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Síntese e avaliação de comportamento térmico de duas novas famílias de tiazolinas e tiazóis derivados da l-cisteína

Schneider, Juliana Maria Forain Miolo January 2012 (has links)
O presente trabalho relata a síntese e a caracterização térmica de duas novas famílias de moléculas sintetizadas a partir do aminoácido L-cisteína e diferentes nitrilas aromáticas, através de reações de ciclização, esterificação, formação de amidas via catálise com ácido bórico e dehidrogenação de heterociclos. Estas moléculas contém em sua estrutura um núcleo rígido que detém uma unidade heterocíclica tiazolínica ou tiazólica. Foram sintetizadas quatro séries de compostos inéditos: as amidas N-alquil, perfluoroalquil e fenil – 2 - alcóxi (ou bromo) fenil e bifenil tiazolínicas 68a-i; e tiazólicasl 77a-f; os ésteres alquil, perfluoroalquil e fenil – 2 – alcóxi (ou bromo) fenil e bifenil tiazolínicos 88a-k e tiazólicos 91a-k. Seis compostos presentes em duas delas apresentaram comportamento líquido-cristalino, sendo eles o éster tiazolínico 88i e os tiazol ésteres 91e, 91f, 91i, 91h e 91j. A mesofase predominante em todas as amostras destes foi a esmética A, e em dois destes, 91h e 91j, uma mesofase de natureza esmética foi detectada, contudo não foi possível a sua identificação. Todas as amostras foram devidamente caracterizadas através de técnicas espectroscópicas bem como tiveram seus comportamentos térmicos avaliados por microscopia ótica de luz polarizada e, quando necessário, outras técnicas para tal, como por exemplo, Calorimetria de Diferencial de Varredura e Difração de raios-x. / The present work describes the synthesis and thermal characterization of two new families of compounds obtained from the natural amino acid L-cysteine and different aromatic nitriles. This was achieved via various types of reactions, such as cyclization, esterification, amide bond formation employing boric acid catalysis and heterocycle dehydrogenation. The new molecules display a rigid core bearing a heterocyclic thiazoline or thiazole unit. Four series of unpublished compounds were synthesized: N-alkyl, perfluoroalkyl and phenyl – 2 - alcoxi (or bromo) phenyl and bifenyl thiazolinic amides 68a-i, and thiazolic 77a-f; alkyl, perfluoroalkyl and phenyl – 2 – alcoxi (or bromo) phenyl and bifenyl thiazolinic esters 88a-k and thiazolic ones 91a-k. Six molecules of those exhibited liquid crystal behavior: the thiazolinic ester 88i (monotropicmesophase) and the thiazole esters 91e, 91f, 91i, 91h and 91j. The common mesophase observed in all samples was the smecticA one, and two of them, compounds 91h and 91j, displayed an unidentified smectic texture, which was assigned as SmX. All the obtained compounds were properly characterized employing spectroscopic methods as well as their thermal behaviors were evaluated by optical polarized microscopy and, when necessary, other suitable techniques, like Differential Scanning Calorimetry and x-ray Diffraction.
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Síntese e avaliação de comportamento térmico de duas novas famílias de tiazolinas e tiazóis derivados da l-cisteína

Schneider, Juliana Maria Forain Miolo January 2012 (has links)
O presente trabalho relata a síntese e a caracterização térmica de duas novas famílias de moléculas sintetizadas a partir do aminoácido L-cisteína e diferentes nitrilas aromáticas, através de reações de ciclização, esterificação, formação de amidas via catálise com ácido bórico e dehidrogenação de heterociclos. Estas moléculas contém em sua estrutura um núcleo rígido que detém uma unidade heterocíclica tiazolínica ou tiazólica. Foram sintetizadas quatro séries de compostos inéditos: as amidas N-alquil, perfluoroalquil e fenil – 2 - alcóxi (ou bromo) fenil e bifenil tiazolínicas 68a-i; e tiazólicasl 77a-f; os ésteres alquil, perfluoroalquil e fenil – 2 – alcóxi (ou bromo) fenil e bifenil tiazolínicos 88a-k e tiazólicos 91a-k. Seis compostos presentes em duas delas apresentaram comportamento líquido-cristalino, sendo eles o éster tiazolínico 88i e os tiazol ésteres 91e, 91f, 91i, 91h e 91j. A mesofase predominante em todas as amostras destes foi a esmética A, e em dois destes, 91h e 91j, uma mesofase de natureza esmética foi detectada, contudo não foi possível a sua identificação. Todas as amostras foram devidamente caracterizadas através de técnicas espectroscópicas bem como tiveram seus comportamentos térmicos avaliados por microscopia ótica de luz polarizada e, quando necessário, outras técnicas para tal, como por exemplo, Calorimetria de Diferencial de Varredura e Difração de raios-x. / The present work describes the synthesis and thermal characterization of two new families of compounds obtained from the natural amino acid L-cysteine and different aromatic nitriles. This was achieved via various types of reactions, such as cyclization, esterification, amide bond formation employing boric acid catalysis and heterocycle dehydrogenation. The new molecules display a rigid core bearing a heterocyclic thiazoline or thiazole unit. Four series of unpublished compounds were synthesized: N-alkyl, perfluoroalkyl and phenyl – 2 - alcoxi (or bromo) phenyl and bifenyl thiazolinic amides 68a-i, and thiazolic 77a-f; alkyl, perfluoroalkyl and phenyl – 2 – alcoxi (or bromo) phenyl and bifenyl thiazolinic esters 88a-k and thiazolic ones 91a-k. Six molecules of those exhibited liquid crystal behavior: the thiazolinic ester 88i (monotropicmesophase) and the thiazole esters 91e, 91f, 91i, 91h and 91j. The common mesophase observed in all samples was the smecticA one, and two of them, compounds 91h and 91j, displayed an unidentified smectic texture, which was assigned as SmX. All the obtained compounds were properly characterized employing spectroscopic methods as well as their thermal behaviors were evaluated by optical polarized microscopy and, when necessary, other suitable techniques, like Differential Scanning Calorimetry and x-ray Diffraction.
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Síntese e avaliação de comportamento térmico de duas novas famílias de tiazolinas e tiazóis derivados da l-cisteína

Schneider, Juliana Maria Forain Miolo January 2012 (has links)
O presente trabalho relata a síntese e a caracterização térmica de duas novas famílias de moléculas sintetizadas a partir do aminoácido L-cisteína e diferentes nitrilas aromáticas, através de reações de ciclização, esterificação, formação de amidas via catálise com ácido bórico e dehidrogenação de heterociclos. Estas moléculas contém em sua estrutura um núcleo rígido que detém uma unidade heterocíclica tiazolínica ou tiazólica. Foram sintetizadas quatro séries de compostos inéditos: as amidas N-alquil, perfluoroalquil e fenil – 2 - alcóxi (ou bromo) fenil e bifenil tiazolínicas 68a-i; e tiazólicasl 77a-f; os ésteres alquil, perfluoroalquil e fenil – 2 – alcóxi (ou bromo) fenil e bifenil tiazolínicos 88a-k e tiazólicos 91a-k. Seis compostos presentes em duas delas apresentaram comportamento líquido-cristalino, sendo eles o éster tiazolínico 88i e os tiazol ésteres 91e, 91f, 91i, 91h e 91j. A mesofase predominante em todas as amostras destes foi a esmética A, e em dois destes, 91h e 91j, uma mesofase de natureza esmética foi detectada, contudo não foi possível a sua identificação. Todas as amostras foram devidamente caracterizadas através de técnicas espectroscópicas bem como tiveram seus comportamentos térmicos avaliados por microscopia ótica de luz polarizada e, quando necessário, outras técnicas para tal, como por exemplo, Calorimetria de Diferencial de Varredura e Difração de raios-x. / The present work describes the synthesis and thermal characterization of two new families of compounds obtained from the natural amino acid L-cysteine and different aromatic nitriles. This was achieved via various types of reactions, such as cyclization, esterification, amide bond formation employing boric acid catalysis and heterocycle dehydrogenation. The new molecules display a rigid core bearing a heterocyclic thiazoline or thiazole unit. Four series of unpublished compounds were synthesized: N-alkyl, perfluoroalkyl and phenyl – 2 - alcoxi (or bromo) phenyl and bifenyl thiazolinic amides 68a-i, and thiazolic 77a-f; alkyl, perfluoroalkyl and phenyl – 2 – alcoxi (or bromo) phenyl and bifenyl thiazolinic esters 88a-k and thiazolic ones 91a-k. Six molecules of those exhibited liquid crystal behavior: the thiazolinic ester 88i (monotropicmesophase) and the thiazole esters 91e, 91f, 91i, 91h and 91j. The common mesophase observed in all samples was the smecticA one, and two of them, compounds 91h and 91j, displayed an unidentified smectic texture, which was assigned as SmX. All the obtained compounds were properly characterized employing spectroscopic methods as well as their thermal behaviors were evaluated by optical polarized microscopy and, when necessary, other suitable techniques, like Differential Scanning Calorimetry and x-ray Diffraction.
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Obtenção de novos ftalil-tiazóis e avaliação das atividades antitumoral e imunomodulatória in vitro

Oliveira, Arsênio Rodrigues 31 January 2014 (has links)
Submitted by Ramon Santana (ramon.souza@ufpe.br) on 2015-03-10T18:56:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Arsênio Rodrigues Oliveira.pdf: 1864449 bytes, checksum: b200a9b5bcfd3f592e9f0346d2b098c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T18:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Arsênio Rodrigues Oliveira.pdf: 1864449 bytes, checksum: b200a9b5bcfd3f592e9f0346d2b098c0 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES / O câncer é umas das principais causas de mortalidade no mundo e os fármacos disponíveis atualmente para a quimioterapia apresentam alta toxicidade, além de já mostrarem-se ineficazes, haja visto, o crescente surgimento de células tumorais resistentes a múltiplas drogas. Diante deste cenário, o desenvolvimento de novos protótipos a fármacos antineoplásicos é uma necessidade emergencial e representa uma linha de pesquisa relevante e promissora. Dentre as classes de fármacos sintéticos com atividade antitumoral, destacam-se as ftalimidas e os tiazóis. Com base nisso, este trabalho apresenta o planejamento e a síntese de uma série de 14 inéditos ftalil-tiazóis (As 01-14) candidatos a fármacos antitumorais potentes e menos tóxicos. Os compostos foram obtidos por rota sintética envolvendo duas etapas partindo da condensação entre o anidrido ftálico e a tiossemicarbazida, com posterior reação do composto obtido com diferentes -halo-cetonas para a formação de anéis tiazóis diversamente substituídos. A purificação dos compostos obtidos foi realizada por recristalização em etanol. A elucidação estrutural foi realizada por meio da utilização de técnicas espectroscópicas de IV e RMN 1H e 13C. A fim de avaliar o potencial antitumoral destes ftalil-tiazóis, foi testado seu efeito citotóxico, in vitro, sobre linhagens de células tumorais [HEp-2 (carcinoma de laringe humana), NCI-H292 (carcinoma mucoepidermoide de pulmão humano), HL-60 (leucemia promielocítica aguda) e MCF-7 (câncer de mama humana)]. Foram testados ainda frente a células fisiológicas de mamíferos (esplenócitos de camundongos BALB/c) e diante da produção, por estas células, de IFN- e IL-10 estimuladas por Con A. À exceção do composto As-02, todos os demais apresentaram potencial de inibição superior a 80% para a linhagem de leucemia. Os compostos com substituintes mais volumosos no anel tiazólico (As-09 e As-10) foram os menos tóxicos para as células fisiológicas de mamíferos. O composto As-09 apresentou também o melhor perfil citotóxico frente às linhagens tumorais ensaiadas. Para este foi mensurada a CI50 com valores inferiores a 13 μg/mL. Para a série de ftalil-tiazóis estudada, o composto As-09 foi o mais promissor protótipo a fármaco antitumoral.
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Atividade biológico de compostos ftalimido-Tiazóis sobre Leishmania infantum (Nicolle, 1908)

ALIANÇA, Amanda Silva dos Santos 25 February 2016 (has links)
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-28T13:21:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE_Amanda Aliança_digital.pdf: 2689265 bytes, checksum: 0b25cf703fd666da539c3034a8c40823 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T13:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE_Amanda Aliança_digital.pdf: 2689265 bytes, checksum: 0b25cf703fd666da539c3034a8c40823 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPEs / A leishmaniose é uma doença infecciosa, não contagiosa de caráter zoonótico, causada por vários tipos de protozoários do gênero Leishmania. Em humanos, a doença apresenta três principais formas clínicas, dependendo das espécies envolvidas de Leishmania: a cutânea, mucocutânea e visceral (LV), sendo esta última a forma mais grave que quando não tratada pode evoluir para óbito em mais de 90% dos casos. O agente etiológico da LV compreende Leishmania donovani na Índia e leste da África; Leishmania infantum na China, Ásia central, Europa, África, América do Sul e Central. Calcula-se que a prevalência mundial de leishmaniose esteja em torno de 12 milhões de pessoas, acometendo 80 países e com uma estimativa de 400.000 novos casos da doença por ano. O tratamento atual para a leishmaniose é baseado na utilização de antimoniais pentavalentes como o estibogluconato de sódio (Pentostan®) e o antimoniato de meglumina (Glucantime®), este apresenta várias dificuldades como toxicidade, via de administração intravenosa e tempo prolongado de tratamento, que levam a sua descontinuação. Diante deste cenário, os compostos sintéticos são de grande importância na terapêutica por representarem 85% dos fármacos disponíveis. As ftalimidas e os tiazóis são importantes classes de compostos sintéticos e apresentam amplo espectro de atividades biológicas, como ansiolítica, anti-Parkinson, anti-Alzheimer, analgésica, anti-inflamatória, imunomoduladora e antibacteriana. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade in vitro frente a L. infantum e a células de mamíferos de uma série de 15 derivados ftalimido-tiazóis. Os compostos foram avaliados frente a formas promastigotas e amastigotas de L. infantum, quanto à citotoxicidade frente a células vero, macrófagos J774 e macrófagos peritoneais, a produção de óxido nítrico e alterações sobre alvos intracelulares do parasito. Os resultados mostram que os compostos oriundos da hibridação da ftalimida com 1,3 tiazol apresentaram atividade leishmanicida contra formas promastigota de L. infantum, baixa citotoxicidade às células de mamíferos testadas e aumentaram a produção de ON em relação às células controles nos macrófagos não infectados. Os compostos 2j e 2m se mostraram como os mais potentes contra as formas promastigotas da série testada, estes foram testados frente as formas amastigotas, os compostos reduziram a sobrevivência de amastigotas intracelulares e apresentaram baixa citotoxicidade para os macrófagos peritoneais. Formas promastigotas tratadas com esses compostos apresentaram alterações ultraestruturais como: encolhimento do corpo celular, perda da integridade da membrana celular, vacuolização do citoplasma, perfis de membranas circundando organelas e inchaço da mitocôndria. Quando avaliada a marcação pelo iodeto de propídio e pela rodamina 123, formas promastigotas tratadas com os compostos 2j e 2m apresentaram aumento no número de células marcadas com o iodeto de propídio e induziram alterações significativas no potencial de membrana mitocondrial. Dessa maneira, os compostos ftalimido-tiazóis apresentam atividades leishmanicida e devem formar a base para futuros estudos experimentais. / Leishmaniasis is an infectious disease, non-contagious with zoonotic characteristic, caused by several types of protozoa of the genus Leishmania. In humans, the disease has three main clinical forms, depending on the species of Leishmania involved: cutaneous, mucocutaneous and visceral, the latter being the more severe if left untreated can lead to death in more than 90% of cases. The etiologic agent of LV comprises Leishmania donovani in India and East Africa; Leishmania infantum in China, Central Asia, Europe, Africa, South and Central America. It is estimated that the worldwide prevalence of leishmaniasis is around 12 million people in 80 countries and 400,000 new cases per year. The current treatment for leishmaniasis is based on the use of pentavalent antimonials such as stibogluconate sodium (Pentostan®) and meglumine antimonate (Glucantime®), this presents several problems such as difficulties such as toxicity, intravenous route of administration and prolonged treatment, which leads to its discontinuation of the treatment. The phthalimides and thiazoles are important classes of synthetic compounds and have a broad spectrum of biological activities such as anxiolytic, anti-Parkinsons, anti-Alzheimer, analgesic, antiinflammatory, immunomodulating and antibacterial. This study aimed to evaluate the in vitro activity against L. infantum and mammalian cells in a series of 15-phthalimido thiazoles derivatives. The present work report the in vitro activity of a phthalimido-thiazoles derivatives series. The activities were evaluated against promastigotes and amastigotes of Leishmania infantum, front of cytotoxicity to vero cells, J774 macrophages and peritoneal macrophages, the effect on production of nitric oxide (NO) and changes of intracellular targets on the parasite. The results show that the compounds arising from the hybridization of phthalimido 1, 3 thiazole showed leishmanicidal activity against promastigotes forms of L. infantum, low cytotoxicity to mammalian cells and increased the NO production compared to control cells in uninfected macrophages. The compounds 2j and 2m are shown as the most potent against promastigotes of the test series, these were tested against amastigote forms, the compounds reduced the survival of intracellular amastigotes and showed low cytotoxicity peritoneal macrophages. The promastigotes treated with these compounds exhibited ultrastructural changes such as cell body shrinkage, loss of cell membrane integrity, vacuolization of the cytoplasm membranes surrounding organelles profiles and swelling of mitochondria. The compounds 2j and 2m were the most potent of the series tested and the parasites treated with these compounds showed ultrastructural changes such as cell body shrinkage, loss of cellular membrane integrity, vacuolization of cytoplasm, membrane profiles surrounding organelles and swelling of mitochondria. When assessed by propidium iodide tag and the rhodamine 123 promastigotes treated with the compounds 2j and 2m showed an increase in the number of cells stained with propidium iodide and induced significant changes in mitochondrial membrane potential. Thus, the phthalimido-thiazoles compounds have leishmanicide activities and should form the basis for future experimental studies.
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Planejamento estrutural, síntese e avaliação das propriedades farmacológicas de inéditas tiazolil-hidrazonas derivadas da ftalimida e da isatina

GOMES, Paulo André Teixeira de Moraes 27 July 2016 (has links)
Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-30T18:26:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE PAULO ANDRÉ.pdf: 12707088 bytes, checksum: 1ef366976f050b974da19aa9ed860831 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-30T18:26:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE PAULO ANDRÉ.pdf: 12707088 bytes, checksum: 1ef366976f050b974da19aa9ed860831 (MD5) Previous issue date: 2016-07-27 / FACEPE / A identificação e utilização de estruturas privilegiadas como base para a obtenção de novas moléculas, tem se destacado como estratégia para a descoberta de novos fármacos. Como exemplos de estruturas privilegiadas podem ser citados os heterociclos ftalimida e isatina. Ambos são importantes grupos farmacofóricos conhecidos pelo amplo espectro de atividades biológicas que apresentam. Outro importante grupo farmacofórico que vem sendo bastante explorado e que está presente em moléculas quimicamente diversas e ativas para uma grande variedade de doenças é o heterociclo tiazol. Fazendo uso da estratégia de hibridização molecular foram obtidos inéditos compostos tiazóis derivados da ftalimida e da isatina. O presente trabalho está dividido em dois capítulos e explora duas das muitas atividades farmacológicas apresentadas pelos grupos farmacofóricos, a atividade antichagásica e a anticâncer. O primeiro capítulo apresenta o planejamento, a síntese, a caracterização estrutural, a avaliação quanto às propriedades antichagásicas de tiazóis derivados da ftalimida. Alguns dos compostos obtidos nessa primeira parte apresentaram potente inibição sobre a forma tripomastigota do parasito com baixa toxicidade em células esplênicas, e as relações estrutura-atividade resultantes são discutidas. Também são apresentadas alterações ultraestruturais que ftalil-1,3-tiazóis induzem sobre a morfologia do parasito, como o encurtamento do flagelo, condensação da cromatina, inchaço das mitocôndrias, alteração de reservosomos e dilatação do retículo endoplasmático. Juntos, estes dados revelam, pela primeira vez, uma nova série de compostos contendo ftalimido-tiazóis como base estrutural com potentes efeitos contra o T. cruzi e características de líder-similar ("lead-like") contra a doença de Chagas. Os resultados apresentados no primeiro capítulo foram publicados na European Journal of Medicinal Chemistry. O segundo capítulo apresenta o planejamento, a síntese empregada, a caracterização estrutural para a obtenção das séries de tiazóis inéditos derivados da isatina, assim como alguns resultados prévios de suas propriedades antitumorais. Nessa segunda parte da tese são apresentadas 29 moléculas, sendo 9 tiossemicarbazonas e 20 tiazóis. Nenhum dos compostos apresentou citotoxicidade na dose de 100 μM para células normais humanas. Embora não sejam conclusivos, resultados prévios indicam que alguns compostos intermediários apresentam importante atividade antitumoral, o que pode indicar que a síntese de derivados de tais compostos pode ser promissora para a obtenção de novos agentes antitumorais. De modo geral, pode-se concluir que a estratégia de utilização de estruturas privilegiadas como bases estruturais para a obtenção de novos compostos biologicamente ativos permitiu identificar potentes agentes antichagásicos, bem como encontrar um prévio direcionamento para síntese de novos protótipos a fármacos antitumorais. / The identification and use of privileged structures as a basis for obtaining new molecules, has excelled as a strategy for drug discovery. Examples of privileged structures can be cited the phthalimide and isatin heterocycles. Both are important pharmacophore groups known by the broad spectrum of biological activities that present. Another important pharmacophore which has been extensively explored and is present in various chemically active molecules and for a wide variety of diseases is the thiazole heterocycle. Making use of molecular hybridization strategy were obtained unpublished thiazoles compounds derived from phthalimide and isatin. This work is divided into two chapters and explores two of the many pharmacological activities presented by pharmacophore groups, the antichagasic and anti-cancer activity. The first chapter presents the planning, synthesis, structural characterization, antichagasic properties evaluation of phthalimido-thiazoles derivatives. Some of the compounds obtained in this first part showed potent inhibition on parasite trypomastigotes with low toxicity in spleen cells and the resulting structure-activity relationships are discussed. Also ultrastructural changes appear that phthalyl-1,3-thiazoles induce on the morphology of the parasite, such as the shortening of the flagellum, chromatin condensation, swelling of mitochondria, reservosomes change and dilatation of the endoplasmic reticulum. Together, these data revealed, for the first time, a novel series of phthalimido-thiazoles-structure-based compounds with potential effects against T. cruzi and lead-like characteristics against Chagas disease. The results showed in the first chapter were published in the European Journal of Medicinal Chemistry. The second chapter presents the planning, the synthesis used, the structural characterization to obtain the derivatives unpublished thiazoles series of isatin, as well as some preliminary results of its anti-tumor properties. In this second part of the thesis are displayed 29 molecules, 9 thiosemicarbazone and 20 thiazoles. Neither compound showed cytotoxicity in a dose of 100 uM to normal human cells. Although not conclusive, preliminary results indicate that some intermediates have significant antitumor activity, which may indicate that the synthesis of derivatives of such compounds can be promising for obtaining novel anticancer agents. In general, it can be concluded that the strategy of use of privileged structures as structural basis for obtaining new biologically active compounds identified potent antichagasic agents and find a previous guidance for synthesis of new prototypes to antitumor drugs.
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Thi1, uma proteína envolvida na síntese de tiamina em Arabidopsis thaliana: análises estruturais do mutante Thi1 (A140V) / Thi1, a protein involved on biosynthesis of thiamin in Arabidopsis thaliana: structural analysis of Thi1(A140V) mutant

Garcia, Assuero Faria 12 August 2011 (has links)
A forma ativa da vitamina B1, tiamina pirofosfato (TPP), é um cofator indispensável para certas enzimas que atuam no metabolismo de carboidratos e aminoácidos. Sua biossíntese se dá pela formação independente de suas partes componentes pirimidina e tiazol. Em procariotos a via de síntese para vitamina B1 já foi esclarecida, entretanto em eucariotos ainda existem ainda algumas lacunas a serem preenchidas. Em Arabidopsis thaliana a proteína Thi1 é possivelmente a responsável pela síntese do motivo tiazólico, uma vez que um composto relacionado a TPP foi encontrado em sua estrutura. Neste trabalho, Thi1 e seu mutante natural Thi1(A140V), o qual é responsável pela auxotrofia para tiamina numa linhagem mutante de A. thaliana, foram estudados com intuito de verificar a influência da mutação pontual na estrutura e na atividade de Thi1. As proteínas foram produzidas em E. coli e análises biofísicas usando anisotropia de fluorescência e Dicroísmo Circular (CD) mostraram diferenças consideráveis na estabilidade protéica. Estudos de desnaturação mostraram diferenças na temperatura de transição (Tm), de cerca de 4 ºC maior para Thi1, e na concentração de guanidina na qual metade das proteínas estavam desnaturadas, de 0,42 M para Thi1 e 0,24 M para Thi1(A140V). Os dados de anisotropia de fluorescência obtidos a partir da desnaturação térmica também confirmaram a maior instabilidade de Thi1(A140V) frente a Thi1. Para avaliar a presença e caracterizar o provável precursor de TPP em Thi1(A140V), foram também realizados ensaios de absorção, CD e infra-vermelho dos ligantes intrínsecos. Os resultados destas análises mostraram que as moléculas poderiam apresentar diferenças em seus grupos constituintes. Entretanto, os experimentos complementares de Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1D 1H e 2D TOCSY) revelaram que as diferenças observadas nas amostras dos ligantes, provenientes de Thi1 e de Thi1(A140V), tratavam-se na verdade de diferenças nas proporções de quatro populações distintas de compostos, compondo um pool de ligantes. Na amostra proveniente de Thi1(A140V), a população dominante correspondeu à molécula de adenosina difosfato, ADP. Ainda, embora em ambas as amostras o ADT tenha sido encontrado, aquela derivada de Thi1(A140V) apresentou uma população significativamente menor deste composto. Concluindo, os resultados demonstraram que a mutação A140V levou a uma maior instabilidade conformacional em Thi1 e, além disso, a presença de quantidades reduzidas de ADT em Thi1(A140V) sugerem que esta alteração tenha contribuído de alguma forma para a redução de sua atividade. / The active form of vitamin B1, Thiamine pyrophosphate (TPP), is an indispensable cofactor for some enzymes that act on carbohydrates and amino acids metabolism. Its biosynthesis requires the independent formation of its compounds, pyrimidine and thiazole. In prokaryotes, the vitamin B1 biosynthetic way has already been elucidated, but in eukaryotes there are some gaps to be filled. In Arabidopsis thaliana, the Thi1 protein is possibly responsible for the synthesis of the thiazole moiety, since a related compound to TPP was found in its structure. In this work, we have investigated Thi1 and its natural mutant Thi1(A140V), which is responsible for the thiamin auxotrophy in A. thaliana mutant line, to identify the role this mutation plays in the structure and activity of Thi1. The proteins were produced in E. coli and the results of biophysical analysis using fluorescence and Circular Dichroism (CD) showed considerable differences in the protein stability. Thermal and chemical unfolding studies have shown a difference in the melting temperature (around 4 ºC higher for Thi1) and concentration of guanidine at which half of the protein had unfolded (0,42 M for Thi1 and 0,24 M for Thi1(A140V)). The fluorescence anisotropy data obtained from thermal unfolding showed Thi1(A140V) is more unstable compared to Thi1. We have also carried out tests of absorption, CD and infra-red to assess the presence and to characterize the possible precursor of TPP in Thi1 (A140V). The results showed that the ligants could have different compositions. However, complementary results from NMR (1D 1H e 2D TOCSY) revealed that the difference observed in the ligant samples from both proteins were actually related to the proportion of four distinct compound population, representing a ligant pool. In the sample from Thi1(A140V), the dominant population corresponded to ADP. Besides, although both samples contained ADT, it was significantly less abundant in that one derived from Thi1(A140V). Concluding, the results demonstrated that the A140V mutation leaded to a more unstable conformation of Thi1 and, additionally, the presence of smaller amounts of ADT in Thi1(A140V) suggests this change might have contributed to reducing its activity.
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Complexos de Copper II com ligantes derivados de tiazol e tioimidazol: s?ntese e avalia??o da atividade citot?xica / Complexes of Copper II with binders derived from thiazole and thioimidazole: synthesis and evaluation of cytotoxic activity

Hottes, Emanoel 07 April 2016 (has links)
Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-03-17T12:18:44Z No. of bitstreams: 1 2016 - Emanoel Hottes.pdf: 4033048 bytes, checksum: fe0f804a0e5a67c894370834c0964ff8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T12:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Emanoel Hottes.pdf: 4033048 bytes, checksum: fe0f804a0e5a67c894370834c0964ff8 (MD5) Previous issue date: 2016-04-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / CuII complexes containing thiazole and thioimidazole derivatives have been synthesized and characterized. The ligands (E)-2-(2-benzylidenehydrazinyl)-4-phenylthiazole (L1), (E)-2-(2-(4-chlorobenzylidene)hydrazinyl)-4-phenylthiazole (L2), (E)-2-(2-(4-methoxybenzylidene)hydrazinyl)-4-phenylthiazole (L3), (E)-4-phenyl-2-(2-(pyridin-2-ylmethylene)hydrazinyl)thiazole (L4), (E)-5-phenyl-1-(pyridin-2-ylmethyleneamino)-1H-imidazole-2(3H)-thione (L5) and (E)-1-(2-hydroxybenzylideneamino)-5-phenyl-1H-imidazole-2(3H)-thione (L6), reported in the literature, have been obtained in collaboration with Laboratory LaDMol-QM from UFRRJ. For these ligands, it is been performed qualitative calculations and molecular modeling by the semi empiric method PM6 for geometry optimization and estimate the relative energies of the frontier orbitals and conformers. The crystalline structure of the ligand L2 was determined by X-ray diffraction analysis. The CuII complexes have been obtained from the reactions of the ligands with CuCl2 in different stoichiometries. The proposed structures of the complexes have been formulated based on elemental analysis of CHN, electronic paramagnetic resonance (EPR) and electronic (UV-Vis) and vibrational (FTIR) spectroscopy. The results of EPR point to the occurrence of more than one CuII nucleus in all reaction products. For complexes CuL1-CuL3 with potentially bidentate ligands it has been proposed coordination from sulfur or nitrogen from thiazole ring and nitrogen from azomethine, with possible octahedral and/or square planar geometries. For CuL4-CuL6 with potentially tridentate ligands it is been proposed coordination from sulfur as well as nitrogen atoms. For CuL6, there is also a possibility of coordination through the oxygen atom, with a CuII possibly pentacoordinate.. Studies with yeast have shown that amongst the compounds, L1 has had the best activity in the inhibition of the cell growth. It was possible to observe that all compounds decrease the cell survival during the period of incubation. The studies of lipid peroxidation have shown that the complexes were more toxic than the ligands and the complex CuL3 has shown better toxicity when compared to the other compounds and the control. / Complexos de CuII com ligantes derivados de tiazol e tioimidazol, foram sintetizados e caracterizados. Os ligantes (E)-2-(2-benzilidenohidrazinil)-4-feniltiazol (L1), (E)-2-(2-(4-clorobenzilideno)hidrazinil)-4-feniltiazol (L2), (E)-2-(2-(4-metoxibenzilideno)hidrazinil)-4-feniltiazol (L3), (E)-4-fenil-2-(2-(piridin-2-il-metileno)hidrazinil)tiazol (L4), (E)-5-fenil-1-((piridin-2-il-metileno)amino)-1H-imidazol-2(3H)-tiona (L5) e (E)-1-((2-hidroxibenzilideno)amino)-5-fenil-1H-imidazol-2(3H)-tione (L6), j? reportados na literatura, foram obtidos e caracterizados em parceria com o Laborat?rio LaDMol-QM da UFRRJ. Para estes ligantes foram realizados c?lculos qualitativos de modelagem molecular pelo m?todo semi-emp?rico PM6 para otimiza??o de geometria e estimativas de energias relativas de orbitais de fronteira e de conf?rmeros. A estrutura cristalina do ligante L2 foi determinada por difra??o de raios-X de monocristal. Os complexos de CuII foram obtidos a partir de rea??o dos ligantes com CuCl2 em diferentes estequiometrias. As propostas para os complexos foram formuladas com base nos dados de an?lise elementar de CHN, resson?ncia paramagn?tica eletr?nica (EPR) e espectroscopias eletr?nica (UV-vis) e vibracional (FTIR). Os resultados de EPR apontam para a ocorr?ncia de mais de um n?cleo de CuII em todos os produtos. Para os complexos CuL1-CuL3 com ligantes potencialmente bidentados (L1-L3) foi proposta complexa??o tanto pelo ?tomo de enxofre (anel tiazol) como tamb?m pelos ?tomos de nitrog?nio (azometino), com possibilidades de geometrias octa?dricas e tamb?m quadradas. J? os complexos CuL4-CuL6, com ligantes potencialmente tridentados (L4-L6), foi proposta complexa??o tanto pelo ?tomo de enxofre do anel tiazol como tamb?m pelos ?tomos de nitrog?nio do azometino e do anel pirid?nico. No caso de CuL6 ainda h? possibilidade de coordena??o atrav?s do ?tomo de oxig?nio, com CuII possivelmente pentacoordenado.. Testes realizados em leveduras mostraram que dentre os compostos, o L1 foi o que apresentou melhor desempenho na inibi??o do crescimento das c?lulas. No caso do teste de viabilidade foi poss?vel observar que todos os compostos diminuem a sobrevida celular no per?odo de incuba??o. Por meio da an?lise de peroxida??o lip?dica foi poss?vel verificar que os complexos foram mais t?xicos do que os ligantes e que o CuL3 foi o que apresentou maior toxidez quando comparado com os demais complexos e com o controle
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Thi1, uma proteína envolvida na síntese de tiamina em Arabidopsis thaliana: análises estruturais do mutante Thi1 (A140V) / Thi1, a protein involved on biosynthesis of thiamin in Arabidopsis thaliana: structural analysis of Thi1(A140V) mutant

Assuero Faria Garcia 12 August 2011 (has links)
A forma ativa da vitamina B1, tiamina pirofosfato (TPP), é um cofator indispensável para certas enzimas que atuam no metabolismo de carboidratos e aminoácidos. Sua biossíntese se dá pela formação independente de suas partes componentes pirimidina e tiazol. Em procariotos a via de síntese para vitamina B1 já foi esclarecida, entretanto em eucariotos ainda existem ainda algumas lacunas a serem preenchidas. Em Arabidopsis thaliana a proteína Thi1 é possivelmente a responsável pela síntese do motivo tiazólico, uma vez que um composto relacionado a TPP foi encontrado em sua estrutura. Neste trabalho, Thi1 e seu mutante natural Thi1(A140V), o qual é responsável pela auxotrofia para tiamina numa linhagem mutante de A. thaliana, foram estudados com intuito de verificar a influência da mutação pontual na estrutura e na atividade de Thi1. As proteínas foram produzidas em E. coli e análises biofísicas usando anisotropia de fluorescência e Dicroísmo Circular (CD) mostraram diferenças consideráveis na estabilidade protéica. Estudos de desnaturação mostraram diferenças na temperatura de transição (Tm), de cerca de 4 ºC maior para Thi1, e na concentração de guanidina na qual metade das proteínas estavam desnaturadas, de 0,42 M para Thi1 e 0,24 M para Thi1(A140V). Os dados de anisotropia de fluorescência obtidos a partir da desnaturação térmica também confirmaram a maior instabilidade de Thi1(A140V) frente a Thi1. Para avaliar a presença e caracterizar o provável precursor de TPP em Thi1(A140V), foram também realizados ensaios de absorção, CD e infra-vermelho dos ligantes intrínsecos. Os resultados destas análises mostraram que as moléculas poderiam apresentar diferenças em seus grupos constituintes. Entretanto, os experimentos complementares de Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1D 1H e 2D TOCSY) revelaram que as diferenças observadas nas amostras dos ligantes, provenientes de Thi1 e de Thi1(A140V), tratavam-se na verdade de diferenças nas proporções de quatro populações distintas de compostos, compondo um pool de ligantes. Na amostra proveniente de Thi1(A140V), a população dominante correspondeu à molécula de adenosina difosfato, ADP. Ainda, embora em ambas as amostras o ADT tenha sido encontrado, aquela derivada de Thi1(A140V) apresentou uma população significativamente menor deste composto. Concluindo, os resultados demonstraram que a mutação A140V levou a uma maior instabilidade conformacional em Thi1 e, além disso, a presença de quantidades reduzidas de ADT em Thi1(A140V) sugerem que esta alteração tenha contribuído de alguma forma para a redução de sua atividade. / The active form of vitamin B1, Thiamine pyrophosphate (TPP), is an indispensable cofactor for some enzymes that act on carbohydrates and amino acids metabolism. Its biosynthesis requires the independent formation of its compounds, pyrimidine and thiazole. In prokaryotes, the vitamin B1 biosynthetic way has already been elucidated, but in eukaryotes there are some gaps to be filled. In Arabidopsis thaliana, the Thi1 protein is possibly responsible for the synthesis of the thiazole moiety, since a related compound to TPP was found in its structure. In this work, we have investigated Thi1 and its natural mutant Thi1(A140V), which is responsible for the thiamin auxotrophy in A. thaliana mutant line, to identify the role this mutation plays in the structure and activity of Thi1. The proteins were produced in E. coli and the results of biophysical analysis using fluorescence and Circular Dichroism (CD) showed considerable differences in the protein stability. Thermal and chemical unfolding studies have shown a difference in the melting temperature (around 4 ºC higher for Thi1) and concentration of guanidine at which half of the protein had unfolded (0,42 M for Thi1 and 0,24 M for Thi1(A140V)). The fluorescence anisotropy data obtained from thermal unfolding showed Thi1(A140V) is more unstable compared to Thi1. We have also carried out tests of absorption, CD and infra-red to assess the presence and to characterize the possible precursor of TPP in Thi1 (A140V). The results showed that the ligants could have different compositions. However, complementary results from NMR (1D 1H e 2D TOCSY) revealed that the difference observed in the ligant samples from both proteins were actually related to the proportion of four distinct compound population, representing a ligant pool. In the sample from Thi1(A140V), the dominant population corresponded to ADP. Besides, although both samples contained ADT, it was significantly less abundant in that one derived from Thi1(A140V). Concluding, the results demonstrated that the A140V mutation leaded to a more unstable conformation of Thi1 and, additionally, the presence of smaller amounts of ADT in Thi1(A140V) suggests this change might have contributed to reducing its activity.
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Aplicação da citometria de fluxo para otimização do método de determinação da potência da alfaepoetina humana recombinante em Bio-Manguinhos / Fiocruz

Andrade, Ana Rodrigues de January 2011 (has links)
Submitted by Priscila Nascimento (pnascimento@icict.fiocruz.br) on 2012-11-29T17:53:07Z No. of bitstreams: 1 ana-rodrigues-de-andrade.pdf: 2209967 bytes, checksum: daf5f7b7ad34996e5a40131114f4b681 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-29T17:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ana-rodrigues-de-andrade.pdf: 2209967 bytes, checksum: daf5f7b7ad34996e5a40131114f4b681 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A eritropoetina é o hormônio responsável pela regulação da produção de células vermelhas. A eritropoetina humana recombinante (rhEPO) produzida em laboratório e usada como medicamento pode apresentar as isoformas alfa e beta, chamadas de alfaepoetina e betaepoetina humana recombinante. O tratamento com rhEPO melhora bastante a vida de pacientes anêmicos e/ou em diálise, reduzindo a necessidade de transfusão de sangue. A grande demanda por este biofármaco justifica o esforço de pesquisa não só para conhecimento de seus mecanismos de ação e desenvolvimento de processos de produção, como também para controle da qualidade do produto. É de grande importância o desenvolvimento de métodos de análise que diminuam a margem de erro e aumentem a precisão e a confiabilidade dos resultados, além de reduzir o tempo de liberação para o mercado. O ensaio de determinação da potência da alfaepoetina humana recombinante produzida por Bio-Manguinhos é realizado pelo método de camundongos normocitêmicos, com contagem de reticulócitos por microscopia. Estemétodo de contagem é demorado, pouco preciso e desgastante para o analista. O objetivo deste trabalho é estudar o uso do método de citometria de fluxo na contagem de reticulócitos para o ensaio de potência da alfaepoetina humana recombinante. Visando a implantação do método no Departamento de Controle de Qualidade (DEQUA) de Bio-Manguinhos, o desenvolvimento deste trabalho teve também como objetivo comparar a sua eficácia em relação aoprocesso atualmente utilizado, e a realizar os testes necessários à sua validação. Os camundongos foram inoculados com três doses diferentes de amostra ou material de referência e os reticulócitos presentes no sangue coletado foram marcados com o corante fluorescente laranja de tiazol (Retic-COUNT). Os reticulócitos foram contados em citômetro de fluxo FACSCalibur e seu percentual foi utilizadopara a determinação da potência de acordo com os cálculos da Farmacopéia Européia 6ª edição. Para a comparação entre os métodos, vinte lotes de alfaepoetina humana recombinante produzidos por Bio-Manguinhos tiveram sua potência determinada pela contagem de reticulócitos por citometria e microscopia. Para a determinação da repetitividade e da precisão intermediária, foi utilizado um único lote de alfaepoetina humana recombinante. Para avaliar a concordância entre os métodos de citometria de fluxo e microscopia, foi utilizado o teste estatístico de Bland-Altman, com comparação dos vinte resultados obtidoscom os mesmo lotes, analisados a partir das mesmas amostras de sangue. Os resultados apresentaram boa repetitividade e precisão intermediária e mostraram que os métodos são equivalentes no que diz respeitoà determinação da potencia da rhEPO produzida por Bio-Manguinhos. No entanto, em funçãoda alta probabilidade de erros associados ao método de microscopia, a introdução da citometria de fluxo mostra-se uma alternativa bastante promissora para suprir a demanda de testes com precisão, reprodutibilidade e maior velocidade de liberação de lotes. / Erythropoietin is the hormone responsible for the regulation of the red cells’ production. The recombinant human erythropoietin (rhEPO) produced in laboratory and used as a drug exists in the alpha and beta isoforms, called alpha epoietin and beta epoietin. The treatment with rhEPO improves the life of anemic patients and/or on dialysis, reducing the need for blood transfusion. The high demand for this biopharmaceutical product justifies the research effort not only for the knowledge of its mechanisms of action and development of production processes, but also for the product quality control. The development of quality control methods able to reduce errors and increase the accuracy and the reliability of the results, along with a reduction in the release timeto the market, is of great importance. The assay to determine the biological activity of the recombinant human alpha epoietin produced in Bio-Manguinhos is performed bythe normocythaemic mice method and reticulocyte counting by microscopy. This counting method is time consuming, imprecise and stressful to the analyst. The present study aimed to study the use of the flow cytometric method for reticulocyte counting in the biological activity assay for the human alpha epoietin. Intending to implement this new method in the Quality Control Department of Bio-Manguinhos, this work also compared its effectiveness with the currently used method, and the tests required to its validation were performed. The mice were inoculated with three different dosesof sample and reference material, and the reticulocytes on the collected blood were stained with the fluorescent dye thiazole orange (Retic-COUNT). The reticulocytes were counted in a FACSCalibur flow cytometer and their percentage was used for the biological activity determination in accordance with the European Pharmacopoeia 6 th edition. To compare the methods, the biological activity of twenty batches of recombinant human alpha epoetin produced by Bio-Manguinhos was determined trough both cytometry and microscopy. Tothe determination of repeatability and intermediate precision, only a single batch of recombinant human alpha epoetin was used. For the evaluation of agreement between both methods, the Bland-Altman test was used to the compare the twenty results obtained from the same batches, analyzed from the same blood samples. The results showed good repeatability and intermediate precision and indicated that the two methods are equivalent when it concerns thedetermination of the rhEPO biological activity. However, due to the high probability of errors associated with the microscopy method, the introduction of the flow cytometry method seems to be a promising alternative to meet the demand for analyses with precise and reproducible results, along with a good speed in releasing batches for the market.

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