ESI-MS spectra of Ni(II), Co(III), Mg(III), and Fe(II) porphyrin solutions in methanol show porphyrin monomer species with different charge states, such as [Ni(II)TPPS+H]3-, [Co(III)TPPS]3-, [Mn(III)TPPS]3-, [Mn(III)TPPS+H]2-, [Fe(II)TPPS+H]3-, and [Fe(II)TPPS+2H]2- ions. Collision-induced dissociation (CID) of these monomer species produced primarily losses of neutral SO3 and SO2. The mechanisms, in which these dissociation pathways took place, were investigated by the means of DFT calculations of the corresponding dissociation of neutral and ionized benzenesulfonate (B3-LYP/6-31+G(2d, p) level) and porphyrin monomer (B3-LYP/6-31+G(2d, p)+LANL2DZ//PM7 level). RRKM fitting of the CID breakdown curves showed that the activation energies of the reactions that experience a loss of SO2 from [Co(III)TPPS]3- and [Mn(III)TPPS]3- were similar, but of a lower magnitude than those for a loss of SO3. On the other hand, for [Ni(II)TPPS+H]3- and [Fe(II)TPPS+2H]2-, the activation energies of the reaction leading to a loss of SO2 were also similar, but this time were larger than those leading to SO3 loss. These results are consistent with a mechanism by which the SO2 loss starts with -C6H4SO3-, while the SO3 loss has to begin with -C6H4SO3H. To lose this SO3, extra energy is required for [Co(III)TPPS]3- and [Mn(III)TPPS]3- in order for them to overcome the barrier of H transfer from the porphyrin ring to -SO3-, but this is irrelevant when it comes to [Ni(II)TPPS+H]3- and [Fe(II)TPPS+2H]2- since the C6H4SO3H moiety already exists. In addition, the reaction of [Fe(II)TPPS+H]3- losing H leads to a unique dissociation mechanism.

Measurement and mapping of the pressure distribution across the surface of a suitably scaled model is an integral step in the design of any aircraft or automobile. For this purpose, the traditional workhorses of the aeronautic and automotive industries have been pressure taps--small orifices that contain electronic pressure transducers. Unfortunately, in addition to the limited spatial resolution achievable with such devices, their technical complexity and cost constitute serious disadvantages. For more than 35 years, researchers have pursued a fundamentally different alternative: indirect measurement of pressure via oxygen-induced quenching of the luminescence emitted by certain chemical species. Porphyrin complexes of dipositive palladium and especially platinum have emerged as one of the principal classes of oxygen-sensitive luminophores; ruthenium(II) polypyridyl complexes comprise another. Various other metals also form luminescent coordination complexes that are susceptible to quenching by O2, however, and these too have contributed to the diversity of luminophores that are now available for incorporation into pressure-sensitive paints and related films and coatings. After treating the photophysics of luminescence quenching by molecular oxygen and quantitative descriptions of this phenomenon in the ideal case and in heterogeneous media, the thesis presents a comprehensive survey of the chemical literature on oxygen-sensitive luminophores. Efforts to prepare and characterize a novel porphyrin-pillared mixed zirconium phosphonate are then detailed. Following complexation of Pt(II) ions by the porphyrin moieties, this material is expected to display oxygen-sensitive luminescence and should ameliorate such difficulties as luminophore aggregation and matrix photodegradation that are associated with many existing pressure-responsive coatings. Its preparation necessitated preliminary formation of a porphyrin functionalized with two phenylphosphonic acid groups, which was obtained by synthesizing dipyrromethane and diethyl 4-formylphenylphosphonate and condensing these two precursors. The mixed phosphonate, a layered material assembled from ZrOCl2 · 8H2O, methylphosphonic acid, and the aforementioned porphyrin, was then prepared in refluxing HF. Solid-state 31P NMR spectra and powder X-ray diffraction patterns were acquired for the final product, its estimated interlayer spacing of 22.8 Å figuring prominently in analysis and discussion of the X-ray data.

In enzymatic and synthetic catalytic oxidations, high-valent iron-oxo intermediates play a vital role as the active oxidant. In this regard, many synthetic metal catalysts are designed as biomimetic models to resemble the active site of Cytochrome P450 enzymes (P450) which are the predominant oxidation catalysts in nature. Vitamin B12 cofactors, with a corrole-like structure corrin, are also utilized in some of the more difficult reactions in nature such as rearrangement and reductase reactions. In this work, application of the promising photochemical method to corrolecontaining ligands systems showed much success in the generation of manganese(V)-oxo corrole intermediates using two electron-deficient corrole ligands 5,10,15-tris-(4- trifluoromethylphenyl) corrole (4-CF3)TPC and 5,10,15-tris-(4-nitrophenyl) corrole (4- NO2)TPC. Homolytic cleavage of the O-N or O-ClO2 bond led to generation of the detectable manganese(V)-oxo corroles which were found to act as a competent oxotransfer agent in the presence of various organic reductants. The reaction was marked by the return to a low-valent manganese(III) corrole through a direct oxygen atom transfer (OAT) pathway or formation of manganese(VI)-oxo corrole and manganese(IV) product through a disproportionation pathway. The photo-generated manganese(V)-oxo corrole intermediates were tested as the oxidizing agent for substrate oxidation reactions. More importantly, accomplished within this work is the synthesis for a novel porphyrin complex with light-harvesting functionalities. The light harvesting porphyrin complex (L-Por) exhibits remarkable spectral absorption properties within the range of 400-550 nm allowing for the efficient harvesting of a broad spectrum of light. It is expected that the attached antennae chromophores and metalloporphyrin core will absorb visible light and, at the same time, the antennae could transfer energy to the metalloporphyrin core. Ruthenium(II)(L-Por)(CO) was found to efficiently photo-eject the carbonyl ligand when subjected to visible light. Generation of ruthenium(VI)(LPor)( O)2 was achieved through application of sacrificial oxidant iodobenzene diacetate (PhI(OAc)2). Stoichiometric oxidation of ruthenium(VI)(L-Por)(O)2 formed ruthenium(IV)(L-Por)(O) and cis-cyclooctene oxide with observed rate constants that were 10-fold greater under visible light irradiation. Future investigations will employ a bis-porphyrin-diruthenium(IV)-μ-oxo dimeric complex as a potential catalyst in photocatalytic aerobic oxidation reactions.

Neste trabalho foram investigados sistemas modelos do citocromo P450 para o estudo do metabolismo da monensina A empregando três estratégias de abordagem: a) utilização de metaloporfirinas e complexos salen como catalisadores para a oxidação da monensina A por diferentes oxidantes e meios reacionais; b) utilização de fungos de diferentes cepas para estudos de biotransformação deste antibiótico e c) emprego de microssomas de fígado de ratos e humanos para o estudo do metabolismo in vitro da monensina A. Os produtos obtidos nestes três sistemas foram comparados com os metabólitos formados em estudos in vivo relatados na literatura. Os resultados obtidos com os sistemas envolvendo os catalisadores mostraram que a formação dos produtos é dependente da escolha do meio reacional e do oxidante empregado. Os estudos de biotransformação da monensina A empregando microssomas de fígado e os fungos Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, M61, Mucor rouxii e Penicillium brevicompactum mostraram que estes sistemas são viáveis nos processos de biotransformação deste fármaco nas condições empregadas. Os produtos obtidos nas reações e/ou meios de cultura com os diferentes sistemas foram identificados por espectrometria de massas sequencial e também por comparação com padrões obtidos anteriormente. Foram obtidos três principais metabólitos: (i) 3-O-desmetil-monensina A, (ii) 12-hidroxi-monensina A e (iii) 12-hidroxi-3-O-desmetil-monensina A, os quais coincidem com os principais metabólitos obtidos em estudos in vivo. Assim, os resultados mostraram que os modelos estudados podem ser usados para predizer o metabolismo da monensina A. Os metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A puderam ser produzidos e isolados dos sistemas catalíticos envolvendo a metaloporfirina e o catalisador de Jacobsen. Os ensaios biológicos de atividade tóxica em mitocôndrias, bem como a atividade antimicrobiana da monensina A e de seus metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A mostraram que estes metabólitos possuem menor ou nenhuma atividade nos parâmetros biológicos testados quando comparados à monensina A. Assim, pode-se inferir que o metabolismo da monensina A corresponde a uma via de detoxicação clássica, através da qual as moléculas produzidas são mais polares, dificultando o transporte de complexos catiônicos através das membranas, diminuindo suas propriedades biológicas e facilitando a sua eliminação. / This study used model systems to investigate monensin A metabolism. More specifically, this work employed three strategies: (i) use of biomimetic systems, involving metalloporphyrins and salen complexes, to catalyze monensin A oxidation by different oxidants in distinct reaction media; (ii) application of different fungal strains to conduct biotransformation studies of this antibiotic; and (iii) use of rat and human liver microsomes as a cytochrome P450 model to monitor the in vitro metabolism of monensin A and compare the products with the metabolites generated in in vivo studies reported in the literature. Studies involving chemical catalysts showed that product formation depended on the choice of reaction medium and oxidant. Monensin A biotransformation studies employing fungi revealed that Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, Marine M61, Mucor rouxii, and Penicillium brevicompactum successfully biotransformed the drug under the employed conditions. Liver microsomes also effectively transformed the target compound. Spectrometric analysis of the evaluated models attested to the formation of three main metabolites: (i) 3-O-demethyl monensin A, (ii) 12-hydroxy monensin A, and (iii) 12-hydroxy-3-O-demethyl-monensin A as the main monensin A derivatives. The products were identified by tandem mass spectrometry as well as by comparison with standards obtained in other studies. Taken together, the results demonstrated that the models studied herein could help to predict monensin A metabolismthey produced the main metabolites obtained in in vivo studies. Toxicity tests performed on mitochondria and antimicrobial assays revealed that the metabolites 3-O-demethyl-monensin A and 12-hydroxy-monensin A isolated from the reactions that employed chemical catalysts were less active or inactive as compared with monensin A. Therefore, it was possible to infer that monensin A metabolism is a classical detoxification pathway that generates polar molecules. The transport of such cationic molecules through the membrane is more difficult, decreasing their biological properties and facilitating their elimination.

Neste trabalho foram investigados sistemas modelos do citocromo P450 para o estudo do metabolismo da monensina A empregando três estratégias de abordagem: a) utilização de metaloporfirinas e complexos salen como catalisadores para a oxidação da monensina A por diferentes oxidantes e meios reacionais; b) utilização de fungos de diferentes cepas para estudos de biotransformação deste antibiótico e c) emprego de microssomas de fígado de ratos e humanos para o estudo do metabolismo in vitro da monensina A. Os produtos obtidos nestes três sistemas foram comparados com os metabólitos formados em estudos in vivo relatados na literatura. Os resultados obtidos com os sistemas envolvendo os catalisadores mostraram que a formação dos produtos é dependente da escolha do meio reacional e do oxidante empregado. Os estudos de biotransformação da monensina A empregando microssomas de fígado e os fungos Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, M61, Mucor rouxii e Penicillium brevicompactum mostraram que estes sistemas são viáveis nos processos de biotransformação deste fármaco nas condições empregadas. Os produtos obtidos nas reações e/ou meios de cultura com os diferentes sistemas foram identificados por espectrometria de massas sequencial e também por comparação com padrões obtidos anteriormente. Foram obtidos três principais metabólitos: (i) 3-O-desmetil-monensina A, (ii) 12-hidroxi-monensina A e (iii) 12-hidroxi-3-O-desmetil-monensina A, os quais coincidem com os principais metabólitos obtidos em estudos in vivo. Assim, os resultados mostraram que os modelos estudados podem ser usados para predizer o metabolismo da monensina A. Os metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A puderam ser produzidos e isolados dos sistemas catalíticos envolvendo a metaloporfirina e o catalisador de Jacobsen. Os ensaios biológicos de atividade tóxica em mitocôndrias, bem como a atividade antimicrobiana da monensina A e de seus metabólitos 3-O-desmetil-monensina A e 12-hidroxi-monensina A mostraram que estes metabólitos possuem menor ou nenhuma atividade nos parâmetros biológicos testados quando comparados à monensina A. Assim, pode-se inferir que o metabolismo da monensina A corresponde a uma via de detoxicação clássica, através da qual as moléculas produzidas são mais polares, dificultando o transporte de complexos catiônicos através das membranas, diminuindo suas propriedades biológicas e facilitando a sua eliminação. / This study used model systems to investigate monensin A metabolism. More specifically, this work employed three strategies: (i) use of biomimetic systems, involving metalloporphyrins and salen complexes, to catalyze monensin A oxidation by different oxidants in distinct reaction media; (ii) application of different fungal strains to conduct biotransformation studies of this antibiotic; and (iii) use of rat and human liver microsomes as a cytochrome P450 model to monitor the in vitro metabolism of monensin A and compare the products with the metabolites generated in in vivo studies reported in the literature. Studies involving chemical catalysts showed that product formation depended on the choice of reaction medium and oxidant. Monensin A biotransformation studies employing fungi revealed that Aspergillus awamori, Beauveria bassianna, Cunninghamella echinulata, Cunninghamella elegans, Fusarium oxysporum, Marine M61, Mucor rouxii, and Penicillium brevicompactum successfully biotransformed the drug under the employed conditions. Liver microsomes also effectively transformed the target compound. Spectrometric analysis of the evaluated models attested to the formation of three main metabolites: (i) 3-O-demethyl monensin A, (ii) 12-hydroxy monensin A, and (iii) 12-hydroxy-3-O-demethyl-monensin A as the main monensin A derivatives. The products were identified by tandem mass spectrometry as well as by comparison with standards obtained in other studies. Taken together, the results demonstrated that the models studied herein could help to predict monensin A metabolismthey produced the main metabolites obtained in in vivo studies. Toxicity tests performed on mitochondria and antimicrobial assays revealed that the metabolites 3-O-demethyl-monensin A and 12-hydroxy-monensin A isolated from the reactions that employed chemical catalysts were less active or inactive as compared with monensin A. Therefore, it was possible to infer that monensin A metabolism is a classical detoxification pathway that generates polar molecules. The transport of such cationic molecules through the membrane is more difficult, decreasing their biological properties and facilitating their elimination.

Esta tese focaliza o desenvolvimento de sistemas nanoestruturados através da intercalação de espécies moleculares e supramoleculares em matrizes lamelares de xerogel de pentóxido de vanádio, visando sua utilização como interfaces em dispositivos sensoriais. Nela se explora principalmente as características dos sistemas supramoleculares, dando destaque ao fato de estarem intimamente relacionadas com a natureza das espécies neles presentes, bem como com o tipo de interação, organização e disposição das mesmas. Nesse contexto, são descritos trabalhos desenvolvidos com V2O5.H2O, o material base do projeto, em combinação com outros materiais, para gerar compósitos com potenciais aplicações na área de sensores. Nessa linha são apresentados principalmente os resultados obtidos para a intercalação de metaloporfirinas no pentóxido de vanádio. Também foi dedicada especial atenção à 4,5-diamino-2,6-dimercaptopirimidina (DADMcP), como espécie intercalante em matriz de pentóxido de vanádio, motivado pelas suas propriedades eletroquímicas interessantes para aplicações em baterias de alta densidade de carga. / Nanostructured systems based on the intercalation of molecular and supramolecular species into lamellar vanadium pentoxide xerogels are focused on this Thesis. The exciting characteristics of the supramolecular systems which are closely related to the nature, interaction and organization of the chemical species involved, have been exploited aiming their application in sensor devices. Special emphasis has been given to the research dealing with vanadium(V) oxide in combination with many other suitable species for generating composite materials exhibiting potential application for sensing purposes. Along this line, the results obtained from the intercalation of metalloporphyrins into the lamellar vanadium(V) oxide matrix have been discussed in great detail. Another system, consisting of 4,5-diamine-2,6-dimercaptopyrimidine (DADMcP) as the intercalating species in vanadium(V) oxide, has also been investigated, stimulated by its promising use in high charge density batteries.

A busca por novos fármacos inspirados em substâncias de origem natural é uma estratégia conhecida e há tempos utilizada. As lactonas sesquiterpênicas (LST) são um grupo de substâncias amplo e diverso com várias atividades farmacológicas descritas, e cuja característica estrutural determinante é a de um esqueleto principal contendo 15 átomos de carbono e um anel lactônico. O mecanismo de ação das LST está intrinsicamente relacionado com reações de adição do tipo Michael frente a biomoléculas, provocando alquilações. Há na literatura estudos aprofundados sobre a química medicinal das LST, entretanto pouco há sobre o metabolismo desse grupo de substâncias em ambientes fisiológicos. Neste sentido, este trabalho é focado no estudo do metabolismo e também das vias de fragmentação por eletrospray da budleína A, que possui estrutura química do tipo furanoeliangolido, e pertence à classe dos germacranolidos. Foram realizados ensaios in vitro utilizando-se os modelos de oxidação biomimética com metaloporfirina, microssomas hepáticos e metabolismo pela microbiota intestinal de ceco de porco (pig cecum model), sendo nos dois últimos testado também o correlato 4,5-dihidro-2\',3\'-epoxi-15-desoxigoyazensolido. O estudo de fragmentação também abordou a comparação entre budleína A e a centraterina - um estereoisômero que se diferencia apenas pela orientação da cadeia lateral ligada ao C-8 - em espectrômetros distintos e com suporte de métodos computacionais para cálculos de energia (Gaussian 03 em base B3LYP/6-31G(d)). Nos estudos de fragmentação observou-se a diferença de intensidade dos sinais para íons fragmento comuns às duas LST (m/z 275, 257 e 83), além da presença do íon fragmento de m/z 293 apenas para a budleína A, permitindo a diferenciação destes isômeros por meio de espectrometria de massas com ionização por eletrospray, sem a necessidade de ressonância de magnética nuclear. Os produtos de oxidação detectados na reação com metaloporfirinas acusaram a epoxidação na cadeia lateral envolvendo C-2\' e C-3\' com a formação de diastereoisômeros. No ensaio com microssomas não foram detectados produtos para a budleína A, enquanto que para a substância correlata observou-se a abertura do epóxido na cadeia lateral e adição de uma hidroxila, formando um diol vicinal. No modelo de ceco de porco observaram-se a formação de adutos de LST com o aminoácido cisteína, os quais foram posteriormente degradados pela ação da microbiota intenstinal, dando origem a diversos metabólitos compostos pela LST e partes de cisteína. Sendo assim, este trabalho lança bases para a maior compreensão do metabolismo de LST do tipo furanoeliangolido em modelos distintos e também contribui para os estudos de espectrometria de massas para este tipo de substância, além de descrever uma ferramenta analítica útil na diferenciação de dois estereoisômeros. / The search for new drugs inspired on compounds from natural products is a wellknown strategy with several successful cases. Sesquiterpene lactones (STL) are a wide and diversified group of compounds which has already many pharmacological activities reported. Their fundamental moiety includes a skeleton containing 15 carbons and a lactone ring and the mechanism of action is related to Michael addition type reactions with biomolecules, promoting alkylation. There are a high amount of studies regarding the medicinal chemistry of the STL, however there are few information about the metabolism of these compounds under physiological environments. On this way, the aims of this work are focused on the study of the metabolism as well as the fragmentation pathways of budlein A, which is a furanoheliangolide and belongs to the germacranolides class. On this work the following experiments were carried out: in vitro oxidative metabolism with metalloporphyrin and microsomes; intestinal metabolism by using the pig cecum model (microbiota). For microsomes and intestinal metabolism the compound 4,5- dihydro-2\',3\'-epoxy-15-deoxy-goyazensolide was also applied. Fragmentation studies compared the fragmentation patterns of budlein A and centratherin - which is a stereoisomer with -orientation for the side chain bonded at C-8 - by using different spectrometers being supported by computational methods for energies calculations (Gaussian 03 at level B3LYP/6-31G(d)). For the fragmentation studies it was observed the difference of signal intensities for fragment ions which are common for both STL (m/z 275, 257 e 83), moreover the ion m/z 293 was detected only for budlein A, allowing the differentiation between these isomers by electrospray ionization mass spectrometry instead nuclear magnetic resonance. The reactions with metalloporphyrin yielded two diastereoisomers of the STL with an epoxide at the side chain between C-2\'and C-3\'. On the microsome assay any product was detected for budlein A, while for the correlated compound the epoxide ring was opened and a hydroxyl was added at C-3\', forming a vicinal diol. On the pig cecum model it was observed the formation of adducts due to the reaction of the STL and the amino acid cysteine. These adducts were later degraded by the action of the microbiota yielding different metabolites composed by STL and residues of cysteine. Thus, this work may contribute to the improvement of the knowledge about the metabolism of STL furanoheliangolide type in different models as well as for the studies regarding the mass spectrometry of this type of compound. The development of a useful analytical tool for the differentiation of two isomers was also an important achievement.

Esta tese focaliza o desenvolvimento de sistemas nanoestruturados através da intercalação de espécies moleculares e supramoleculares em matrizes lamelares de xerogel de pentóxido de vanádio, visando sua utilização como interfaces em dispositivos sensoriais. Nela se explora principalmente as características dos sistemas supramoleculares, dando destaque ao fato de estarem intimamente relacionadas com a natureza das espécies neles presentes, bem como com o tipo de interação, organização e disposição das mesmas. Nesse contexto, são descritos trabalhos desenvolvidos com V2O5.H2O, o material base do projeto, em combinação com outros materiais, para gerar compósitos com potenciais aplicações na área de sensores. Nessa linha são apresentados principalmente os resultados obtidos para a intercalação de metaloporfirinas no pentóxido de vanádio. Também foi dedicada especial atenção à 4,5-diamino-2,6-dimercaptopirimidina (DADMcP), como espécie intercalante em matriz de pentóxido de vanádio, motivado pelas suas propriedades eletroquímicas interessantes para aplicações em baterias de alta densidade de carga. / Nanostructured systems based on the intercalation of molecular and supramolecular species into lamellar vanadium pentoxide xerogels are focused on this Thesis. The exciting characteristics of the supramolecular systems which are closely related to the nature, interaction and organization of the chemical species involved, have been exploited aiming their application in sensor devices. Special emphasis has been given to the research dealing with vanadium(V) oxide in combination with many other suitable species for generating composite materials exhibiting potential application for sensing purposes. Along this line, the results obtained from the intercalation of metalloporphyrins into the lamellar vanadium(V) oxide matrix have been discussed in great detail. Another system, consisting of 4,5-diamine-2,6-dimercaptopyrimidine (DADMcP) as the intercalating species in vanadium(V) oxide, has also been investigated, stimulated by its promising use in high charge density batteries.

O estudo de determinada espécie vegetal com fins medicinais é uma tarefa multidisciplinar que envolve a realização de pesquisas físicas, químicas e biológicas. Neste contexto, estudos farmacológicos e toxicológicos possuem papel de destaque pois permitem avaliar parâmetros como segurança e eficácia do medicamento, essenciais para o paciente e necessários para o registro aos órgãos reguladores. Lychnophora ericoides (arnica da serra), uma espécie endêmica no Brasil, é amplamente utilizada pela medicina tradicional para o tratamento de dor e inflamação. Por outro lado, a espécie carece de estudos para comprovar sua segurança e propriedades terapêuticas. Assim, os objetivos deste trabalho são: realizar ensaios farmacológicos in vivo para avaliar as propriedades analgésica (modelo da contorção abdominal induzida por ácido acético em camundongos e teste da formalina em ratos), antiinflamatória (edema de pata induzido por carragenina em ratos) e antipirética (febre induzida por LPS em ratos) de frações polares de L. ericoides e do ácido clorogênico (CGA, ácido 5-cafeoilquínico); avaliar o efeito de metabólitos secundários de L. ericoides sobre a síntese de mediadores inflamatórios produzidos por células U-937 cultivadas in vitro; e estudar o metabolismo oxidativo destes metabólitos em reações catalisadas por metaloporfirinas sintéticas (sistema biomimético do citocromo P450) e por mitocôndrias isoladas de fígado de ratos. Os resultados obtidos nos ensaios farmacológicos mostram que as propriedades farmacológicas do vegetal estão distribuídas em partes distintas da planta. Enquanto as raízes são predominantemente analgésicas, as folhas são tanto analgésicas como antiinflamatórias. Ainda, o ACG possui propriedades tanto analgésica como antiinflamatória, mas não antipirética. Quanto ao efeito dos metabólitos secundários sobre a produção de mediadores inflamatórios, observa-se que a vicenina-2 (VIC-2) é capaz de reduzir significativamente o mediador prostaglandina E2 (PGE2). Este efeito da VIC-2 sobre a PGE2 não decorre da inibição da transcrição/tradução da enzima cicloxigenase-2 e também não decorre da inibição direta da atividade catalítica da enzima. Baixas concentrações do ácido 3,5-dicafeoilquínico e do ácido 4,5-dicafeoilquínico possuem efeito moderado sobre a produção de PGE2, enquanto altas doses levam a um aumento da produção do mediador. Além disso, os ácidos dicafeoilquínicos mencionados e o ácido 3,4,5-tricafeoilquínico são capazes de inibir significativamente a produção da proteína quimioatraente de monócitos-3 (MCP-3), envolvida na migração de células imunes para o foco inflamatório. O ACG é capaz de inibir algumas citocinas, como o fator de necrose tumoral-alfa, interleucina-6 e MCP-3. Por outro lado, seu metabólito oxidado majoritário OX-ACG, obtido nas reações biomiméticas com metaloporfirna, é inativo ou fracamente ativo sobre estes mediadores. Os resultados do metabolismo oxidativo do ACG por metaloporfirinas sintéticas mostram a formação de 3 metabólitos: hidroxilado, dicarbonilado e carbonilado (OX-ACG), sendo o último produzido majoritariamente neste sistema biomimético. O mesmo padrão de oxidação foi verificado nas reações de metabolismo oxidativo dos ácidos dicafeoilquínicos. Por fim, o único metabólito oxidado do ACG produzido por mitocôndrias de fígado de ratos corresponde ao metabólito carbonilado majoritário OX-ACG obtido das reações com metaloporfirina. / The scientific study of medicinal plants is a multidisciplinary task and involves many fields of knowledge such as physics, chemistry and biology. In this context, pharmacological and toxicological studies play an important role since they allow evaluating parameters such as safety and efficacy. These parameters have to be well established, being essential for the patient?s safety and mandatory for the regulatory agencies. Lychnophora ericoides (arnica da serra), an endemic plant from Brazil, is widely used in traditional medicine to treat pain and inflammation. On the other hand, the species still lacks solid information on its safety and therapeutic properties. Therefore, the goals of this study are: to perform in vivo pharmacological assays (acetic acid-induced writhing test in mice, formalin pain in rats, carrageenan-induced rat paw edema, LPS-induced fever in rats) with polar fractions from L. ericoides and also chlorogenic acid (CGA, 5-caffeoylquinic acid); to evaluate the effect of secondary metabolites from L. ericoides on the synthesis of inflammatory mediators produced by in vitro cultured U-937 cells; to study the oxidative metabolism of the metabolites aforementioned catalyzed by synthetic metalloporphyrin (cytochrome P450 biomimetic system) and also by rat liver mitochondria. The results obtained in the pharmacological assays show that the analgesic and anti-inflammatory activities are distributed in distinct parts of the plant. Whereas the roots are predominantly analgesic, the leaves are both analgesic and anti-inflammatory. Also, CGA present both analgesic and anti-inflammatory activities but no antipyretic activity. When it comes to the effect of the secondary metabolites on the production of inflammatory mediators, vicenin-2 (VIC-2) is able to significantly inhibit PGE2 in a dose-dependent fashion. The effect exerted by VIC-2 on PGE2 is due neither to its inhibition on the synthesis of cycloxigenase-2 nor on the direct inhibition of the catalytic activity of the enzyme. Lower concentrations of 3,5-dicaffeoylquinic and 4,5-dicaffeoylquinic acids present a slight inhibitory effect on PGE2 synthesis; however, increasing doses stimulate the production of the mediator. In addition, the dicaffeoylquinic acids and the 3,4,5-tricaffeoylquinic acid are able to significantly inhibit the production of the chemokine monocyte chemoattractant protein-3 (MCP-3), involved in the migration of immune cells to the inflammatory site. CGA is able to inhibit some of the evaluated cytokines, such as tumor necrosis factor alpha, interleukin-6 and MCP-3. On the other hand, the major oxidized metabolite from CGA (OX-CGA) obtained from the metalloporphyrin biomimetic reactions is inactive or weakly active on the production of such cytokines. The results obtained in the metalloporphyrin-catalyzed oxidation reactions of CGA show the formation of 3 metabolites: hydroxylated, dicarbonylated and carbonylated (OX-CGA), the last being the major compound obtained in this biomimetic system. The same oxidation pattern is observed in the biomimetic oxidation of the dicaffeoylquinic acids. Finally, the single CGA oxidized metabolite produced by rat liver mitochondria corresponds to the carbonylated metabolite OX-CGA obtained in the metalloporphyrin reactions.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O presente trabalho ilustra o desenvolvimento de uma rota sintÃtica para a obtenÃÃo de uma meso-metaloporfirina, a partir de uma meso-porfirina base livre, macromolÃcula derivada do LÃquido da Casca da Castanha de Caju (LCC), subproduto do agronegÃcio do caju. A obtenÃÃo dessas espÃcies seguida de estudos preliminares da modificaÃÃo da superfÃcie do eletrodo de ouro com a meso-metaloporfirina de cobre com aplicaÃÃo para sensor de NO (Ãxido NÃtrico) tambÃm compÃe os objetivos desse trabalho. A partir do processo de metalaÃÃo,foi sintetizada uma meso-metaloporfirina utilizando Cu (II) como centro metÃlico, a partir da macromolÃcula base livre, e testes voltamÃtricos foram realizados utilizando o eletrodo de ouro, em meio de diclorometano e PTBA 0,1 mol L-1, obtido a 100 mV s-1.Estudos foram realizados a cerca do comportamento eletroquÃmico dos filmes formados em presenÃa de NO em meio aquoso de Na2SO4 0,5 mol L-1 obtendo o voltamograma cÃclico para o eletrodo de ouro modificado com a porfirina de cobre(II) na detecÃÃo de NO e foi observado no voltamograma para NO sobre uma intensidade de corrente 7,6 vezes maior comparada à do pico observado para o mesmo processo do NO na superfÃcie de ouro nÃo modificado demonstrando elevado potencial para aplicaÃÃo como sensor eletroquÃmico. Outra metodologia eletroanalÃtica foi desenvolvida para a obtenÃÃo de um biossensor, baseado em uma enzima, glutationa-S-transferase (GST), para determinaÃÃo do pesticida molinato, um herbicida prÃ-emergente, em amostras reais de Ãgua de campos de arrozais da cidade do Porto, em Portugal. A construÃÃo deste biossensor baseou-se a imobilizaÃÃo de GST em um eletrodo de carbono vÃtreo (GCE), atravÃs da ligaÃÃo covalente glutaraldeÃdo-amino-silano (APTES/GA). O princÃpio deste biossensor consistiu no processo de inibiÃÃo da GST promovida pelo molinato. A curva de calibraÃÃo foi obtida por meio da tÃcnica de voltametria de pulso diferencial (VPD) variando a concentraÃÃo do pesticida entre 1,01x10-6 â 4,20x10-5 mol L-1 apresentando um limite de detecÃÃo (LD) de 0,064 mg L-1. O biossensor baseado na GST foi aplicado para quantificar o molinato nas amostras de Ãgua das lavouras de arrozais. Os resultados obtidos com este biossensor foram comparados com aqueles obtidos por HPLC e nÃo houve diferenÃas estatisticamente significativas comprovando, entÃo, que a metodologia desenvolvida foi precisa no nÃvel de concentraÃÃo estudada. / This study illustrates the development of synthetic route will be obtaining meso-metalloporphyrin, from porphyrin meso-free base macromolecule derived from Shell Liquid Cashew Nut (CNSL), byproduct of cashew agribusiness. Obtaining these species followed by preliminary studies of surface modification of gold electrode with copper meso-metalloporphyrin with application to sensor of NO (Nitric Oxide) also composed the objectives of this work. From metalation process, was synthesized by meso-metalloporphyrin using Cu (II) the a metal to center, from the macromolecule free base, and voltametric tests were carried out using the gold electrode in the middle of dichloromethane and TBAP 0,1 mol L-1, obtained at 100 mV s-1. Studies have been conducted about the electrochemical behavior of the films formed in the presence of NO in aqueous Na2SO4 0,5 mol L-1 the cyclic voltammogram obtained will be the gold electrode modified with porphyrin to copper (II) the detection of NO and voltammogram was observed in about one NO to current intensity 7,6 times larger compared to the peak observed for the same process of NO in unmodified gold surface showing high potential for application as an electrochemical sensor. Electroanalytical another methodology was developed will be obtaining the biosensor, based on an enzyme, glutathione-S-transferase (GST), will be determining the pesticide molinate, the real daily pre-emergent herbicide in samples of to water of paddy fields City Porto, in Portugal. The construction of this biosensor was based on the immobilization of GST in glassy carbon electrode (GCE) by covalent glutaraldehyde-amino-silane (APTES/GA). The principle of this biosensor consisted of the process promoted by inhibition of GST molinate. The calibration curve was obtained by the technique of differential pulse voltammetry (DPV) varying the concentration of the pesticide between 1,01 x10-6 to 4,20 x10-5 mol L-1 having a limit of detection (DL) of 0,064 mg L-1. The biosensor based on GST was applied to quantify the molinate in water samples of paddy crop. The results obtained with this biosensor were compared with those obtained by HPLC and no statistically significant differences proving therefore that the developed methodology has been studied in terms of concentration.