Os derivados substituídos das 1,4-naftoquinonas podem coordenar-se a metais e assim, apresentar aplicações em diferentes áreas, como por exemplo, em biologia e química analítica. Neste trabalho foi estudada a coordenação da 5-amino- 6-bromo-8-hidróxi-1 ,4-nattoquinona aos íons metálicos divalentes Ni", Cu", Co", VO" e Pd" e averiguado seu potencial antibacteriano. As reações realizadas basearam-se em diferentes métodos de síntese, de forma a se obter o melhor rendimento. Os compostos obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (IV) e do ultravioleta-visível (UVVIS), análise termogravimétrica (TG), condutividade elétrica molar (AM), análise elementar e ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Os produtos formados apresentaram-se na forma de pós extremamente finos, insolúveis na maioria dos solventes usuais e parcialmente solúveis em dimetilsulfóxido, dimetilformamida e piridina, sendo que o complexo de Pd apresentou a melhor solubilidade. Os complexos formados são neutros, não apresentam água de coordenação e encontram-se na proporção metallligante de 1 :2. Os resultados obtidos sugerem que a coordenação do metal ocorra no sítio (OnN) pela desprotonação do grupo amino e formação do grupo imideto, NH-. Foi constatado através das técnicas de UV-VIS e EPR, respectivamente, que os complexos de Ni" e Cu" apresentam geometria quadrada. Os testes de atividade biológica frente ao Staphy/ococcus aureus realizados com o ligante e seus complexos metálicos mostrou que somente o complexo de Co" apresenta potencial antibacteriano, sendo este maior que o do ligante livre. / The 1,4-naphtoquinones derivatives when coordinated to metais present many applications in different fields like biology and analytical chemistry. In this work the coordination of the divalent ions Ni", Cu", Co", VO" and pd' to the ligand 5- amine-6-bromine-8-hydroxi-1,4-naphtoquinone was studied and their antibacterial potential was evaluated. The reactions were carried out based on different methods of synthesis in order to obtain the best yield. The compounds obtained were characterized by IR and UV-VIS spectroscopy, thermal analysis, molar electrical conductivity, elemental analysis and electron paramagnetic resonance. The products are fine powders, insoluble in the most usual solvents and partially soluble in DMSO, DMF and Py. The Pd complex presents the best solubility. The complexes have neutral character, they do not have coordinated water molecules and present a ratio metal to ligand of 1 :2. The results suggest that the coordination of the metal take place on site (0(1 N) by deprotonation of the amino group with the formation of the imide group, NH-. The UV-VIS spectroscopy and EPR suggest that the Ni" and Cu" complexes have a square planar geometry. The antibacterial activity related to the Staphy/ococcus aureus was evaluated I for the ligand and their complexes. The only two compounds that showed biological activity are the free ligand and the Co" complex being the latter more active than the former.

Os derivados substituídos das 1,4-naftoquinonas podem coordenar-se a metais e assim, apresentar aplicações em diferentes áreas, como por exemplo, em biologia e química analítica. Neste trabalho foi estudada a coordenação da 5-amino- 6-bromo-8-hidróxi-1 ,4-nattoquinona aos íons metálicos divalentes Ni", Cu", Co", VO" e Pd" e averiguado seu potencial antibacteriano. As reações realizadas basearam-se em diferentes métodos de síntese, de forma a se obter o melhor rendimento. Os compostos obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (IV) e do ultravioleta-visível (UVVIS), análise termogravimétrica (TG), condutividade elétrica molar (AM), análise elementar e ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Os produtos formados apresentaram-se na forma de pós extremamente finos, insolúveis na maioria dos solventes usuais e parcialmente solúveis em dimetilsulfóxido, dimetilformamida e piridina, sendo que o complexo de Pd apresentou a melhor solubilidade. Os complexos formados são neutros, não apresentam água de coordenação e encontram-se na proporção metallligante de 1 :2. Os resultados obtidos sugerem que a coordenação do metal ocorra no sítio (OnN) pela desprotonação do grupo amino e formação do grupo imideto, NH-. Foi constatado através das técnicas de UV-VIS e EPR, respectivamente, que os complexos de Ni" e Cu" apresentam geometria quadrada. Os testes de atividade biológica frente ao Staphy/ococcus aureus realizados com o ligante e seus complexos metálicos mostrou que somente o complexo de Co" apresenta potencial antibacteriano, sendo este maior que o do ligante livre. / The 1,4-naphtoquinones derivatives when coordinated to metais present many applications in different fields like biology and analytical chemistry. In this work the coordination of the divalent ions Ni", Cu", Co", VO" and pd' to the ligand 5- amine-6-bromine-8-hydroxi-1,4-naphtoquinone was studied and their antibacterial potential was evaluated. The reactions were carried out based on different methods of synthesis in order to obtain the best yield. The compounds obtained were characterized by IR and UV-VIS spectroscopy, thermal analysis, molar electrical conductivity, elemental analysis and electron paramagnetic resonance. The products are fine powders, insoluble in the most usual solvents and partially soluble in DMSO, DMF and Py. The Pd complex presents the best solubility. The complexes have neutral character, they do not have coordinated water molecules and present a ratio metal to ligand of 1 :2. The results suggest that the coordination of the metal take place on site (0(1 N) by deprotonation of the amino group with the formation of the imide group, NH-. The UV-VIS spectroscopy and EPR suggest that the Ni" and Cu" complexes have a square planar geometry. The antibacterial activity related to the Staphy/ococcus aureus was evaluated I for the ligand and their complexes. The only two compounds that showed biological activity are the free ligand and the Co" complex being the latter more active than the former.

As naftoquinonas são amplamente distribuídas na natureza e várias destas moléculas tem um papel importante na produção de energia, através da fotossíntese e respiração celular. No entanto, a atividade biológica de naftoquinonas com grupamentos amino é pouco investigada em células procarióticas e eucarióticas. No presente trabalho nós estudamos a atividade biológica da 5-amino-8-hidroxi-1,4- naftoquinona (ANQ) em comparação com a 1,4-naftoquinona (NQ) na bactéria Staphylococcus aureus. ANQ e NQ inibem o crescimento do S. aureus nas concentrações de 50 e 10 μg/mL, respectivamente. O efeito antimicrobiano das naftoquinonas diminui na presença de ascorbato de sódio, por outro lado o ácido 4,5-dihidroxi-1,3-benzeno-sulfônico (Tiron), um antioxidante especifico para o ânion superóxido foi capaz de proteger o S. aureus somente dos efeitos da ANQ. A ANQ e NQ bloqueiam o consumo de oxigênio e com a cadeia respiratória bloqueada com cianeto induzem o consumo de oxigênio. Os ensaios realizados com a presença das naftoquinonas se verificou que estes compostos induzem peroxidação de lipídios, sendo demonstrado pela formação de substancias reativas ao ácido tiobabitúrico. Estes resultados mostram que estes compostos atuam como aceptores de elétrons e induzem a formação de espécies reativas de oxigênio, que são tóxicas para o S. aureus. Com a proposta de elucidar a atividade mutagênica da ANQ e da 5-amino—2,8-dihidroxi- 1,4-naftoquinona (ANQ-OH) em comparação com a NQ, nós utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma. A genotoxicidade e o potencial recombinogênico foram analisados nas linhagens haplóide e diplóide da levedura Saccharomyces cerevisiae. No ensaio Salmonella/microssoma a NQ não foi mutagênica, enquanto as aminonaftoquinonas apresentaram uma fraca mutagênese nas linhagens TA98 e TA102. Na linhagem haplóide, somente NQ induziu mutagênese. Na diplóide, as naftoquinonas não induziram eventos recombinacionais. Os resultados sugerem que as aminonaftoquinonas são fracos agentes mutagênicos em células procarióticas. Além disto, a genotoxicidade destes compostos foi determinada utilizando o ensaio Cometa (single cell gel – SCG) e o ensaio Cometa modificado com as enzimas formamidopirimidina DNA-glicosilase (FPG) e endonuclease III (ENDOIII) em células de fibroblasto de pulmão de hamster Chinês (células V79). Em nosso estudo foi demonstrado que ANQ e NQ induzem danos oxidativos no DNA das células V79, como apresentado no ensaio na presença de enzimas. O pós-tratamento com ENDOIII e FPG não reconhecem danos promovidos pela ANQ-OH, quando comparado com o ensaio cometa padrão. Além disso, todas as naftoquinonas apresentaram genotoxicidade nas células V79 em presença de ativação metabólica. Nas células de mamíferos, NQ e ANQ são agentes genotóxicos, enquanto ANQ-OH é genotóxico somente com metabolização. O conjunto destes resultados reforça que ANQ e NQ produzem o radical superóxido e demonstra que o grupamento amino na posição 5 não elimina a capacidade da ANQ em produzir espécies reativas de oxigênio. Por fim, nós podemos afirmar que a citotoxicidade e genotoxicidade destes compostos é pela produção de danos oxidativos em todos os sistemas celulares. / Naphthoquinones are widely distributed in nature and some of these molecules have an important role in the biochemistry of microbial energy production, by means of photosynthesis and respiratory chain. However, the biological activity of naphthoquinones amino derivates on prokaryotic and eukaryotic cells is poorly investigated. In the present work we have studied the biological activity of 5-amino-8-hydroxi-1,4- naphthoquinone (ANQ) on Staphylococcus aureus in comparison with unsubstituted 1,4- naphthoquinone (NQ). Complete inhibition of microbial growth was observed with ANQ and NQ at 50 and 10 μg/mL, respectively. The antibacterial effect of naphthoquinones decrease in presence of sodium ascorbate, but the superoxide scavenger 4,5-dihydroxi-1,3- benzene-disulfonic acid (Tiron) was able to protect S. aureus only from the harmful effect of ANQ. Naphthoquinones blocked oxygen uptake and induced-cyanide insensitive oxygen consumption. Assays in presence of naphthoquinones induced an increase of lipid peroxidation in S. aureus, as determined by thiobarbituric acid reactive substances. These results showed that 1,4-naphthoquinones effectively act as electron acceptor and induced an increase in reactive oxygen species that are toxic to S. aureus cells. In order to elucidate the mutagenic activity of ANQ and 5-amino-2,8-dihydroxy-1,4- naphthoquinone (ANQ-OH) in comparison with the unsubstituted 1,4-naphthoquinone (NQ) we have employed the Salmonella microssoma/assay. The genotoxic and recombinogenic potencial effects were analysed in haploid and diploid yeast Saccharomyces cerevisiae strains. In Salmonella microssoma/assay the NQ was not mutagenic while the aminonaphthoquinones were weakly mutagenic in TA98 and TA102 stains. In haploid yeast, only NQ showed a mutagenic response. In diploid yeast, the naphthoquinones did not induce any recombinogenic events. All these results suggest that aminonaphthoquinones are weak mutagenic agents only in prokaryotic cells. Moreover, the genotoxicity of these compounds was determined using standard Comet assay (single-cell gel – SCG) and modified Comet assay with bacterial enzymes formamidopyrimidine DNAglycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII) in V79 Chinese hamster lung fibroblast cells. Our study demonstrated that ANQ and NQ induced oxidative DNA damage in V79 cells as shown in comet assay with the lesion-specific enzymes. Post-treatment with ENDOIII and FPG proteins had not significant effect on ANQ-OH-induced oxidative DNA damage when compared to standard alkaline comet assay. Besides, all naphthoquinones showed genotoxic effect on V79 cells in presence of metabolic activation. In mammalian cells, NQ and ANQ are genotoxic agents and ANQ-OH is genotoxic only in presence of metabolic activation. Taken together these results reinforce that ANQ and NQ produce superoxide radicals and reveal that amino group in position 5 does not abolish the ability of ANQ in producing reactive oxygen species. Finally, we were able to affirm that cytotoxicity and genotoxicity of these compounds is promoted by oxidative damage despite the cell system.

SANTOS NETA, Maria Adalgiza dos. Atividade antifúngica in vitro de compostos naftoquinoidais contra cepas de Candida tropicalis resistentes ao fluconazol. 2012. 76 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Médica)- Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2012. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2013-04-29T13:53:19Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_masantosneta.pdf: 1150276 bytes, checksum: ed1432baf1dd700de8bcbaf44fa10651 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes(erikaleitefernandes@gmail.com) on 2013-04-29T16:29:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_masantosneta.pdf: 1150276 bytes, checksum: ed1432baf1dd700de8bcbaf44fa10651 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-29T16:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_masantosneta.pdf: 1150276 bytes, checksum: ed1432baf1dd700de8bcbaf44fa10651 (MD5) Previous issue date: 2012 / The incidence of opportunistic infections caused by fungi, with emphasis on Candida species has increased substantially. Studies report that there has been a notable increase of infections by non-albicans species (Candida tropicalis, Candida glabrata, Candida parapsilosis and Candida krusei). Clinical isolates resistant to azoles, particularly fluconazole, are increasingly reported. The naphthoquinones are an important class of active molecules biologically presenting antibacterial, antifungal, antiviral, antiinflammatory, antipyretic, anti-cancer and trypanocidal and has been tested extensively in several pharmacological studies. In recent years intensified the interest in in this substances, not only due to your importance in vital biochemical processes as well as the increasing emphasis that they show in various pharmacological studies. This study aimed to evaluate and compare the effect of antifungal naphthoquinones against strains of Candida tropicalis resistant and susceptible to fluconazole, using different techniques such as broth microdilution methods, procedures Flow Cytometry procedures and Comet assay. We use seven strains of Candida tropicalis resistant to fluconazole for this study, which were isolated from blood and were part of the collection of yeasts Experimental Laboratory Bioprospecting in yeast (LABEL), affiliated with the Faculty of Pharmacy, Federal University of Ceará. We used three compounds of naphthoquinones against the seven strains of Candida tropicalis and were subjected to in vitro sensitivity tests, which showed an antifungal activity potent. Through Flow Cytometry, it was possible to assess morphological changes and membrane integrity of these compounds fronts to significant strains in addition to mitochondrial dysfunction and production of reactive oxygen species. Through the Comet assay was possible to find significant damage to DNA. In summary, the results suggest that these compounds may be used as antifungal agents for the treatment of candidemia. / A incidência de infecções oportunistas causadas por fungos, com destaque para as leveduras do gênero Candida vem aumentando substancialmente. Estudos relatam que tem sido observado um notável crescimento de infecções por espécies não albicans (Candida tropicalis, Candida glabrata, Candida parapsilosis e Candida krusei). Isolados clínicos resistentes aos azólicos, em especial ao fluconazol, são cada vez mais relatados. As naftoquinonas são uma importante classe de moléculas biologicamente ativas, apresentando atividades antibacteriana, antifúngica, antiviral, anti-inflamatória, antipirética, anticancerígena e tripanocida e tem sido amplamente testadas em vários estudos farmacológicos. Nos últimos anos intensificou-se o interesse nestas substâncias, não só devido à sua importância em processos bioquímicos vitais, como também ao destaque cada vez maior que apresentam em variados estudos farmacológicos. O presente trabalho buscou avaliar e comparar o efeito antifúngico de naftoquinonas frente a cepas de Candida tropicalis resistentes e sensíveis ao fluconazol, utilizando diferentes técnicas tais como métodos de microdiluição em caldo, procedimentos de citometria de fluxo e ensaio do Cometa. Utilizamos sete cepas de Candida tropicalis resistentes ao fluconazol para esse estudo, as quais foram isoladas de sangue e faziam parte da colecção de leveduras do Laboratório de Bioprospecção Experimental em leveduras (LABEL), afiliado com a Faculdade de Farmácia da Universidade Federal do Ceará . Foi utilizado três compostos de naftoquinonas frente à 07 cepas de Candida tropicalis e foram submetidas aos testes de Sensibilidade in vitro , onde apresentaram uma potente atividade antifúngica. Através da Citometria de Fluxo, foi possível avaliar alterações morfológicas e de integridade da membrana significativas desses compostos frentes às cepas, além de disfunção mitocondrial e produção de espécies reativas de oxigênio. Através do ensaio do Cometa foi possível encontrar danos significativos ao DNA. Em síntese, os resultados sugerem que estes compostos podem ser usados como agentes antifúngicos para o tratamento de candidemias.

SANTOS, Evelyne Alves dos. Estudo da atividade citotóxica da alfa-lapachona e seu derivado tetrahidropirano. 2012. 97 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2012. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2013-09-06T11:03:02Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_easantos.pdf: 2036212 bytes, checksum: 1c3d1d03d21b6659fd3976bbacfcc5c3 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2013-09-06T14:21:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_easantos.pdf: 2036212 bytes, checksum: 1c3d1d03d21b6659fd3976bbacfcc5c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-06T14:21:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_easantos.pdf: 2036212 bytes, checksum: 1c3d1d03d21b6659fd3976bbacfcc5c3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Quinone metabolites are widely distributed in nature showing various pharmacological activities of clinical importance. The naphthoquinone α-lapachone has been shown to be suitable as a prototype for the development of substances with anticancer properties, as reported by our group to tetrahydropyran derivative (THP), which demonstrated significant cytotoxicity and selectivity against MDA-MB-435 melanoma line. The aim of the present work was to evaluate the mechanism of action involved in the cytotoxicity of α-lapachone and its THP derivative against MDA-MB-435 melanoma cells. Initially, we evaluated the cytotoxicity of α-lapachone and its THP derivative against 8 cell lines, by the MTT assay, showing IC50 of 1.37 and 8.18 µM to breast and melanoma lines, respectively, after 72 hours of incubation. The selectivity of the THP derivative in Alamar Blue assay, demonstrated that THP is 2.6 times less cytotoxic to normal cells as compared to tumor cells. Studies on the mechanism of cell death in MDA-MB-435 tumor line showed that the THP derivative caused a reduction on viable cells associated with an increase of non-viable cells by inducing loss of membrane integrity in concentrations of 5 and 10 µM. The cytotoxic activity of THP was independent of cell cycle, activation of effector caspases and formation of reactive oxygen species, suggesting the occurrence of a necrotic process after 6 hours of treatment, demonstrated by evaluation of membrane integrity. Thus, the data suggest that a tetrahydropyran group introduction in α-lapachone molecule enhances the cytotoxicity of MDA-MB-435 in melanoma cells, via necrosis, which reinforces the importance of naphthoquinones as prototypes for the development of new synthetic compounds with antitumor activity. / As quinonas são metabólitos de ampla distribuição na natureza que possuem diversas atividades farmacológicas de importância clínica. A naftoquinona α-lapachona demonstrou potencial como protótipo para o desenvolvimento de substâncias com propriedades anticâncer, como relatado pelo nosso grupo de pesquisa, em que o seu derivado tetrahidropirano (THP) apresentou citotoxicidade e seletividade significante contra a linhagem de melanoma MDA-MB-435. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o mecanismo de ação envolvido na citotoxicidade da α-lapachona e derivado THP em células de melanoma MDA-MB-435. Inicialmente, avaliou-se a citotoxicidade da alfa-lapachona e derivado THP em 8 linhagens tumorais de mama e melanoma, através do ensaio do MTT, mostrando CI50 de 1,37 e 8,18 µM, respectivamente, após 72 horas de incubação. A seletividade do derivado THP no ensaio de Alamar Blue, demonstrou que este se apresentou 2,6 vezes menos citotóxico para células normais quando comparado às células tumorais. Estudos do mecanismo de morte celular na linhagem tumoral MDA-MB-435 indicaram que o derivado THP causou redução de células viáveis associado com o aumento de células não-viáveis por indução da perda de integridade da membrana plasmática nas concentrações de 5 e 10 µM após 24 horas de incubação. A atividade citotóxica do derivado THP não está relacionada a uma fase específica do ciclo celular, ativação de caspases efetoras e formação de espécies reativas de oxigênio, sugerindo a ocorrência de um processo necrótico a partir de 6 horas de tratamento, demonstrado pela avaliação da integridade de membrana. Assim, os resultados exibidos sugerem que a introdução do radical tetrahidropirano na molécula da α-lapachona aumenta a citotoxicidade em células de melanoma MDA-MB-435, via necrose, o que reforça a importância de naftoquinonas, como protótipo para o desenvolvimento de novos compostos sintéticos com atividade antitumoral.

COSTA, Arinice de Menezes. Estudo do mecanismo de ação citotóxica de naftoquinonas sintéticas análogas do lapachol. 2012. 77 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2009. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2013-12-18T12:53:39Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_amcosta.pdf: 1261591 bytes, checksum: cb70244764d2c30a04fab04291c4bf53 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2013-12-18T12:54:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_amcosta.pdf: 1261591 bytes, checksum: cb70244764d2c30a04fab04291c4bf53 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-18T12:54:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_amcosta.pdf: 1261591 bytes, checksum: cb70244764d2c30a04fab04291c4bf53 (MD5) Previous issue date: 2012 / The lapachol, one naphthoquinone natural, and its derivatives synthetic have demonstrated, in recent years, important actions cytotoxic against several lineages of tumor cells, well as signifier antitumoral activity against some tumors. Thus, the objective this work was to evaluate the mechanisms of action cytotoxic in cells HL-60 of two naphthoquinones synthetic analogous of lapachol (compounds 1 and 2). Initially was investigated at antiproliferative activity these naphthoquinones after a incubation period of 72 hours in leukemic cells (HL-60) and peripheral blood mononucleated cells (PBMC) where was observed that these naphthoquinones were active for these lines with IC50 of 12 µM , 2.3 µM and 4.3 µM for the lapachol, compound 1 and compound 2, respectively in cells HL-60 and 13.7 µM and 34.0 µM for compound 1 and 2 in cells PBMC, respectively. The antiproliferative activity in cells HL-60 after 24 hours incubation was evaluated with and without co-treatment with the antioxidant n-acetylcysteine (NAC). Thus, IC50 without NAC after 24 hours of exposure to lapachol, compound 1 and compound 2 was 42.9 µM, 2.7 µM and 4.3 µM, respectively. Have IC50 with NAC (5 µM) after 24 hours of exposure to lapachol, compound 1 and compound 2 was 180.0 µM, 46.0 µM and 18.0 µM, respectively. Studies done in HL-60 cells indicated that the lapachol and its two analogues induce cell death by apoptosis and necrosis, as shown by morphological changes evaluated through the use of staining May-Grünwald-Giemsa. In trials realisados by flow cytometry was revealed that these compounds promote the generation of reactive oxygen species (ROS) 18.86%, 13.31% and 39.11% respectively for the lapachol (82 µM) and compounds 1 and 2 (3,5 µM) and 40.94% and 60.49% for the compounds 1 and 2 (7.0 µM), respectively. The lapachol (82 µM) and the compounds 1 and 2 (3.5 µM) decreased the number of cells with intact membrane 26.51%, 34.78% and 29.58% respectively and the compounds 1 and 2 (7, 0 µM) decreased 75.3% and 71.1%, respectively. The DNA fragmentation promoted by such compounds was observed starting from 3 hours of exposure being more intense after 24 hours of exposure to tested compounds. The lapachol and the compounds 1 and 2 also promoted the activation of caspases related to intrinsic pathway of cell death. Furthermore, showed induce the synthesis of DNA strands. All cytotoxic effects were abolished when the compounds 1 and 2 were co-incubated with the NAC, showing thus the participation ROS in cytotoxicity these naphthoquinones. / O lapachol, uma naftoquinona natural, e seus derivados sintéticos têm demonstrado, nos últimos anos, importantes ações citotóxicas contra varias linhagens de células tumorais, assim como significante atividade antitumoral contra alguns tumores. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o mecanismos de ação citotoxica em células HL-60 de duas naftoquinonas sintéticas análogas do lapachol (compostos 1 e 2). Inicialmente foi investigado a atividade antiproliferativa dessas naftoquinonas após um período de incubação de 72h em células leucêmicas (HL-60) e células mononucleadas do sangue periférico (CMSP) onde foi observado que essas naftoquinonas mostraram-se ativas para estas linhagens com CI50 de 12 µM, 2,3 µM e 4,3 µM para o lapachol, composto 1 e composto 2, respectivamente em células HL-60 e 13,7 µM e 34,0 µM para o composto 1 e 2 em células CMSP, respectivamente. A atividade antiproliferativa em células HL-60 após 24 horas de incubação foi avaliada com e sem co-tratamento com o antioxidante n-acetilcisteína (NAC). Assim, a CI50 sem NAC após 24 horas de exposição ao lapachol, composto 1 e composto 2 foi de 42,9 μM, 2,7 µM e 4,3 µM , respectivamente. Já CI50 com NAC (5 µM) após 24 horas de exposição ao lapachol, composto 1 e composto 2 foi de 180,0 μM, 46,0 µM e 18,0 µM , respectivamente. Estudos feitos em células HL-60 indicaram que o lapachol e seus dois análogos induzem morte celular por apoptose e necrose, como mostrado pelas mudanças morfológicas avaliadas através do uso de coloração May-Grünwald-Giemsa. Nos ensaios realisados por citometria de fluxo foi revelado que estes compostos promovem a geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) 18,86%, 13,31% e 39,11% respectivamente para o lapachol (82 µM) e compostos 1 e 2 (3,5 µM) e 40,94% e 60,49% para os compostos 1 e 2 (7,0 µM), respectivamente. O lapachol (82 µM) e os compostos 1 e 2 (3,5 µM) diminuíram o número de células com membrana íntegra 26,51%, 34,78% e 29,58% respectivamente e os compostos 1 e 2 (7,0 µM) diminuíram 75,3% e 71,1%, respectivamente. A fragmentação do DNA promovida por esses compostos foi observada a partir de 3 horas de exposição sendo mais intensa após 24 horas de exposição aos compostos testados. O lapachol e os compostos 1 e 2 também promoveram a ativação de caspases relacionadas com a via intrínseca de morte celular. Além disso, mostraram induzir a quebra de fitas de DNA. Todos os efeitos citotóxicos foram abolidos quando os compostos 1 e 2 foram co-incubados com o NAC, mostrando, dessa forma, a participação de EROs na citotóxicidade destas naftoquinonas.

Os derivados substituídos das 1,4-naftoquinonas podem coordenar-se a metais e assim, apresentar aplicações em diferentes áreas, como por exemplo, em biologia e química analítica. Neste trabalho foi estudada a coordenação da 5-amino- 6-bromo-8-hidróxi-1 ,4-nattoquinona aos íons metálicos divalentes Ni", Cu", Co", VO" e Pd" e averiguado seu potencial antibacteriano. As reações realizadas basearam-se em diferentes métodos de síntese, de forma a se obter o melhor rendimento. Os compostos obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (IV) e do ultravioleta-visível (UVVIS), análise termogravimétrica (TG), condutividade elétrica molar (AM), análise elementar e ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Os produtos formados apresentaram-se na forma de pós extremamente finos, insolúveis na maioria dos solventes usuais e parcialmente solúveis em dimetilsulfóxido, dimetilformamida e piridina, sendo que o complexo de Pd apresentou a melhor solubilidade. Os complexos formados são neutros, não apresentam água de coordenação e encontram-se na proporção metallligante de 1 :2. Os resultados obtidos sugerem que a coordenação do metal ocorra no sítio (OnN) pela desprotonação do grupo amino e formação do grupo imideto, NH-. Foi constatado através das técnicas de UV-VIS e EPR, respectivamente, que os complexos de Ni" e Cu" apresentam geometria quadrada. Os testes de atividade biológica frente ao Staphy/ococcus aureus realizados com o ligante e seus complexos metálicos mostrou que somente o complexo de Co" apresenta potencial antibacteriano, sendo este maior que o do ligante livre. / The 1,4-naphtoquinones derivatives when coordinated to metais present many applications in different fields like biology and analytical chemistry. In this work the coordination of the divalent ions Ni", Cu", Co", VO" and pd' to the ligand 5- amine-6-bromine-8-hydroxi-1,4-naphtoquinone was studied and their antibacterial potential was evaluated. The reactions were carried out based on different methods of synthesis in order to obtain the best yield. The compounds obtained were characterized by IR and UV-VIS spectroscopy, thermal analysis, molar electrical conductivity, elemental analysis and electron paramagnetic resonance. The products are fine powders, insoluble in the most usual solvents and partially soluble in DMSO, DMF and Py. The Pd complex presents the best solubility. The complexes have neutral character, they do not have coordinated water molecules and present a ratio metal to ligand of 1 :2. The results suggest that the coordination of the metal take place on site (0(1 N) by deprotonation of the amino group with the formation of the imide group, NH-. The UV-VIS spectroscopy and EPR suggest that the Ni" and Cu" complexes have a square planar geometry. The antibacterial activity related to the Staphy/ococcus aureus was evaluated I for the ligand and their complexes. The only two compounds that showed biological activity are the free ligand and the Co" complex being the latter more active than the former.

As naftoquinonas são amplamente distribuídas na natureza e várias destas moléculas tem um papel importante na produção de energia, através da fotossíntese e respiração celular. No entanto, a atividade biológica de naftoquinonas com grupamentos amino é pouco investigada em células procarióticas e eucarióticas. No presente trabalho nós estudamos a atividade biológica da 5-amino-8-hidroxi-1,4- naftoquinona (ANQ) em comparação com a 1,4-naftoquinona (NQ) na bactéria Staphylococcus aureus. ANQ e NQ inibem o crescimento do S. aureus nas concentrações de 50 e 10 μg/mL, respectivamente. O efeito antimicrobiano das naftoquinonas diminui na presença de ascorbato de sódio, por outro lado o ácido 4,5-dihidroxi-1,3-benzeno-sulfônico (Tiron), um antioxidante especifico para o ânion superóxido foi capaz de proteger o S. aureus somente dos efeitos da ANQ. A ANQ e NQ bloqueiam o consumo de oxigênio e com a cadeia respiratória bloqueada com cianeto induzem o consumo de oxigênio. Os ensaios realizados com a presença das naftoquinonas se verificou que estes compostos induzem peroxidação de lipídios, sendo demonstrado pela formação de substancias reativas ao ácido tiobabitúrico. Estes resultados mostram que estes compostos atuam como aceptores de elétrons e induzem a formação de espécies reativas de oxigênio, que são tóxicas para o S. aureus. Com a proposta de elucidar a atividade mutagênica da ANQ e da 5-amino—2,8-dihidroxi- 1,4-naftoquinona (ANQ-OH) em comparação com a NQ, nós utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma. A genotoxicidade e o potencial recombinogênico foram analisados nas linhagens haplóide e diplóide da levedura Saccharomyces cerevisiae. No ensaio Salmonella/microssoma a NQ não foi mutagênica, enquanto as aminonaftoquinonas apresentaram uma fraca mutagênese nas linhagens TA98 e TA102. Na linhagem haplóide, somente NQ induziu mutagênese. Na diplóide, as naftoquinonas não induziram eventos recombinacionais. Os resultados sugerem que as aminonaftoquinonas são fracos agentes mutagênicos em células procarióticas. Além disto, a genotoxicidade destes compostos foi determinada utilizando o ensaio Cometa (single cell gel – SCG) e o ensaio Cometa modificado com as enzimas formamidopirimidina DNA-glicosilase (FPG) e endonuclease III (ENDOIII) em células de fibroblasto de pulmão de hamster Chinês (células V79). Em nosso estudo foi demonstrado que ANQ e NQ induzem danos oxidativos no DNA das células V79, como apresentado no ensaio na presença de enzimas. O pós-tratamento com ENDOIII e FPG não reconhecem danos promovidos pela ANQ-OH, quando comparado com o ensaio cometa padrão. Além disso, todas as naftoquinonas apresentaram genotoxicidade nas células V79 em presença de ativação metabólica. Nas células de mamíferos, NQ e ANQ são agentes genotóxicos, enquanto ANQ-OH é genotóxico somente com metabolização. O conjunto destes resultados reforça que ANQ e NQ produzem o radical superóxido e demonstra que o grupamento amino na posição 5 não elimina a capacidade da ANQ em produzir espécies reativas de oxigênio. Por fim, nós podemos afirmar que a citotoxicidade e genotoxicidade destes compostos é pela produção de danos oxidativos em todos os sistemas celulares. / Naphthoquinones are widely distributed in nature and some of these molecules have an important role in the biochemistry of microbial energy production, by means of photosynthesis and respiratory chain. However, the biological activity of naphthoquinones amino derivates on prokaryotic and eukaryotic cells is poorly investigated. In the present work we have studied the biological activity of 5-amino-8-hydroxi-1,4- naphthoquinone (ANQ) on Staphylococcus aureus in comparison with unsubstituted 1,4- naphthoquinone (NQ). Complete inhibition of microbial growth was observed with ANQ and NQ at 50 and 10 μg/mL, respectively. The antibacterial effect of naphthoquinones decrease in presence of sodium ascorbate, but the superoxide scavenger 4,5-dihydroxi-1,3- benzene-disulfonic acid (Tiron) was able to protect S. aureus only from the harmful effect of ANQ. Naphthoquinones blocked oxygen uptake and induced-cyanide insensitive oxygen consumption. Assays in presence of naphthoquinones induced an increase of lipid peroxidation in S. aureus, as determined by thiobarbituric acid reactive substances. These results showed that 1,4-naphthoquinones effectively act as electron acceptor and induced an increase in reactive oxygen species that are toxic to S. aureus cells. In order to elucidate the mutagenic activity of ANQ and 5-amino-2,8-dihydroxy-1,4- naphthoquinone (ANQ-OH) in comparison with the unsubstituted 1,4-naphthoquinone (NQ) we have employed the Salmonella microssoma/assay. The genotoxic and recombinogenic potencial effects were analysed in haploid and diploid yeast Saccharomyces cerevisiae strains. In Salmonella microssoma/assay the NQ was not mutagenic while the aminonaphthoquinones were weakly mutagenic in TA98 and TA102 stains. In haploid yeast, only NQ showed a mutagenic response. In diploid yeast, the naphthoquinones did not induce any recombinogenic events. All these results suggest that aminonaphthoquinones are weak mutagenic agents only in prokaryotic cells. Moreover, the genotoxicity of these compounds was determined using standard Comet assay (single-cell gel – SCG) and modified Comet assay with bacterial enzymes formamidopyrimidine DNAglycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII) in V79 Chinese hamster lung fibroblast cells. Our study demonstrated that ANQ and NQ induced oxidative DNA damage in V79 cells as shown in comet assay with the lesion-specific enzymes. Post-treatment with ENDOIII and FPG proteins had not significant effect on ANQ-OH-induced oxidative DNA damage when compared to standard alkaline comet assay. Besides, all naphthoquinones showed genotoxic effect on V79 cells in presence of metabolic activation. In mammalian cells, NQ and ANQ are genotoxic agents and ANQ-OH is genotoxic only in presence of metabolic activation. Taken together these results reinforce that ANQ and NQ produce superoxide radicals and reveal that amino group in position 5 does not abolish the ability of ANQ in producing reactive oxygen species. Finally, we were able to affirm that cytotoxicity and genotoxicity of these compounds is promoted by oxidative damage despite the cell system.

As naftoquinonas são amplamente distribuídas na natureza e várias destas moléculas tem um papel importante na produção de energia, através da fotossíntese e respiração celular. No entanto, a atividade biológica de naftoquinonas com grupamentos amino é pouco investigada em células procarióticas e eucarióticas. No presente trabalho nós estudamos a atividade biológica da 5-amino-8-hidroxi-1,4- naftoquinona (ANQ) em comparação com a 1,4-naftoquinona (NQ) na bactéria Staphylococcus aureus. ANQ e NQ inibem o crescimento do S. aureus nas concentrações de 50 e 10 μg/mL, respectivamente. O efeito antimicrobiano das naftoquinonas diminui na presença de ascorbato de sódio, por outro lado o ácido 4,5-dihidroxi-1,3-benzeno-sulfônico (Tiron), um antioxidante especifico para o ânion superóxido foi capaz de proteger o S. aureus somente dos efeitos da ANQ. A ANQ e NQ bloqueiam o consumo de oxigênio e com a cadeia respiratória bloqueada com cianeto induzem o consumo de oxigênio. Os ensaios realizados com a presença das naftoquinonas se verificou que estes compostos induzem peroxidação de lipídios, sendo demonstrado pela formação de substancias reativas ao ácido tiobabitúrico. Estes resultados mostram que estes compostos atuam como aceptores de elétrons e induzem a formação de espécies reativas de oxigênio, que são tóxicas para o S. aureus. Com a proposta de elucidar a atividade mutagênica da ANQ e da 5-amino—2,8-dihidroxi- 1,4-naftoquinona (ANQ-OH) em comparação com a NQ, nós utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma. A genotoxicidade e o potencial recombinogênico foram analisados nas linhagens haplóide e diplóide da levedura Saccharomyces cerevisiae. No ensaio Salmonella/microssoma a NQ não foi mutagênica, enquanto as aminonaftoquinonas apresentaram uma fraca mutagênese nas linhagens TA98 e TA102. Na linhagem haplóide, somente NQ induziu mutagênese. Na diplóide, as naftoquinonas não induziram eventos recombinacionais. Os resultados sugerem que as aminonaftoquinonas são fracos agentes mutagênicos em células procarióticas. Além disto, a genotoxicidade destes compostos foi determinada utilizando o ensaio Cometa (single cell gel – SCG) e o ensaio Cometa modificado com as enzimas formamidopirimidina DNA-glicosilase (FPG) e endonuclease III (ENDOIII) em células de fibroblasto de pulmão de hamster Chinês (células V79). Em nosso estudo foi demonstrado que ANQ e NQ induzem danos oxidativos no DNA das células V79, como apresentado no ensaio na presença de enzimas. O pós-tratamento com ENDOIII e FPG não reconhecem danos promovidos pela ANQ-OH, quando comparado com o ensaio cometa padrão. Além disso, todas as naftoquinonas apresentaram genotoxicidade nas células V79 em presença de ativação metabólica. Nas células de mamíferos, NQ e ANQ são agentes genotóxicos, enquanto ANQ-OH é genotóxico somente com metabolização. O conjunto destes resultados reforça que ANQ e NQ produzem o radical superóxido e demonstra que o grupamento amino na posição 5 não elimina a capacidade da ANQ em produzir espécies reativas de oxigênio. Por fim, nós podemos afirmar que a citotoxicidade e genotoxicidade destes compostos é pela produção de danos oxidativos em todos os sistemas celulares. / Naphthoquinones are widely distributed in nature and some of these molecules have an important role in the biochemistry of microbial energy production, by means of photosynthesis and respiratory chain. However, the biological activity of naphthoquinones amino derivates on prokaryotic and eukaryotic cells is poorly investigated. In the present work we have studied the biological activity of 5-amino-8-hydroxi-1,4- naphthoquinone (ANQ) on Staphylococcus aureus in comparison with unsubstituted 1,4- naphthoquinone (NQ). Complete inhibition of microbial growth was observed with ANQ and NQ at 50 and 10 μg/mL, respectively. The antibacterial effect of naphthoquinones decrease in presence of sodium ascorbate, but the superoxide scavenger 4,5-dihydroxi-1,3- benzene-disulfonic acid (Tiron) was able to protect S. aureus only from the harmful effect of ANQ. Naphthoquinones blocked oxygen uptake and induced-cyanide insensitive oxygen consumption. Assays in presence of naphthoquinones induced an increase of lipid peroxidation in S. aureus, as determined by thiobarbituric acid reactive substances. These results showed that 1,4-naphthoquinones effectively act as electron acceptor and induced an increase in reactive oxygen species that are toxic to S. aureus cells. In order to elucidate the mutagenic activity of ANQ and 5-amino-2,8-dihydroxy-1,4- naphthoquinone (ANQ-OH) in comparison with the unsubstituted 1,4-naphthoquinone (NQ) we have employed the Salmonella microssoma/assay. The genotoxic and recombinogenic potencial effects were analysed in haploid and diploid yeast Saccharomyces cerevisiae strains. In Salmonella microssoma/assay the NQ was not mutagenic while the aminonaphthoquinones were weakly mutagenic in TA98 and TA102 stains. In haploid yeast, only NQ showed a mutagenic response. In diploid yeast, the naphthoquinones did not induce any recombinogenic events. All these results suggest that aminonaphthoquinones are weak mutagenic agents only in prokaryotic cells. Moreover, the genotoxicity of these compounds was determined using standard Comet assay (single-cell gel – SCG) and modified Comet assay with bacterial enzymes formamidopyrimidine DNAglycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII) in V79 Chinese hamster lung fibroblast cells. Our study demonstrated that ANQ and NQ induced oxidative DNA damage in V79 cells as shown in comet assay with the lesion-specific enzymes. Post-treatment with ENDOIII and FPG proteins had not significant effect on ANQ-OH-induced oxidative DNA damage when compared to standard alkaline comet assay. Besides, all naphthoquinones showed genotoxic effect on V79 cells in presence of metabolic activation. In mammalian cells, NQ and ANQ are genotoxic agents and ANQ-OH is genotoxic only in presence of metabolic activation. Taken together these results reinforce that ANQ and NQ produce superoxide radicals and reveal that amino group in position 5 does not abolish the ability of ANQ in producing reactive oxygen species. Finally, we were able to affirm that cytotoxicity and genotoxicity of these compounds is promoted by oxidative damage despite the cell system.

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