para o sucesso da terapêutica. Variantes resistentes já foram isoladas em pacientes tratados com os inibidores de protease e, estão associadas com a falência terapêutica. Porém o impacto dessas variantes resistentes em pacientes virgens de tratamento ainda não foi esclarecido e, esse tipo de informação pode avaliar o impacto dos inibidores de protease na terapia antiviral. O objetivo deste estudo foi avaliar a presença de mutações de resistência e polimorfismos genéticos na região genômica NS3 do VHC em 37 pacientes virgens de tratamento com inibidores de protease infectados com genótipo 1. RNA viral sérico foi utilizado como fonte para amplificação e seqüenciamento da região NS3 do VHC e, avaliar a presença de mutações de... / The Hepatitis C Virus (HCV) is an important pathogen associated with chronic hepatic disease and some infected patients can develop cirrhosis and hepatocellular carcinoma. The treatment of chronic hepatitis C aimed the sustained virological response (SVR), defined as having undetectable serum HCV RNA at the end of therapy for at least 6 months. Currently, the gold standard therapy is a combination of pegylated interferon-α and the ribavirin, however this treatment present efficacy in only 50% of patients infected with genotypes 1, the most prevalent in Brazil. Then, new drugs more effective and less toxic have been developed to improve the attendance of the HCV infected patients as the serine protease NS3 inhibitors, which is an enzyme essential to HCV replication and main target of new antiviral therapies. However, the emergence of drug resistant variants has been the major obstacle to therapeutic successful. Resistant variants have already been isolated in patients treated with protease inhibitors and, these resistant variants are associated with non response to treatment. But the impact of the resistant variants in naïve protease inhibitors patients is unclear yet and, this information can evaluate the impact of protease inhibitors in antiviral therapeutic. The goal of this study was evaluate the presence of resistance mutations and genetic polymorphisms in the NS3 genomic region of HCV in 37 protease inhibitors-naive genotype 1 HCV infected patients. Serum viral RNA was used as source to amplification and sequencing of NS3 region of HCV and, evaluates the presence of resistance mutations and polymorphisms in this region. The results showed that only 07 (18.9%) samples presented resistant variants, the mutations... (Complete abstract click electronic access below)