Esta tese alia dois enfoques principais dentro da Química Farmacêutica. Por um lado, busca explorar uma nova fonte de insumos naturais, cascas de Malus  domestica, com vistas a obtenção dos triterpenos ácidos ursólico (AU) e betulínico (AB); e por outro lado, estuda a relação dos derivados triterpênicos semissintéticos obtidos com a proteína-alvo (PfATP6) destacada atualmente na literatura da terapia da malária com vistas ao planejamento de novos antimaláricos. O primeiro Capítulo inclui o desenvolvimento de um método eficiente, fácil e extremamente rápido onde são combinadas as técnicas de extração por ultrassom (UAE) e análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência Acoplada a Detector de Espectroscopia de Massas (LC-MS), para identificação e doseamento dos ácidos ursólico (AU) e betulínico (BA) em extratos de cascas frescas de maçã de cinco clones das cultivares Gala e Fuji (“Baigent”, “Fuji Mishima”, “Fuji Suprema”, “Fuji Select” and “Maxi Gala”) oriundas da Região Sul do Brasil. Os parâmetros cromatográficos do método analítico incluem: ionização por eletro spray em modo positivo (ESI+), fluxo de 1,0 mL/min, em modo de eluição isocrático, consistindo de 80% acetonitrila e 20% acetato de amônio 10 mM em pH 6,0 e temperatura ambiente. O método desenvolvido foi validado e mostrou ser seletivo, sensível (LOD e LOQ de 0,087 e 0,266 μg/mL para BA, e 0,398 e 2,117 μg/ mL para UA), coeficiente de regressão linear (r >0.99), preciso, exato e robusto para os analitos de interesse. A otimização do método combinado de UAE com LC-MS permitiu concluir os procedimentos de extração e análise em tempo inferior a 4 h, uma vez que o método não requer a secagem da amostra, etapa que demanda longos tempos de processamento. Este método foi aplicado e forneceu a primeira caracterização fitoquímica dos cinco clones de maçã estudados. Os resultados demonstraram que o método combinado de UAE-LC-MS é adequado às práticas do controle de qualidade. O segundo Capítulo apresenta o estudo da interação dos ligantes semissintéticos derivados dos AU e AB, sintetizados pelo nosso grupo de pesquisa, com a proteína Ca2+-ATPase do Plasmodium falciparum (PfATP6), através do emprego da técnica de Docking Molecular. A PfATP6 é descrita como um importante alvo para novos antimaláricos como Artemisinina (ART), cujo mecanismo de ação inclui, dentre outros, a modulação da homeostasia do cálcio intracelular. Investigações conduziram à hipótese do extravasamento do cálcio, do interior do retículo sarco-endoplasmático como mecanismo plausível para ação dos derivados triterpênicos do AU e AB. Os escores de energia determinados no Docking, de cada um dos nove ligantes (derivados triterpênicos) e quatro compostos de controle (ácidos ursólico e betulínico, artemisinina (ART) e tapsigargina (TPG) foram determinados (análises realizadas em triplicata) e correlacionados com os valores de IC50, para a atividade antimalárica. Os resultados mostraram excelente correlação entre os escores de energia (com a PfATP6) e os valores de IC50, superior a 80% (r > 0,83360). O estudo fornece fortes evidências de que a PfATP6 pode constituir um alvo para os derivados pentacíclicos do estudo, bem como permitiu identificar o perfil conformacional dos ligantes e os principais resíduos do sítio de ligação (SL) da PfATP6 envolvidos nas interações; bem como, contribuiu para a melhor compreensão das propriedades envolvidas na interação do ligante com o receptor e mecanismo de ação. O terceiro Capítulo faz uso de Métodos Clássicos e Quânticos para descrever as mudanças conformacionais da proteína PfATP6. As simulações de Dinâmica Molecular do receptor na forma isolada e complexada com os ligantes foram realizadas durante 10 ns. As conformações finais obtidas para os receptores foram avaliadas em termos RMSD, efeito da presença dos ligantes no sítio de ligação e tipos de interações estabelecidas entre o ligante e o receptor. Os resultados mostraram que as proteínas PfATP6 e SERCA tendem a manter sua conformação nativa e que o modelo utilizado é adequado aos propósitos do estudo. O monitoramento dos resíduos da região citoplasmática das proteínas permitiu evidenciar o efeito alostérico da presença dos ligantes AU e ART no SL, sobre os domínios A e N, da PfATP6. Esse efeito reproduz as conformações E1 e E2, bem estabelecidas para PfATP6, na presença e ausência de Ca2+. As análises de Dinâmica Molecular corroboram os achados do Capítulo II ao evidenciarem o estabelecimento de interações de hidrogênio com os resíduos importantes do SL da PfATP6. Esses resultados fundamentam os indícios de que as bombas de Ca2+-ATPase (SERCA), possam ser de fato, um alvo para os derivados triterpênicos dos AU e AB. / This thesis combines two main focuses within Pharmaceutical Chemistry. On the one hand, it seeks to explore a new source of natural inputs, bark of Malus domestica, in order to obtain ursolic (UA) and betulinic acid (BA) triterpenes. On the other hand, it studies the relation of the semi-synthetic triterpenic derivatives obtained with the target proteins (PfATP6), currently highlighted in the literature on malaria therapy with a view to planning new antimalarial drugs. The first chapter includes the development of an efficient, easy and extremely fast method where ultrasonic extraction techniques (UAE) and high-performance liquid chromatography coupled to mass spectroscopy (LC-MS) are combined for identification and assay of ursolic acid (UA) and betulinic acid (BA) in fresh apple peel extracts from five clones of the Gala and Fuji cultivars (Baigent, Fuji Mishima, Fuji Suprema, Fuji Select and Maxi Gala ") in the Southern Region of Brazil. Chromatographic parameters of the analytical method include: electrospray ionization (ESI +), flow rate of 1.0 mL/min in isocratic elution mode, consisting of 80% acetonitrile and 20% 10 mM ammonium acetate at pH 6.0 and room temperature. The method was validated and proved to be selective, sensitive (LOD and LOQ of 0.087 and 0.266 μg/mL for BA, and 0.398 and 2.117 μg/mL for UA), linear regression coefficient (r> 0.99), accurate, robust for analytes of interest. The optimization of the combined method of UAE with LC-MS allowed to complete the procedures of extraction and analysis in less than 4 h, since the method does not require drying the sample, a stage that demands long processing times. This method was applied and provided the first phytochemical characterization of the five apple clones studied. The results demonstrated that the combined UAE-LC-MS method is suitable for quality control practices. The second chapter presents the study of the interaction of the semi-synthetic ligands derived from the UA and BA, synthesized by our research group, with the Plasmodium falciparum Ca2+-ATPase protein (PfATP6), using the Molecular Docking technique. PfATP6 is described as an important target for new antimalarials such as Artemisinin (ART), whose action mechanism includes, among others, the modulation of intracellular calcium homeostasis. Investigations led to the hypothesis of extravasation of calcium from the interior of the sarco-endoplasmic reticulum as a plausible mechanism for the action of the triterpenic derivatives of UA and BA. The Docking energy scores (binding energy) of each of the nine ligands (triterpenic derivatives) and four control compounds (ursolic and betulinic acids, artemisinin (ART) and tapsigargine (TPG)) with PfATP6, were calculated (analyses performed in triplicate) and correlated with its antimalarial IC50 value. The results showed an excellent correlation between energy scores (with PfATP6) and IC50 values, higher than 80% (r > 0.83360). The study supplies strong evidence that PfATP6 may be a target for the pentacyclic derivatives of the study, and also allowed identifying the conformational profile of the ligands and the main residues of the PfATP6 binding site (BS) involved in the interactions. It further contributed to a better understanding of the properties involved in the interaction of the ligand with the receptor and its action mechanism. The third chapter uses Classical and Quantum Methods to describe the conformational changes of the PfATP6 protein. The Molecular Dynamics simulations of the receptor in the isolated and complexed form with the ligands were performed for 10 ns. The final conformations obtained for the receptors were evaluated in RMSD terms, effect of the presence of ligands at the binding site and types of interactions established between the ligand and the receptor. The results showed that the PfATP6 and SERCA proteins tend to maintain their native conformations and that the model used is adequate for the purposes of the study. The monitoring of the residues of the cytoplasmic region of the proteins allowed evidencing the allosteric effect of the presence of UA and ART ligands in BS, on the A- and N-domains of PfATP6. This effect reproduces the well-established E1 and E2 conformations for PfATP6, in the presence and absence of Ca2+, respectively. Molecular Dynamics analyses corroborate the findings of Chapter II, by showing the possibility of establishing hydrogen interactions with the important residues of PfATP6 BS. These results support the evidence that Ca2+-ATPase (SERCA) pumps may be a target for the triterpenic derivatives of UA and BA.

A pimenta dedo-de-moça, Capsicum baccatum var. pendulum, é amplamente cultivada na cidade de Turuçu (RS, Brasil) e apresenta compostos potencialmente ativos contra doenças constituídas por processos inflamatórios e oxidativos, tal como a aterosclerose. Neste trabalho foi realizado um fracionamento do extrato ativo obtido dos frutos de C. baccatum e o isolamento de compostos representativos das frações com o objetivo de identificar os compostos responsáveis pela atividade antiinflamatória demonstrada pelo extrato. Assim, três frações denominadas superior (UF), intermediária (MF) e inferior (LF) foram obtidas e seu desempenho antiinflamatório foi avaliado pelo modelo de pleurisia em camundongos induzida por carragenina. Todas as frações (100 mg/kg, v.o.) inibiram significativamente a migração de leucócitos totais na cavidade pleural (p<0,001), caracterizada por uma intensa redução na migração de neutrófilos em todos os grupos de tratamento (p<0,001). A análise química mostrou composições diferentes para as três frações e um rendimento majoritário para a fração LF (cerca de 60%). Foram isolados e identificados cinco compostos inéditos para a espécie, dentre estes o composto 1 (5- hidroximetil-furfural) isolado de UF, os compostos 2 (n-butil-α-D-frutofuranosídeo), 3 (n-butil-β-D-frutofuranosídeo) e 4 (n-butil-β-D-frutopiranosídeo) isolados de MF e o composto 5 (capsianosídeo XV) isolado de LF. Foi também evidenciada a formação de derivados de açúcares durante o processo extrativo. Em relação às frações estudadas, no que diz respeito à composição química, rendimento e perfil de atividade anti-inflamatória, pode-se concluir que a fração LF é a mais promissora para futuros estudos de isolamento de compostos ativos de C. baccatum, sendo o capsianosídeo XV um potencial candidato à ensaios de atividade anti-inflamatória, visando a contribuição no desenvolvimento de medicamentos para prevenção e tratamento de doenças associadas ao processo inflamatório. / Red pepper dedo-de-moça, Capsicum baccatum var. pendulum, is largely cultivated in Turuçu city (RS, Brazil) and presents highly potential active compounds against inflammatory and oxidative process related to diseases, as atherosclerosis. Herein the active extract obtained from C. baccatum fruits was submitted to a fractionation and its main compounds were isolated with the purpose to identify those responsible for the anti-inflammatory activity presented by the extract. So, three fractions named upper fraction (UF), medium fraction (MF) and lower fraction (LF) were obtained and their anti-inflammatory performance was evaluated through the pleurisy model induced by carrageenan in mice. All the fractions (100 mg/kg, p.o.) inhibited significantly the leukocytes migration to the pleural cavity (p<0.001), marked by an intense reduction of neutrophils in all treatment groups (p<0.001). The chemical analysis showed different compositions to the three fractions and the LF fraction presented the major yields (about 60%). Five known compounds were isolated for the first time in this species. They were identified as 5-(hydroxymethyl)- furfural (1), isolated from UF, n-Butyl-α-D-fructofuranoside (2), n-Butyl β-Dfructofuranoside (3) and n-Butyl-β-D-fructopyranoside (4), isolated from MF and capsianoside XV (5), isolated from LF. Thus, it was possible to understand the classes of metabolites present in the extract, as well as be aware about the formation of sugar derivatives during the extraction process. Regarding the performance of the studied fractions, in relation to their chemical composition, yield and antiinflammatory activity, it is possible to conclude that LF is the most promising one to future studies of the C. baccatum active compounds, being capsianoside XV a potential candidate to anti-inflammatory biological assay, aiming to contribute on the development of drugs to prevent and treat inflammatory diseases.

Esta tese alia dois enfoques principais dentro da Química Farmacêutica. Por um lado, busca explorar uma nova fonte de insumos naturais, cascas de Malus  domestica, com vistas a obtenção dos triterpenos ácidos ursólico (AU) e betulínico (AB); e por outro lado, estuda a relação dos derivados triterpênicos semissintéticos obtidos com a proteína-alvo (PfATP6) destacada atualmente na literatura da terapia da malária com vistas ao planejamento de novos antimaláricos. O primeiro Capítulo inclui o desenvolvimento de um método eficiente, fácil e extremamente rápido onde são combinadas as técnicas de extração por ultrassom (UAE) e análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência Acoplada a Detector de Espectroscopia de Massas (LC-MS), para identificação e doseamento dos ácidos ursólico (AU) e betulínico (BA) em extratos de cascas frescas de maçã de cinco clones das cultivares Gala e Fuji (“Baigent”, “Fuji Mishima”, “Fuji Suprema”, “Fuji Select” and “Maxi Gala”) oriundas da Região Sul do Brasil. Os parâmetros cromatográficos do método analítico incluem: ionização por eletro spray em modo positivo (ESI+), fluxo de 1,0 mL/min, em modo de eluição isocrático, consistindo de 80% acetonitrila e 20% acetato de amônio 10 mM em pH 6,0 e temperatura ambiente. O método desenvolvido foi validado e mostrou ser seletivo, sensível (LOD e LOQ de 0,087 e 0,266 μg/mL para BA, e 0,398 e 2,117 μg/ mL para UA), coeficiente de regressão linear (r >0.99), preciso, exato e robusto para os analitos de interesse. A otimização do método combinado de UAE com LC-MS permitiu concluir os procedimentos de extração e análise em tempo inferior a 4 h, uma vez que o método não requer a secagem da amostra, etapa que demanda longos tempos de processamento. Este método foi aplicado e forneceu a primeira caracterização fitoquímica dos cinco clones de maçã estudados. Os resultados demonstraram que o método combinado de UAE-LC-MS é adequado às práticas do controle de qualidade. O segundo Capítulo apresenta o estudo da interação dos ligantes semissintéticos derivados dos AU e AB, sintetizados pelo nosso grupo de pesquisa, com a proteína Ca2+-ATPase do Plasmodium falciparum (PfATP6), através do emprego da técnica de Docking Molecular. A PfATP6 é descrita como um importante alvo para novos antimaláricos como Artemisinina (ART), cujo mecanismo de ação inclui, dentre outros, a modulação da homeostasia do cálcio intracelular. Investigações conduziram à hipótese do extravasamento do cálcio, do interior do retículo sarco-endoplasmático como mecanismo plausível para ação dos derivados triterpênicos do AU e AB. Os escores de energia determinados no Docking, de cada um dos nove ligantes (derivados triterpênicos) e quatro compostos de controle (ácidos ursólico e betulínico, artemisinina (ART) e tapsigargina (TPG) foram determinados (análises realizadas em triplicata) e correlacionados com os valores de IC50, para a atividade antimalárica. Os resultados mostraram excelente correlação entre os escores de energia (com a PfATP6) e os valores de IC50, superior a 80% (r > 0,83360). O estudo fornece fortes evidências de que a PfATP6 pode constituir um alvo para os derivados pentacíclicos do estudo, bem como permitiu identificar o perfil conformacional dos ligantes e os principais resíduos do sítio de ligação (SL) da PfATP6 envolvidos nas interações; bem como, contribuiu para a melhor compreensão das propriedades envolvidas na interação do ligante com o receptor e mecanismo de ação. O terceiro Capítulo faz uso de Métodos Clássicos e Quânticos para descrever as mudanças conformacionais da proteína PfATP6. As simulações de Dinâmica Molecular do receptor na forma isolada e complexada com os ligantes foram realizadas durante 10 ns. As conformações finais obtidas para os receptores foram avaliadas em termos RMSD, efeito da presença dos ligantes no sítio de ligação e tipos de interações estabelecidas entre o ligante e o receptor. Os resultados mostraram que as proteínas PfATP6 e SERCA tendem a manter sua conformação nativa e que o modelo utilizado é adequado aos propósitos do estudo. O monitoramento dos resíduos da região citoplasmática das proteínas permitiu evidenciar o efeito alostérico da presença dos ligantes AU e ART no SL, sobre os domínios A e N, da PfATP6. Esse efeito reproduz as conformações E1 e E2, bem estabelecidas para PfATP6, na presença e ausência de Ca2+. As análises de Dinâmica Molecular corroboram os achados do Capítulo II ao evidenciarem o estabelecimento de interações de hidrogênio com os resíduos importantes do SL da PfATP6. Esses resultados fundamentam os indícios de que as bombas de Ca2+-ATPase (SERCA), possam ser de fato, um alvo para os derivados triterpênicos dos AU e AB. / This thesis combines two main focuses within Pharmaceutical Chemistry. On the one hand, it seeks to explore a new source of natural inputs, bark of Malus domestica, in order to obtain ursolic (UA) and betulinic acid (BA) triterpenes. On the other hand, it studies the relation of the semi-synthetic triterpenic derivatives obtained with the target proteins (PfATP6), currently highlighted in the literature on malaria therapy with a view to planning new antimalarial drugs. The first chapter includes the development of an efficient, easy and extremely fast method where ultrasonic extraction techniques (UAE) and high-performance liquid chromatography coupled to mass spectroscopy (LC-MS) are combined for identification and assay of ursolic acid (UA) and betulinic acid (BA) in fresh apple peel extracts from five clones of the Gala and Fuji cultivars (Baigent, Fuji Mishima, Fuji Suprema, Fuji Select and Maxi Gala ") in the Southern Region of Brazil. Chromatographic parameters of the analytical method include: electrospray ionization (ESI +), flow rate of 1.0 mL/min in isocratic elution mode, consisting of 80% acetonitrile and 20% 10 mM ammonium acetate at pH 6.0 and room temperature. The method was validated and proved to be selective, sensitive (LOD and LOQ of 0.087 and 0.266 μg/mL for BA, and 0.398 and 2.117 μg/mL for UA), linear regression coefficient (r> 0.99), accurate, robust for analytes of interest. The optimization of the combined method of UAE with LC-MS allowed to complete the procedures of extraction and analysis in less than 4 h, since the method does not require drying the sample, a stage that demands long processing times. This method was applied and provided the first phytochemical characterization of the five apple clones studied. The results demonstrated that the combined UAE-LC-MS method is suitable for quality control practices. The second chapter presents the study of the interaction of the semi-synthetic ligands derived from the UA and BA, synthesized by our research group, with the Plasmodium falciparum Ca2+-ATPase protein (PfATP6), using the Molecular Docking technique. PfATP6 is described as an important target for new antimalarials such as Artemisinin (ART), whose action mechanism includes, among others, the modulation of intracellular calcium homeostasis. Investigations led to the hypothesis of extravasation of calcium from the interior of the sarco-endoplasmic reticulum as a plausible mechanism for the action of the triterpenic derivatives of UA and BA. The Docking energy scores (binding energy) of each of the nine ligands (triterpenic derivatives) and four control compounds (ursolic and betulinic acids, artemisinin (ART) and tapsigargine (TPG)) with PfATP6, were calculated (analyses performed in triplicate) and correlated with its antimalarial IC50 value. The results showed an excellent correlation between energy scores (with PfATP6) and IC50 values, higher than 80% (r > 0.83360). The study supplies strong evidence that PfATP6 may be a target for the pentacyclic derivatives of the study, and also allowed identifying the conformational profile of the ligands and the main residues of the PfATP6 binding site (BS) involved in the interactions. It further contributed to a better understanding of the properties involved in the interaction of the ligand with the receptor and its action mechanism. The third chapter uses Classical and Quantum Methods to describe the conformational changes of the PfATP6 protein. The Molecular Dynamics simulations of the receptor in the isolated and complexed form with the ligands were performed for 10 ns. The final conformations obtained for the receptors were evaluated in RMSD terms, effect of the presence of ligands at the binding site and types of interactions established between the ligand and the receptor. The results showed that the PfATP6 and SERCA proteins tend to maintain their native conformations and that the model used is adequate for the purposes of the study. The monitoring of the residues of the cytoplasmic region of the proteins allowed evidencing the allosteric effect of the presence of UA and ART ligands in BS, on the A- and N-domains of PfATP6. This effect reproduces the well-established E1 and E2 conformations for PfATP6, in the presence and absence of Ca2+, respectively. Molecular Dynamics analyses corroborate the findings of Chapter II, by showing the possibility of establishing hydrogen interactions with the important residues of PfATP6 BS. These results support the evidence that Ca2+-ATPase (SERCA) pumps may be a target for the triterpenic derivatives of UA and BA.

A tuberculose (TB) é uma das maiores causas de morte por infecção no mundo, sendo que, em 2015, registraram-se 10,4 milhões de novos casos. O agente etiológico da doença, o Mycobacterium tuberculosis (Mtb), apresenta altos níveis de resistência frente aos quimioterápicos disponíveis para o tratamento da TB. Além disso, a terapia atual da doença explora poucos alvos essenciais ao Mtb. Neste sentido, explorar novos alvos, essenciais ao crescimento e sobrevivência da micobactéria é de grande interesse e poderia gerar fármacos mais efetivos, eficazes contra cepas resistentes e a forma latente da TB. Para este fim, o presente trabalho propôs o desenvolvimento de inibidores da enzima fosfopanteteína adenililtransferase (PPAT), a qual possui caráter regulatório na via de biossíntese da Coenzima A (CoA) da micobactéria. Inicialmente, propuseram-se 50 estruturas de potenciais inibidores da PPAT de M. tuberculosis (MtPPAT), baseando-se na estrutura de seu substrato, a fosfopanteteína, e na estrutura do sítio ativo da enzima. Em seguida, propuseram-se outros 28 ligantes. A fim de se prever as potenciais complementaridades entre os 78 inibidores propostos e o sítio ativo da MtPPAT, empregou-se a estratégia de docking. Posteriormente, realizaram-se cálculos semi-empíricos, com os complexos dos ligantes que se mostraram mais interessantes nas simulações de docking, a fim de se obter informações sobre a entalpia de interação dos ligantes com o sítio ativo da MtPPAT. A partir dos resultados obtidos nos estudos computacionais, selecionaram-se os inibidores que se mostraram mais promissores. A síntese destes ligantes e a de seus fragmentos foi realizada. Avaliaram-se a atividade microbiológica in vitro, bem como a citotoxicidade dos ligantes sintetizados. Alguns dos compostos sintetizados apresentaram atividade frente às cepas sensíveis e resistentes do Mtb na casa de micromolar. Todos os compostos ativos não foram considerados citotóxicos. A fim de validar o planejamento e o alvo dos possíveis inibidores, verificando a atividade inibitória desses frente à enzima MtPPAT, realizou-se a produção e purificação da enzima. Por fim, realizaram-se ensaios de inibição enzimática frente à MtPPAT, os quais permitiram a identificação dos primeiros inibidores da enzima já descritos, com atividade na casa de micromolar, validando-se o alvo em questão. / Tuberculosis is one of the major causes of death by infection worldwide. In 2015, 10.4 thousand new cases of the disease were registered. The tuberculosis\' causing agent Mycobacterium tuberculosis presents high levels of resistance for the available chemotherapy. Thereof, exploit new M. tuberculosis targets is of utmost importance to overcome drug resistant tuberculosis. In this sense, the enzyme phosphopantetheine adenylyltransferase (PPAT) generates scientific interest since it displays a regulatory role in the M. tuberculosis coenzyme A (CoA) biosynthesis. Therefore, the purpose of the present study was the development of M. tuberculosis PPAT (MtPPAT) inhibitors. Initially, 50 potentially MtPPAT inhibitors were designed based on MtPPAT\'s substrate and the enzyme\'s active site. After preliminary results, more 28 compounds were designed. Docking simulations were performed with the 78 compounds synthesized, leading to the prediction of the interaction between the proposed inhibitors and MtPPAT active site. Latelly, semi-empirical calculations were performed with the most promising compounds. These calculations were carried out to obtain information about the enthalpy interactions between compounds and MtPPAT active site. Computational studies led to the selection of the most promising inhibitors. Those compounds and some of their fragments were synthesized, purified, and characterized. The synthesized compounds had their in vitro microbiological activity and cytotoxicity evaluated. Some of the synthesized compounds showed activity against the Mtb sensitive and resistant strains in micromolar range. Besides that, the active compounds were not considered cytotoxic. To validate the potential inhibitors\' design and evaluate their capacity to inhibit MtPPAT, the enzyme was produced and purified. MtPPAT inhibitory assays were performed, leading to the first inhibitors of the enzyme, with activity in micromolar range, validating the target.

Nesta monografia foram desenvolvidas metodologias sintéticas para a funcionalização das 2-(S)-isopropil-5-iodo-pirimidinonas, utilizando a reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura e a reação de cicloadição azida-acetileno com cobre, através de estratégias simples e eficientes que permitiram a preparação de uma série de compostos com grande diversidade estrutural. Inicialmente descreve-se a síntese da 2-(S)-isopropil-5-iodo-pirimidinona (S)- 3, a partir da (S)-asparagina enantiomericamente pura 1, um aminoácido barato e de fácil acesso, produzindo na primeira etapa o 2-(S)-isopropil-peridropirimidinona-6- ácido carboxílico (2S,6S)-2, que reagindo com diacetoxiiodo benzeno/iodo e BF3.OEt2, gera a pirimidinona (S)-3. Em seguida, preparou-se uma série de 2-(S)-isopropil-5-aril-pirimidinonas (S)- 6a-q e 2-(S)-isopropil-5-alquinil-pirimidinonas (S)-7a-q, através da reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio, utilizando aril- (4aq) e alquiniltrifluoroboratos de potássio (5a-q), respectivamente. Desta forma sintetizou-se uma variedade de pirimidinonas com alterações programadas de substituintes na posição 5 do anel, com rendimentos de 15% a 95%. Ainda a fim de obter algumas pirimidinonas com substituintes acetilênicos alquílicos 9a-f, utilizou-se a metodologia de acoplamento de Sonogashira. Em todos os casos obtiveram-se bons rendimentos. Dando sequência ao projeto, sintetizou-se as 2-(S)-isopropil-pirimidinonas funcionalizadas na posição C5 com anéis triazólicos substituídos na posição N1 (S)- 11a-k, através da reação de cicloadição azida-acetileno utilizando CuI como fonte de cobre e ondas ultra-sônicas como fonte de energia. Preparou-se diversos compostos, todos com rendimentos variando de 79% a 87% em 5 minutos de reação. Por último, através da redução da dupla ligação endocíclica dos compostos (S)-6a, 6b, 6g, 6l e 6n e posterior hidrólise utilizando radiação microondas proporcionou a obtenção de &#945;-aril &#946;-aminoácidos altamente enantioenriquecidos. / This monograph shows the development of a synthetic methodology for the functionalization of 2-(S)-isopropyl-5-iodo-pyrimidinones using either Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions or cycloaddition reactions of azide-acetylenes with copper, through a simple and efficient pathway enabling the preparation of a series of structurally diverse compounds. This paper begins by describing the synthesis of 2-(S)-isopropyl-5-iodopyrimidinones (S)-3, from enantiomerically pure (S)-asparagine 1. This inexpensive and readily available amino acid forms 2-(S)-isopropyl-perhidropyrimidinone-6- carboxylic acid (2S, 6S)-2, which is reacted with DIB / iodine and BF3·OEt2 to form pyrimidinone (S)-3. Using palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions, a series of 2-(S)-isopropyl-5-arylpyrimidinones (S)-6a-q and 2-(S)-isopropyl-5- alkynylpyrimidinones (S)-7a-q were prepared using potassium aryl- (4a-q) and alkynyltrifluoroborates (5a-q), respectively. With this reaction, a variety of pyrimidinones with different substituents at position 5 of the ring were synthesized, with yields ranging from 15% to 95%. The Sonogashira coupling reaction was used to prepare pyrimidinones with alkyl acetylenic substituents (S)-9a-f, giving good yields in all cases. 2-(S)-Isopropylpyrimidinones were then functionalized in the C5 position with N1 (S)-11a-k substituted triazole rings. These functionalizations were performed by the cycloaddition of azide-acetylenes using CuI and ultrasonic waves, which provided enough energy to reduce the reaction time to only five minutes. Several different variations of this compound were prepared, all with yields between 78% and 87%. Finally, the endocyclic double bonds in compounds (S)-6a, 6b, 6g, 6l and 6n were reduced, followed by a hydrolysis using microwave radiation to afford the highly enantioenriched &#945;-aryl &#946;-amino acids.

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da tripanossomíase americana ou doença de Chagas. O vetor desta parasitose é um inseto hemíptero da família Triatominae, conhecido popularmente como barbeiro, chupões, chupança. A doença de Chagas ocorre desde o sul dos EUA até o sul da Argentina e cerca de 20 milhões de pessoas da América Latina correm o risco de adquirir a infecção. O problema desta patologia está na ausência de fármacos não tóxicos e ativos para a fase crônica da doença. O nifurtimox (retirado recentemente do mercado) e benznidazol, utilizados na terapêutica têm alta incidência de efeitos colaterais, o que compromete o tratamento. Face ao exposto, é necessária a pesquisa de novos agentes que sejam eficazes para a cura e bem-estar do paciente chagásico. À vista de tais fatos e utilizando-se o método de modificação molecular latenciação, o objetivo deste trabalho foi o estudo de condições sintéticas para pró-fármacos dendriméricos de hidroximetilnitrofural potencialmente antichagásicos. O hidroximetilnitrofural tem mostrado atividade contra as formas amastigotas e tripomastigotas do Trypanosoma cruzi in vitro. Já os dendrímeros são novas arquiteturas moleculares, estruturas nanoscópicas, extremamente organizadas com massa molecular definida. Possuem diversas vantagens em relação aos polímeros tradicionais e podem atuar como agentes transportadores de fármacos, permitindo-Ihes liberação controlada. Os estudos desenvolvidos acerca das condições reacionais para a obtenção do dendrímero de primeira geração mostraram a dificuldade em se obtê-los. O hidroximetilnitrofural apresentou baixa reatividade nas condições estudadas, o que conduz à necessidade de estudos adicionais sobre novas rotas para a síntese dos dendrímeros a partir dos ésteres desse derivado. / The Trypanosoma cruzi is an etiological agent of American tripanosomiasis or Chagas\' disease. The vector of this parasitic disease is a hemipter insect from Triatominae family, known popularly as barber. Chagas\' disease occurs from the South of USA to the South of Argentine and about 20 million of people in Latin America are under the risk of acquiring the infection. The problem of this pathology is the absence of non toxic and active drugs for its chronic phase. Nifurtimox (recently removed from the market) and benznidazole, the only that has been available for therapeutics have high incidence of side effects. So, the research of new agents for the cure and welfare of the patient is needed. Taking into account such facts and employing a process of molecular modification, named latentiation, the aim of this work was the study of the synthetic conditions for obtaining potentially antichagasic dendrimeric prodrugs of hydroxymethylnitrofurazone. The hydroxymethylnitrofurazone showed to be active against the trypomastigotes and amastigotes forms of Trypanosoma cruzi in vitro. On the other hand, the dendrimers are new molecular architecture, nanoscopic structure extremely organized with defined molecular weight. They have a wide range of advantages related to traditional polymers and can act as drug carriers, towards drug controlled release. The studies developed concerning the reaction conditions for the attainment of the first generation of dendrimer showed the difficulty in obtaining these prodrugs. The hydroxymethylnitrofurazone presented low reactivity in the studied conditions, which leads to the necessity of developing further studies about new synthetic routes for obtaining dendrimers from its ester derivative.

O cetoconazol é um derivado imidazólico com atividade antifúngica, empregado no tratamento de grande variedade de infecções cutâneas. O objetivo deste trabalho foi a padronização e a validação dos métodos analíticos empregando-se a espectrofotometria no ultravioleta ( UV ) por derivada de primeira ordem e a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para a determinação do cetoconazol em formulações farmacêuticas sob a forma de creme obtidas no comércio e formuladas em laboratório. O estudo da estabilidade física das formulações obtidas em laboratório foi realizado após o armazenamento sob diferentes condições de tempo, temperatura e umidade. O método espectrofotométrico no UV por derivada de primeira ordem foi padronizado a 257nm , no intervalo de concentração de 5,0 a 30,0 &#181;g/mL em metanol. O coeficiente de correlação linear foi de 0,9997, o percentual de recuperação foi de 100,24%. A média do desvio padrão relativo foi de 0,56% para a amostra simulada e 0,41% para a amostra comercial. A determinação de cetoconazol por CLAE foi realizada empregando-se uma coluna LiChrospher® 100 RP- 18 ( 5&#181;m ) e fase móvel constituída por uma mistura de trietilamina em metanol( 1:500 ) e solução de acetato de amônio em água (1:200 ) na proporção de 75 : 25 v/v, com vazão de 1,0 mL/min e detecção no UV a 225 nm. O terconazol foi utilizado como padrão interno. O coeficiente de correlação linear foi de 0,9981, o percentual de recuperação foi de 100,88%, a média do desvio padrão foi de 2,13% para a amostra simulada e 1,25% para a amostra comercial. A amostra simulada apresentou comportamento pseudoplástico e tixotropia em decorrência das medidas reológicas obtidas experimentalmente. / Ketoconazole is an imidazole antifungal agent used in the treatment of great variety of skin infectious diseases. The aim of this research was the standardization and the validation of two analytical methods, first derivative ultraviolet ( UV ) spectrophotometry and high performance liquid chromatography( HPLC ) to determine ketoconazole in commercial and simulated cream dosage forms preparations. The validated methods were used to study the stability of the simulated cream after storage under high temperatures and high percentage of humidity. First derivative UV spectrophotometry was standardized at 257 nm, in a range of concentration from 5.0 to 30.0 &#181;g/mL in methanol. The coefficient of correlation was 0.9997 and the recovery average was 100.24%. The average relative standard deviation ( RSD ) was 0.56% for simulated preparation and 0.41 % for commercial preparation. The determination of ketoconazole by HPLC was performed using a LiChrospher® 100 RP-18(5&#181;m ) column, a mobile phase consisting of triethylamine in methanol (1:500) and ammonium acetate solution in water(1:200 ) 75:25 ( v/v ), a flow rate of 1.0 mL/min and UV detection at 225nm. Terconazole was used as internal standard. The coefficient of correlation was 0.9981, the recovery average was 100.88%, the average relative standard deviation ( RSD ) was 2.13% for the simulated preparations and 1.25% for the commercial preparations. The rheological measurements showed that the simulated preparation presented pseudoplastic and thixotropic behavior.

Nos últimos 30 anos, a área de aprendizagem de máquina desenvolveu-se de forma comparável com a Física no início do século XX. Esse avanço tornou possível a resolução de problemas do mundo real que anteriormente não poderiam ser solucionados por máquinas, devido à dificuldade de modelos puramente estatísticos ajustarem-se de forma satisfatória aos dados de treinamento. Dentre tais avanços, pode-se citar a utilização de técnicas de aprendizagem de máquina na área de Química Medicinal, envolvendo métodos de análise, representação e predição de informação molecular por meio de recursos computacionais. Os dados utilizados no contexto biológico possuem algumas características particulares que podem influenciar no resultado de sua análise. Dentre estas, pode-se citar a complexidade das informações moleculares, o desbalanceamento das classes envolvidas e a existência de dados incompletos ou rotulados de forma incerta. Tais adversidades podem prejudicar o processo de identificação de compostos candidatos a novos fármacos, se não forem tratadas de forma adequada. Neste trabalho, foi abordada uma técnica de aprendizagem de máquina semi-supervisionada capaz de reduzir o impacto causado pelo problema da incerteza na rotulação dos dados, aplicando um método para estimar rótulos mais confiáveis para os compostos químicos existentes no conjunto de treinamento. Na tentativa de evitar os efeitos causados pelo desbalanceamento dos dados, foi incorporada ao processo de estimação de rótulos uma abordagem sensível ao custo, com o objetivo de evitar o viés em benefício da classe majoritária. Após o tratamento do problema da incerteza na rotulação, classificadores baseados em Máquinas de Aprendizado Extremo foram construídos, almejando boa capacidade de aproximação em um tempo de processamento reduzido em relação a outras abordagens de classificação comumente aplicadas. Por fim, o desempenho dos classificadores construídos foi avaliado por meio de análises dos resultados obtidos, confrontando o cenário com os dados originais e outros com as novas rotulações obtidas durante o processo de estimação semi-supervisionado / In the last 30 years, the area of machine learning has developed in a way comparable to Physics in the early twentieth century. This breakthrough has made it possible to solve real-world problems that previously could not be solved by machines because of the difficulty of purely statistical models to fit satisfactorily with training data. Among these advances, one can cite the use of machine learning techniques in the area of Medicinal Chemistry, involving methods for analysing, representing and predicting molecular information through computational resources. The data used in the biological context have some particular characteristics that can influence the result of its analysis. These include the complexity of molecular information, the imbalance of the classes involved, and the existence of incomplete or uncertainly labeled data. If they are not properly treated, such adversities may affect the process of identifying candidate compounds for new drugs. In this work, a semi-supervised machine learning technique was considered to reduce the impact caused by the problem of uncertainty in the data labeling, by applying a method to estimate more reliable labels for the chemical compounds in the training set. In an attempt to reduce the effects caused by data imbalance, a cost-sensitive approach was incorporated to the label estimation process, in order to avoid bias in favor of the majority class. After addressing the uncertainty problem in labeling, classifiers based on Extreme Learning Machines were constructed, aiming for good approximation ability in a reduced processing time in relation to other commonly applied classification approaches. Finally, the performance of the classifiers constructed was evaluated by analyzing the results obtained, comparing the scenario with the original data and others with the new labeling obtained by the semi-supervised estimation process

Nos últimos 30 anos, a área de aprendizagem de máquina desenvolveu-se de forma comparável com a Física no início do século XX. Esse avanço tornou possível a resolução de problemas do mundo real que anteriormente não poderiam ser solucionados por máquinas, devido à dificuldade de modelos puramente estatísticos ajustarem-se de forma satisfatória aos dados de treinamento. Dentre tais avanços, pode-se citar a utilização de técnicas de aprendizagem de máquina na área de Química Medicinal, envolvendo métodos de análise, representação e predição de informação molecular por meio de recursos computacionais. Os dados utilizados no contexto biológico possuem algumas características particulares que podem influenciar no resultado de sua análise. Dentre estas, pode-se citar a complexidade das informações moleculares, o desbalanceamento das classes envolvidas e a existência de dados incompletos ou rotulados de forma incerta. Tais adversidades podem prejudicar o processo de identificação de compostos candidatos a novos fármacos, se não forem tratadas de forma adequada. Neste trabalho, foi abordada uma técnica de aprendizagem de máquina semi-supervisionada capaz de reduzir o impacto causado pelo problema da incerteza na rotulação dos dados, aplicando um método para estimar rótulos mais confiáveis para os compostos químicos existentes no conjunto de treinamento. Na tentativa de evitar os efeitos causados pelo desbalanceamento dos dados, foi incorporada ao processo de estimação de rótulos uma abordagem sensível ao custo, com o objetivo de evitar o viés em benefício da classe majoritária. Após o tratamento do problema da incerteza na rotulação, classificadores baseados em Máquinas de Aprendizado Extremo foram construídos, almejando boa capacidade de aproximação em um tempo de processamento reduzido em relação a outras abordagens de classificação comumente aplicadas. Por fim, o desempenho dos classificadores construídos foi avaliado por meio de análises dos resultados obtidos, confrontando o cenário com os dados originais e outros com as novas rotulações obtidas durante o processo de estimação semi-supervisionado / In the last 30 years, the area of machine learning has developed in a way comparable to Physics in the early twentieth century. This breakthrough has made it possible to solve real-world problems that previously could not be solved by machines because of the difficulty of purely statistical models to fit satisfactorily with training data. Among these advances, one can cite the use of machine learning techniques in the area of Medicinal Chemistry, involving methods for analysing, representing and predicting molecular information through computational resources. The data used in the biological context have some particular characteristics that can influence the result of its analysis. These include the complexity of molecular information, the imbalance of the classes involved, and the existence of incomplete or uncertainly labeled data. If they are not properly treated, such adversities may affect the process of identifying candidate compounds for new drugs. In this work, a semi-supervised machine learning technique was considered to reduce the impact caused by the problem of uncertainty in the data labeling, by applying a method to estimate more reliable labels for the chemical compounds in the training set. In an attempt to reduce the effects caused by data imbalance, a cost-sensitive approach was incorporated to the label estimation process, in order to avoid bias in favor of the majority class. After addressing the uncertainty problem in labeling, classifiers based on Extreme Learning Machines were constructed, aiming for good approximation ability in a reduced processing time in relation to other commonly applied classification approaches. Finally, the performance of the classifiers constructed was evaluated by analyzing the results obtained, comparing the scenario with the original data and others with the new labeling obtained by the semi-supervised estimation process

Nesta monografia foram desenvolvidas metodologias sintéticas para a funcionalização das 2-(S)-isopropil-5-iodo-pirimidinonas, utilizando a reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura e a reação de cicloadição azida-acetileno com cobre, através de estratégias simples e eficientes que permitiram a preparação de uma série de compostos com grande diversidade estrutural. Inicialmente descreve-se a síntese da 2-(S)-isopropil-5-iodo-pirimidinona (S)- 3, a partir da (S)-asparagina enantiomericamente pura 1, um aminoácido barato e de fácil acesso, produzindo na primeira etapa o 2-(S)-isopropil-peridropirimidinona-6- ácido carboxílico (2S,6S)-2, que reagindo com diacetoxiiodo benzeno/iodo e BF3.OEt2, gera a pirimidinona (S)-3. Em seguida, preparou-se uma série de 2-(S)-isopropil-5-aril-pirimidinonas (S)- 6a-q e 2-(S)-isopropil-5-alquinil-pirimidinonas (S)-7a-q, através da reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura, sob catálise de paládio, utilizando aril- (4aq) e alquiniltrifluoroboratos de potássio (5a-q), respectivamente. Desta forma sintetizou-se uma variedade de pirimidinonas com alterações programadas de substituintes na posição 5 do anel, com rendimentos de 15% a 95%. Ainda a fim de obter algumas pirimidinonas com substituintes acetilênicos alquílicos 9a-f, utilizou-se a metodologia de acoplamento de Sonogashira. Em todos os casos obtiveram-se bons rendimentos. Dando sequência ao projeto, sintetizou-se as 2-(S)-isopropil-pirimidinonas funcionalizadas na posição C5 com anéis triazólicos substituídos na posição N1 (S)- 11a-k, através da reação de cicloadição azida-acetileno utilizando CuI como fonte de cobre e ondas ultra-sônicas como fonte de energia. Preparou-se diversos compostos, todos com rendimentos variando de 79% a 87% em 5 minutos de reação. Por último, através da redução da dupla ligação endocíclica dos compostos (S)-6a, 6b, 6g, 6l e 6n e posterior hidrólise utilizando radiação microondas proporcionou a obtenção de &#945;-aril &#946;-aminoácidos altamente enantioenriquecidos. / This monograph shows the development of a synthetic methodology for the functionalization of 2-(S)-isopropyl-5-iodo-pyrimidinones using either Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions or cycloaddition reactions of azide-acetylenes with copper, through a simple and efficient pathway enabling the preparation of a series of structurally diverse compounds. This paper begins by describing the synthesis of 2-(S)-isopropyl-5-iodopyrimidinones (S)-3, from enantiomerically pure (S)-asparagine 1. This inexpensive and readily available amino acid forms 2-(S)-isopropyl-perhidropyrimidinone-6- carboxylic acid (2S, 6S)-2, which is reacted with DIB / iodine and BF3·OEt2 to form pyrimidinone (S)-3. Using palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions, a series of 2-(S)-isopropyl-5-arylpyrimidinones (S)-6a-q and 2-(S)-isopropyl-5- alkynylpyrimidinones (S)-7a-q were prepared using potassium aryl- (4a-q) and alkynyltrifluoroborates (5a-q), respectively. With this reaction, a variety of pyrimidinones with different substituents at position 5 of the ring were synthesized, with yields ranging from 15% to 95%. The Sonogashira coupling reaction was used to prepare pyrimidinones with alkyl acetylenic substituents (S)-9a-f, giving good yields in all cases. 2-(S)-Isopropylpyrimidinones were then functionalized in the C5 position with N1 (S)-11a-k substituted triazole rings. These functionalizations were performed by the cycloaddition of azide-acetylenes using CuI and ultrasonic waves, which provided enough energy to reduce the reaction time to only five minutes. Several different variations of this compound were prepared, all with yields between 78% and 87%. Finally, the endocyclic double bonds in compounds (S)-6a, 6b, 6g, 6l and 6n were reduced, followed by a hydrolysis using microwave radiation to afford the highly enantioenriched &#945;-aryl &#946;-amino acids.