O uso da LDE como veículo para quimioterápicos tem mostrado ser uma boa estratégia para aumentar a eficácia terapêutica dos mesmos. Nesse estudo, a LDE foi empregada como veículo para um derivado lipofílico do metotrexato (MTX), o di-dodecil metotrexato, que foi obtido com rendimento elevado através de reação de esterificação do MTX. O aumento na lipofilicidade do derivado possibilitou incorporação na LDE com rendimento e estabilidade elevados. O IC50 de LDE-di-dodecil MTX foi cerca de 100 vezes menor em relação ao MTX comercial, sua captação celular mais elevada nas linhagens leucêmicas estudadas e sua toxicidade animal reduzida, mostrando que a LDE é um veículo promissor para este fármaco. / The use of LDE as vehicle to drugs is a great strategy to improve the therapeutic index and reduce the side effects. In this study LDE was used as vehicle to di-dodecyl methotrexate, a lipophilic derivative of MTX, obtained through an esterification reaction with a high yield. The increased lipophilicity of the derivative allowed a high association to LDE and good stability. The IC50 of LDE-di-dodecyl MTX was lower than that of the MTX and the uptake was higher in leukemic cells. The MTX toxicity in mice was reduced after association to LDE, showing that LDE is a promising vehicle to this drug.

Doenças como malária, esquistossomose, filaríase linfática, dengue, leishmaniose e mal de Chagas são endêmicas em países tropicais. Referente ao período entre 1975 e 2004, apenas 1% dos 1.556 novos fármacos registrados foi destinado ao tratamento destas doenças. Somente a doença de Chagas possui aproximadamente 18 milhões de casos em todo mundo. Até o momento, a quimioterapia para o tratamento dessa antropozoonose constitui-se basicamente de dois fármacos, o nifurtimox, proscrito no Brasil, e o benznidazol. Estes fármacos, além de apresentarem vários efeitos colaterais, são pouco eficazes, o que dificulta a adesão dos pacientes ao tratamento. Diante da necessidade imediata de novos fármacos para o combate de tripanossomíase americana, estratégias de modificação molecular têm se mostrado como ferramenta promissora para obtenção de novos fármacos, geralmente inspirados na estrutura molecular de fármacos já conhecidos. A estratégia de modificação molecular permite aumentar as chances de sucesso no processo de descoberta de novos fármacos, reduzindo tempo e custo da pesquisa. Este trabalho teve como objetivo o planejamento, a síntese e a avaliação da atividade anti-T. cruzi e a identificação das propriedades físico-químicas que são responsáveis por modular a atividade anti-T. cruzi da série dos 2-[5-nitrotiofeno- 2-il]-3-acetil-5-[4-fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas, compostos com estrutura análoga à nifuroxazida, fármaco antimicrobiano que também apresenta atividade antiparasitária. O planejamento da série de compostos estudados foi realizado com base no diagrama de Craig. A obtenção dos derivados 1,3,4-oxadiazolínicos foi realizada em quatro etapas sintéticas: esterificação, amonólise, obtenção da base de Schiff e ciclização oxidativa. As estruturas planejadas foram confirmadas por RMN 1H e RMN 13C, enquanto a pureza foi avaliada pela faixa de fusão e de análise elementar de CHN. A atividade antiparasitária dos compostos foi determinada frente à cepa Y da forma epimastigota do T. cruzi e a concentração de parasitas foi quantificada através da absorbância em espectrofotômetro UV/Vis (λ = 580 nm). Os quinze compostos da série foram avaliados em 6 diferentes concentrações (3,75; 5; 7,5 ; 10; 15; 20 µM), sendo que somente o etoxi-derivado não foi mais ativo que o fármaco padrão, o benznidazol. Entre os compostos analisados identificaram-se o mais e o menos ativo da série, respectivamente: o 2-[5-nitro-tiofeno-2-il]-3-acetil-5-[4 fenil-acetoxi]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas (IC50=7,91 µM) e o 2-[5-nitrotiofeno-2-il]-3-acetil-5-[4 fenil-etoxi]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas ((IC50=26,60 µM). Através de estudos de QSAR-2D, a atividade anti-T. cruzi foi correlacionada com descritores físico-químicos, como a hidrofobicidade, os efeitos eletrônicos e o volume molecular. Com a aplicação de modelos matemáticos, ficou evidenciado que a atividade anti-T. cruzi desta série de compostos sofre notável influência da hidrofobicidade e dos efeitos eletrônico de ressonância, o que permite a continuidade deste trabalho através da variação planejada destas propriedades, visando identificar o análogo mais potente da série de compostos estudados. / Diseases like malaria, schistosomiasis, lymphatic filariasis, dengue, leishmaniasis and Chagas\'disease are endemic in tropical countries. From 1975 to 2004, only 1% of 1.556 new drugs were registered for the treatment of these diseases. Chagas disease itself has approximately 18 million of cases worldwide, and the chemotherapy for the treatment of this anthropozoonosis consists basically of two drugs, nifurtimox, which is prohibited in Brazil, and benznidazole. These drugs have various side effects and can also be ineffective, making patients give up the treatment. Given the immediate need for new drugs to treat american trypanosomiasis, molecular modification strategies have been shown as a promising tool for obtaining new drugs, often inspired by the molecular structure of known drugs. The strategy of molecular modification will increase the chances of success in the discovery process of new drugs, reducing the time and the costs of research. Given the situation above described, this work aims to design synthesis and evaluate the anti-Trypanosoma cruzi activity of new drugs as well as identification physicochemical properties that are responsible for modulating the anti-T. cruzi activity. Series of 2-[5-nitro-thiofen-2-yl]-3-acetyl-5-[4-phenyl-substituted]-2,3-dihydro-1,3,4-oxadiazolines, compounds with similar structure to nifuroxazide, an antimicrobial drug that also has antiparasitic activity. The planning of the series of compounds was carried out based on the Craig diagram. The obtainment of the1,3,4-oxadiazolinics derivatives was performed with four synthetic steps, as follows: esterification, ammonolysis, obtention of the Schiff base and oxidative cyclization. The designed structures were confirmed by 1H and 13C NMR and purity was assessed by melting point and elemental analysis of CHN. The antiparasitic activity of compounds was determined against the Y strain of T. cruzi in the epimastigote form and the concentration of parasites was quantified by absorbance in a spectrophotometer UV / Vis (λ = 580 nm). The fifteen compounds obtained were evaluated in six different concentrations (3.75, 5, 7.5, 10, 15, 20 µM), and only the ethoxy-derivative was less active than the standard drug, benznidazole. The 2-[5-nitrothiofen- 2-yl]-3-acetyl-5-[4-acetoxyphenyl]-2,3-dihydro-1,3,4-oxadiazolines (IC50=7.91µM) and of 2-[5-nitro-thiofen-2-yl]-3-acetyl-5-[4-etoxyphenyl]-2,3-dihydro-1,3,4-oxadiazolines (IC50=26.60 µM) derivatives were identified as the most and the least active of the series, respectively. Through 2D-QSAR studies, the anti-T. cruzi activity was correlated with physicochemical descriptors such as hydrophobicity, molecular volume and electronic effects. Applying mathematical models, it became evident that the activity of anti-T. cruzi activity in this series of compounds undergoes remarkable influence of hydrophobicity and electronic effects of resonance, which allows the continuity of the work planned by varying these properties to identify the most potent analogue among the series of compounds studied.

A introdução de um grupo substituinte na molécula de um fármaco promove alterações químico-estruturais que, por sua vez, modificam suas propriedades físicoquímicas. O arranjo espacial de átomos ou grupos de átomos, em especial grupos funcionais, na molécula de um fármaco, expressos por meio de suas propriedades físico-químicas, influenciam direta ou indiretamente na interação fármaco-receptor. Esta, por sua vez, determina aspectos farmacológicos e farmacocinéticos que influem na eficácia terapêutica do medicamento. Assim, uma série de compostos 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4-fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolínicos foi planejada e os análogos foram sintetizados, identificados estruturalmente e avaliados in vitro quanto a atividade antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus (cepa ATCC 25923), expressa pela determinação da concentração inibitória mínima. Cepas desta bactéria são comuns em infecções hospitalares e frequentemente apresentam caráter de multi-resistência, portanto, alternativas aos fármacos comumente empregados na terapia antibacteriana, especialmente em infecções multi-resitentes, são alvo de estudos e desenvolvimento. Relações entre mudanças estruturais de 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4- fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas e suas respectivas concentrações inibitórias mínimas podem fornecer informações sobre a influência de propriedades físico-químicas na ação antibacteriana destes compostos, informações estas que podem contribuir para o entendimento das relações entre a estrutura química e a atividade biológica desta classe de compostos, visando a identificação qualitativa e quantitativa das propriedades físico-químicas que influenciam no perfil farmacológico desta classe de compostos. Os grupos substituintes introduzidos nos derivados de 2,3-diidro-1,3,4-oxadizolinas-2,3,5-substituídas contribuem para alterações em suas propriedades físico-químicas, sendo representadas por parâmetros físico-químicos que descrevem a natureza e intensidade da alteração observada. O presente trabalho objetivou identificar, partindo das propriedades físico-químicas, fatores da estrutura química que favoreçam a atividade antimicrobiana dos compostos estudados. A atividade antimicrobiana, expressa pela concentração inibitória mínima, foi determinada pelo procedimento de microdiluição sucessiva, no qual diferentes concentrações de composto a ser analisado foram incubadas em presença de inóculo de Staphylococcus aureus, em meio de cultura líquido. As microdiluições originam concentrações decrescentes a fim de se determinar a menor concentração do composto testado onde o crescimento microbiano foi inibido. Foram realizadas comparações entre as concentrações inibitórias mínimas dos compostos analisados e destas com parâmetros estruturais que representam as propriedades físico-químicas dos compostos. Baseado nas análises comparativas, identificou-se tendências que evidenciam a preponderância de propriedades físicoquímicas sobre a atividade antimicrobiana desempenhada. Constatou-se que a hidrofobicidade influi significativamente na atividade antimicrobiana. Observou-se também que o efeito eletrônico por indução e o volume do grupo substituinte em posição para-fenila também influenciam a ação antimicrobiana, mas estas ainda não foram conclusivas, carecendo de estudos mais aprofundados que levem à compreensão dos fatores estruturais que mais influenciam a ação antimicrobiana de 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4-fenilsubstituído]- 2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas, de forma a fundamentar o planejamento de futuros candidatos a fármacos antimicrobianos a partir desta classe de compostos. / The introduction of a substitute group within a drug molecule promotes chemical-structure shifts, which by consequence, alters its physical-chemical properties. The atomic special design, particularly the one related to functional groups, assumed in a drug molecule, expressed by the physical-chemical properties, interferers directly or indirectly on drug-receptor interaction. Theses effects collaborate to pharmacologic and pharmacokinetics aspects of drugs, interfering with its therapeutic efficient. Therefore, a set of 2-[5-nitro-thiophen-2-yl]-3-acetyl-5-[4- substitued-phenyl]-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines compounds was designed and its analogs synthesized, structurally identified, and in vitro assayed due to its antimicrobial activity against ATCC 25923 Staphylococcus aureus strains, through the determination of minimum inhibitory concentration. Strains of such bacterial species are commonly present within hospital infections, and frequently appear as multi-resistant variant. Consequently, alternatives to the agents usually applied in antimicrobial chemotherapy, particularly to multi-resistant infections, are target for drug research and development. Relations among structural shifts on 2-[5-nitro-thiophen-2-yl]-3-acetyl-5-[4-substitued-phenyl]-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines compounds and its respective minimum inhibitory concentration may lead to information about the influence of physical-chemical properties in antimicrobial activity. Continually, such information might contribute to the elucidation of chemical structure-biological activity relationship of these compounds. The substitutes groups inserted on 2,3,5-substituted-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines derivates contribute to differs the molecule physical-chemical properties, which is represented by its physical-chemical parameters, which describe the nature and intensity of the observed modification. Therefore, the following study aimed to identify, throughout physical-chemical properties, chemical structure factors that favor the antimicrobial activity of the synthesized compounds. The antibacterial activity, expressed as the minimum inhibitory concentration, was quantified by the microdilution method, where gradual concentrations of the tested conpound were incubated within ATCC 25923 Staphylococcus aureus cells suspended in broth medium. The microdilutions originated descending concentrations, in order to spot the minimum concentration whose microbial growth was inhibited. The minimum inhibitory concentration regarded to each compound was correlated to its physical-chemical parameters. Based on observed relations, it could be identified evidences assuming the physical-chemical properties relevance on antimicrobial assay. It was verified that hydrophobic effects interferes with antimicrobial activity, as well as inductive electronic effects and molecular volume of substitute group in para-phenyl position. These factors contribute to physical-chemical properties shifts and therefore play a role on the antimicrobial action. However, these latest two influences were enable to conclude, suggesting the need of more extensive studies. So that, a more profound comprehension about structure factors that interfere with 2,3,5-substitued-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines derivates might lead to the rational design of potential antimicrobial agents among this class of compounds.

Frutose e Ácido Glicônico são produtos importados empregados em diferentes setores nas áreas química, farmacêutica e alimentícia, representando um mercado de dois milhões de dólares (US$ 2,0 milhões) por ano. Por sua vez, a sacarose pode ser empregada como matéria-prima para a obtenção destes produtos através de conversão enzimátiva empregando invertase e glicose-oxidase. O uso de biorreatores com membrana (MBR) mostra-se interessante em processos enzimáticos, pois, ao serem empregados em processos contínuos permitem, simultaneamente, produção e separação dos produtos, reduzindo a formação de subprodutos e, eventual, inibição da enzima por excesso de substrato ou produtos. A sacarose é convertida em xarope de açúcar invertido (solução equimolar de frutose e glicose) pela invertase (Bioinvert®, enzima comercial), seguido pela oxidação da glicose em ácido glicônico pela ação da glicose oxidase (GO). O processo de conversão multi-enzimático da sacarose foi obtido através da alimentação de sacarose (50 mM) em reator com membrana (MBR) contendo invertase (24 U/mL), glicose-oxidase (0,5 U/mL) e catalase (470 U/mL) e operando com vazão específica de 6,0 h-1, 35ºC e pH 5,5. As condições operacionais otimizadas possibilitaram a conversão completa da sacarose (X = 100 %) e da glicose resultante (Y = 100%) com velocidades específicas de reação de 4,2 mmol/U.h, 0,60 mmol/U.h e 0,00062 mmol/U.h, respectivamente, para a invertase, glicose oxidase e catalase. A respeito da oxidação da glicose, a adição de catalase no meio reacional se fez necessária para minimizar os efeitos inibitórios sobre a GO através do peróxido de hidrogênio formado. / The fructose and gluconic acid are products of great application in chemical, pharmaceutical and food industry. The actual Brazilian market for these compounds is about US$ 2 millions, here as the sucrose, the raw-material used for their production, represents about 2.4% of the Brazil\'s GNP. This conversion increases the value added to the sugarcane, usually marketed as a commodity, because the fructose and gluconic acid are more valuable products than sucrose. The use of membrane bioreactor (MBR), which operates under mild conditions regarding internal pressure, temperature and pH, has been growing along the years for enzyme catalyzed processes. Moreover, in the MBR the reaction and separation of the products occur simultaneously, avoiding the formation of by-products and the eventual inhibition of the enzyme caused by excess of substrate or products. The sucrose is converted to the inverted syrup (an equimolar solution of fructose and glucose) by invertase (in this work was employed Bioinvert®, a commercial invertase) followed by the oxidation of glucose in gluconic acid by the glucose oxidase (GO). The multi-enzymatic conversion of sucrose was attained when carried out under initial substrate of 50mM and invertase, glucose oxidase and catalase concentrations, respectively, of 24.0 U/mL, 0.5 U/mL and 470 U/mL in a membrane reactor utilizing a dilution rate of 6.0 h-1, 35ºC and pH 5.5. The optimized operational conditions led to a conversion yield of 100% for sucrose hydrolysis and glucose oxidation steps resulting in enzyme productivity of 4.2 mmol/U.h, 0.60 mmol/U.h and 0.00062 mmol/U.h, respectively, to invertase, glucose oxidase and catalase. In regard to the glucose oxidation, the addition of catalase in the reaction medium was necessary, in order to minimize the inhibition of the GO by the hydrogen peroxide formed.

Introdução: O prognóstico da parada cardiorrespiratória (PCR) em ritmo não chocável (assistolia/atividade elétrica sem pulso) é ruim e não melhorou significativamente nas últimas décadas. Embora a epinefrina seja o vasopressor recomendado, há evidências de que ela eleva o consumo de oxigênio, reduz a pressão de perfusão subendocárdica, causa grave disfunção miocárdica e piora a microcirculação cerebral durante a ressuscitação cardiopulmonar. Vasopressina foi muito estudada nos últimos anos e não se mostrou superior à epinefrina. Naloxona e terlipressina têm sido cogitadas como potenciais vasopressores no tratamento da PCR, entretanto há poucos estudos publicados e os resultados são controversos e inconclusivos. Objetivos: Avaliar os efeitos hemodinâmicos e metabólicos da terlipressina ou naloxona na PCR induzida por hipóxia e compará-las com o tratamento-padrão (epinefrina ou vasopressina). Métodos: Estudo experimental, randomizado, cego e controlado. Ratos Wistar adultos, machos, foram anestesiados, submetidos a traqueostomia e ventilados mecanicamente. A PCR foi induzida por obstrução da traqueia e mantida por 3,5 minutos. Em seguida, os animais foram ressuscitados de forma padronizada e randomizados em um dos grupos: placebo (n = 7), vasopressina (n = 7), epinefrina (n = 7), naloxona (n = 7) ou terlipressina (n = 21). Variáveis hemodinâmicas foram monitorizadas durante todo o experimento (via cateter intra-arterial e intraventricular) e mensuradas na base, no 10o (T10), 20o (T20), 30o (T30), 45o (T45) e 60o (T60) minutos pós-PCR. Amostras de sangue arterial foram coletadas para gasometria, hemoglobina, bioquímica e lactato em quatro momentos [base, 11o (T11), 31o (T31), e 59o (T59) minutos pós-PCR]. Resultados: Os grupos foram homogêneos e não houve diferença significativa entre eles nas variáveis de base. O retorno da circulação espontânea ocorreu em 57% dos animais no grupo placebo (4 de 7) e 100% nos demais grupos (p = 0,002). A ! sobrevida em 1 hora foi de 57% no grupo placebo, 71,4% no grupo epinefrina, 90,5% no grupo terlipressina e de 100% nos demais grupos. Comparado com o grupo epinefrina, o grupo terlipressina teve maiores valores de PAM no T10 (164 vs 111 mmHg; p = 0,02), T20 (157 vs 97 mmHg; p < 0,0001), T30 (140 vs 67 mmHg; p < 0,0001), T45 (117 vs 67 mmHg; p = 0,002) e T60 (98 vs 62 mmHg; p = 0,026). O lactato arterial no grupo naloxona foi significativamente menor quando comparado ao grupo epinefrina, no T11 (5,15 vs 8,82 mmol/L), T31 (2,57 vs 5,24 mmol/L) e T59 (2,1 vs 4,1 mmol/L)[p = 0,002]. Ao longo da 1a hora pós-PCR, o grupo naloxona apresentou o melhor perfil do excesso de bases (-7,78 mmol/L) quando comparado ao grupo epinefrina (-12,78 mmol/L; p = 0,014) e ao grupo terlipressina (-11,31 mmol/L; p = 0,024). Conclusões: Neste modelo de PCR induzida por hipóxia em ratos, terlipressina e naloxona foram eficazes como vasopressores na RCP e apresentaram melhor perfil metabólico que a epinefrina. A terlipressina resultou em uma maior estabilidade hemodinâmica na 1a hora pós-PCR comparada com a epinefrina ou a vasopressina. Os efeitos metabólicos favoráveis da naloxona não são explicados pelos valores da PAM / Introduction: The prognosis of cardiac arrest (CA) with nonshockable rhythm (asystole/pulseless electrical activity) is poor and not improved significantly in recent decades. Epinephrine is the most commonly used vasopressor, although there is evidence that its use correlates with myocardial dysfunction and worsens the cerebral microcirculation. Vasopressin has been widely studied in recent years and was not superior to epinephrine. Naloxone and terlipressin have been considered as potential vasopressors in the treatment of CA, however, there are few published studies and the results are controversial and inconclusive. Objectives: To evaluate the hemodynamic and metabolic effects of terlipressin or naloxone in CA induced by hypoxia and compare with standard treatment with epinephrine or vasopressin. Methods: Experimental, randomized, blinded and controlled trial. Adult male Wistar rats were anesthetized, the proximal trachea was surgically exposed, and a 14-gauge cannula was inserted 10 mm into the trachea to the larynx. They were mechanically ventilated and monitored. The CA was induced by tracheal obstruction and maintained for 3.5 minutes. Subsequently, the animals were resuscitated using standard maneuvers and randomized to one of groups: placebo (n=7), vasopressin (n=7), epinephrine (n=7), naloxone (n=7) or terlipressin (n=21). Hemodynamic variables were monitored throughout the study (intra-arterial and intra-ventricular catheter) and measured at baseline, in the 10th (T10), 20th (T20), 30th (T30), 45th (T45) and 60th (T60) minute post-cardiac arrest. Arterial blood samples were collected for hemoglobin, biochemistry, blood gases and lactate at four moments: baseline, 11th (T11), 31st (T31) and 59th (T59) minute post-cardiac arrest. Results: The groups were homogenous and there were no significant differences among them regarding the baseline variables. The return of spontaneous circulation (ROSC) occurred in 57% of the animals (4 of 7) in the placebo group and in 100% in the ! other groups (P=0.002). One-hour survival was 57% in the placebo group, 71.4% in the epinephrine group, 90.5% in the terlipressin and 100% in the naloxone group. Compared with the epinephrine group, the terlipressin groups had a significantly higher MAP at the T10 (164 x 111 mmHg; P=0.02), T20 (157 x 97 mmHg; P<0.0001), T30 (140 x 67 mmHg; P=0.0001), T45 (117 x 67 mmHg; P=0.002) and T60 (98 x 62 mmHg; P= 0.026). The blood lactate in naloxone group was significantly lower when compared to epinephrine group in the T11 (5.15 x 8.82 mmol/L), T31 (2.57 x 5.24 mmol/L) and T59 (2.1 x 4.1)[P=0.002]. Along the first hour after cardiac arrest, the naloxone group showed the best profile of base excess (- 7.78 mmol/L) when compared to epinephrine (-12.78 mmol/L, P= 0.014) and terlipressin group (-11.31 mmol/L, P=0.024). Conclusions: In this model of CA induced by hypoxia in rats, terlipressin and naloxone were effective as vasopressors in resuscitation and had better metabolic profile compared to epinephrine. Terlipressin resulted in higher hemodynamic stability in the first hour after CA and significantly better than epinephrine or vasopressin. The favorable metabolic effects of naloxone are not explained by the values of MAP

Frutose e Ácido Glicônico são produtos importados empregados em diferentes setores nas áreas química, farmacêutica e alimentícia, representando um mercado de dois milhões de dólares (US$ 2,0 milhões) por ano. Por sua vez, a sacarose pode ser empregada como matéria-prima para a obtenção destes produtos através de conversão enzimátiva empregando invertase e glicose-oxidase. O uso de biorreatores com membrana (MBR) mostra-se interessante em processos enzimáticos, pois, ao serem empregados em processos contínuos permitem, simultaneamente, produção e separação dos produtos, reduzindo a formação de subprodutos e, eventual, inibição da enzima por excesso de substrato ou produtos. A sacarose é convertida em xarope de açúcar invertido (solução equimolar de frutose e glicose) pela invertase (Bioinvert&#174;, enzima comercial), seguido pela oxidação da glicose em ácido glicônico pela ação da glicose oxidase (GO). O processo de conversão multi-enzimático da sacarose foi obtido através da alimentação de sacarose (50 mM) em reator com membrana (MBR) contendo invertase (24 U/mL), glicose-oxidase (0,5 U/mL) e catalase (470 U/mL) e operando com vazão específica de 6,0 h-1, 35&#186;C e pH 5,5. As condições operacionais otimizadas possibilitaram a conversão completa da sacarose (X = 100 %) e da glicose resultante (Y = 100%) com velocidades específicas de reação de 4,2 mmol/U.h, 0,60 mmol/U.h e 0,00062 mmol/U.h, respectivamente, para a invertase, glicose oxidase e catalase. A respeito da oxidação da glicose, a adição de catalase no meio reacional se fez necessária para minimizar os efeitos inibitórios sobre a GO através do peróxido de hidrogênio formado. / The fructose and gluconic acid are products of great application in chemical, pharmaceutical and food industry. The actual Brazilian market for these compounds is about US$ 2 millions, here as the sucrose, the raw-material used for their production, represents about 2.4% of the Brazil\'s GNP. This conversion increases the value added to the sugarcane, usually marketed as a commodity, because the fructose and gluconic acid are more valuable products than sucrose. The use of membrane bioreactor (MBR), which operates under mild conditions regarding internal pressure, temperature and pH, has been growing along the years for enzyme catalyzed processes. Moreover, in the MBR the reaction and separation of the products occur simultaneously, avoiding the formation of by-products and the eventual inhibition of the enzyme caused by excess of substrate or products. The sucrose is converted to the inverted syrup (an equimolar solution of fructose and glucose) by invertase (in this work was employed Bioinvert&#174;, a commercial invertase) followed by the oxidation of glucose in gluconic acid by the glucose oxidase (GO). The multi-enzymatic conversion of sucrose was attained when carried out under initial substrate of 50mM and invertase, glucose oxidase and catalase concentrations, respectively, of 24.0 U/mL, 0.5 U/mL and 470 U/mL in a membrane reactor utilizing a dilution rate of 6.0 h-1, 35&#186;C and pH 5.5. The optimized operational conditions led to a conversion yield of 100% for sucrose hydrolysis and glucose oxidation steps resulting in enzyme productivity of 4.2 mmol/U.h, 0.60 mmol/U.h and 0.00062 mmol/U.h, respectively, to invertase, glucose oxidase and catalase. In regard to the glucose oxidation, the addition of catalase in the reaction medium was necessary, in order to minimize the inhibition of the GO by the hydrogen peroxide formed.

En el camp dels brassinoesteroides, promotors del creixement vegetal, es pretén, d'una banda, aprofundir en el coneixement de la seva interacció amb el receptor (on la formació de ponts d'hidrogen dels diferents hidroxils sembla jugar un paper fonamental) i, de l'altra, obtenir anàlegs amb bona relació cost sintètic-activitat. En aquest sentit, es creu interessant abordar l'estudi dels brassinoesteroides androstànics.Concretament en aquesta tesi, s'han desenvolupat estratègies sintètiques per a l'obtenció, de forma sistemàtica i eficient, d'anàlegs androstànics amb diferents cadenes laterals. S'ha estudiat computacionalment la semblança tridimensional de tots els anàlegs proposats amb la de brassinoesteroides actius de referència, emprant alineaments flexibles amb el programa MOE. Les estratègies desenvolupades per tal d'aconseguir diverses modificacions a l'anell A han permès observar com la introducció de les funcionalitats 2&#61537;,3&#61537;-diol és més senzilla i eficient que d'altres a priori interessants com 2&#61537;,3&#61537;-difluor o 2,3-dicetona.S'han desenvolupat estratègies i aproximacions per a la síntesi de l'anàleg androstànic que millor simularia la cadena lateral de la brassinolida (brassinosteroide natural més actiu conegut fins el moment). De tota manera, degut a la dificultat sintètica de l'àcid carboxílic 3S,4-dimetil-2R-hidroxipentanoic (cadena lateral) no s'ha aconseguit la síntesi de l'anàleg d'interès. S'han dissenyat, sintetitzat i avaluat una sèrie d'androstans per tal d'estudiar la influència de la part hidrofòbica terminal i de la posició de les funcionalitats polars de la cadena lateral, així com també el paper que juga el grup protector d'aquestes en l'activitat.Amb la finalitat de validar la metodologia SHOP aplicada prèviament en l'equip, s'han sintetitzat i avaluat diversos brassinoesteroides androstànics amb cadenes d'àcids carboxílics comercials escollits emprant aquesta metodologia. La síntesi i avaluació d'activitat d'anàlegs androstànics amb diferents funcionalitats en &#61537; de carbonil de la cadena lateral (fluor, carbonil, azida, amina.) així com també la dels anàlegs escollits de forma sistemàtica (metodologia SHOP) ha permès concloure que és necessària la presència d'una funcionalitat donadora de ponts d'hidrogen en aquesta regió per tal que un brassinoesteroide expressi activitat com a promotor del creixement vegetal. / Most of the efforts made nowadays in the field of brassinosteroids, plant growth promoting regulators, are focused on going in depth in the knowledge of the brassinosteroid-receptor interaction (where hydrogen bonding seems to play an important role) and on synthesizing analogs with good cost-activity ratio. In this way, it was considered interesting to study androstane brassinosteroid analogs.In this phD thesis, some synthetic strategies have been developed to obtain androstane analogs with different side chains in a systematic and efficient way. Moreover, the 3D similarity between these analogs and some active brassinosteroids has been studied through flexible alignments using MOE program.The strategies developed to achieve A ring modifications have allowed us to observe how the&#61472;&#61490;&#61537;,3&#61537;-diol functionality introduction is much more easy and efficient than others such as &#61490;&#61537;,3&#61537;-difluoro or 2,3-diketone.Lots of trials to synthesize the most similar androstane analog to brassinolide have been made. Unfortunately, due to the synthetic difficulty to obtain 3S,4-dimethyl-2R-hydroxipentanoic acid (side chain) this analog synthesis has been unsuccessful.A group of more than ten brassinosteroid androstane analogs have been designed, synthesized and bioactivity evaluated in order to study the influence of the hydrophobic side chain region, the polar functionality position and the role of some protective groups.With the aim to validate the SHOP methodology, previously applied in our team, some androstane analogs with commercially available side chain have been obtained and bioactivity evaluated.The synthesis and activity evaluation of some analogs with different 2'-functionalities (fluorine, azide, amine...) and of those selected by molecular modeling techniques (SHOP methodology) have let conclude that a hydrogen bond donor group / En el campo de los brasinosteroides, promotores del crecimiento vegetal, se pretende, por un lado, profundizar en el conocimiento de su interacción con el receptor (donde la formación de puentes de hidrógeno de los distintos hidroxilos parece jugar un papel fundamental) y, de otra, obtener análogos con una buena relación coste sintético-actividad. En este sentido, se consideró interesante abordar el estudio de los brasinoesteroides androstánicos.Concretamente en esta tesis, se han desarrollado estrategias sintéticas para la obtención, de forma sistemática y eficiente, de análogos androstánicos con distintas cadenas laterales. Se han estudiado computacionalmente la semejanza tridimensional de todos los análogos propuestos con brasinoesteroides activos de referencia, utilizando alineamentos flexibles con el programa MOE.Las estrategias desarrolladas para conseguir diversas modificaciones en al anillo A han permitido observar como la introducción de las funcionalidades 2&#61537;,3&#61537;-diol es más sencilla y eficiente que otras a priori interesantes como 2&#61537;,3&#61537; -difluor o 2,3-dicetona.Se han desarrollado estrategias y aproximaciones para la síntesis del análogo androstánico que mejor simularía la cadena lateral de la brasinolida (brasinoesteroide natural más activo conocido hasta el momento). De todas formas, debido a la dificultad sintética del ácido 3S,4-dimetil-2R-hidroxipentanoico (cadena lateral) no se ha conseguido la síntesis del análogo de interés.Se han diseñado, sintetizado y evaluado una serie de androstanos para estudiar la influencia de la parte hidrofóbica terminal y de la posición de las funcionalidades polares de la cadena lateral, así como también el papel que juega el grupo protector de estas en la actividad.Para validar la metodología SHOP, aplicada previamente en el equipo, se han sintetizado y evaluado diversos brasinoesteroides androstánicos con cadenas de ácidos carboxílicos comerciales escogidos utilizando esta metodología.La síntesis y evaluación de la actividad de análogos androstánicos con distintas funcionalidades en &#61537; de carbonilo de la cadena lateral (fluor, azida, carbonilo, amina.) así como también la de análogos escogidos de forma sistemática (metodología SHOP) ha permitido concluir que es necesaria la presencia de una funcionalidad dadora de puente de hidrógeno en esta región para que un brasinoesteroide exprese actividad como promotor del crecimiento vegetal.

Foram isoladas de Piper scutifolium e P. corcovadensis seis amidas, incluindo a piperovatina, piperlonguminina, isopiperlonguminina e corcovadina, duas inéditas (scutifoliamida A e scutifoliamida B), além de duas aristolactamas (piperolactama C e stigmalactama). A partir de P. tuberculatum foram isoladas as amidas piplartina e pelitorina e os ésteres (E)-3,4,5-trimetoxicinamato de etila (11) e 3,4,5- trimetoxidiidrocinamato de etila (12), esse último obtido pela primeira vez de origem natural. Em função da atividade biológica apresentada pelas amidas isoladas, foram sintetizadas 5-fenil-pentadienamidas e 3-cinamamidas com diferentes substituintes nos anéis aromáticos e na porção amídica. Os extratos, produtos naturais isolados e sintéticos foram submetidos a ensaios de atividade antifúngica frente Cladosporium cladosporioides e C. sphaerospermum, antimicrobiana frente à Candida albicans, C. krusei, C. parapsilosis e Cryptococcus neoformans, inibidora de acetilcolinesterase, carrapaticida frente à Boophilus microplus e citotóxica frente a linhagens tumorais humanas. Para a atividade antifúngica contra C. cladosporioides e C. sphaerospermum foi constatada maior atividade para as N-isobutil e N-pentilamidas sem substituintes no anel aromático. As N-isobutilamidas foram mais ativas como inibidores de acetilcolinesterase; contra B. microplus grande atividade foi apresentada por piperovatina, e os ensaios de citotoxicidade indicaram que o grupo 5,6-dihidropiridin- 2(1H)-ona é fundamental para a atividade. As plântulas de P. corcovadensis apresentaram em sua composição predominantemente piperovatina e assim foram utilizadas para estudos com incorporação de acetato de sódio-[1-14C] e L-fenilalanina - [U-14C] na mesma. As plântulas e calos obtidos para P. scutifolium não apresentaram produção significativa de metabólitos secundários. O estudo do metabolismo fenilpropanoídico de P. regnellii resultou no isolamento parcial da enzima responsável pela conversão de conocarpano em eupomatenóide-6. / Six amides were isolated from Piper scutifolium and P. corcovadensis including piperovatine, piperlonguminine, isopiperlonguminine and corcovadine, the new scutifoliamide A and scutifoliamide B and also two aristolactams (piperolactam C and stigmalactam). From P. tuberculatum the amides piplartine and pellitorine and two esters, ethyl (E)-3,4,5-trimethoxycinnamate (11) and ethyl 3,4,5- trimethoxydihydrocinnamate (12) were isolated, this last one obtained for the first time from natural sources. Due to the biological activity observed for the natural amides, 5- phenyl-pentadienamides and 3-cinnamamides having different substituents in the aromatic ring and amide moietis were synthesized. Extracts, isolated and synthetic compounds were assayed against Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, Candida albicans, C. krusei, C. parapsilosis and Cryptococcus neoformans, inhibitory of acetylcholinesterase, against the tick Boophilus microplus and citotoxic against human cell lines. A higher activity was observed against C. cladosporioides and C. sphaerospermum for N-isobutylamides and N-pentylamides having no substituents in the aromatic ring. N-isobutylamides were very active inhibitors of acetylcholinesterase; piperovatin was the most active against B. microplus and 5,6-dihydropyridin-2(1H)-one moiety was essential as the citotoxicity is concerned. Plantlets of P. corcovadensis contained piperovatine as major compound and thus were used as model for incorporation of sodium acetate-[1-14C] and L-phenylalanine-[U-14C]. The production of secondary metabolites in plantlets and callus of P. scutifolium was not significant. The studies of phenylpropanoid metabolism in P. regnellii was addressed to partial purification and characterization of the enzyme involved in the conversion of conocarpan to eupomatenoid-6.

A introdução de um grupo substituinte na molécula de um fármaco promove alterações químico-estruturais que, por sua vez, modificam suas propriedades físicoquímicas. O arranjo espacial de átomos ou grupos de átomos, em especial grupos funcionais, na molécula de um fármaco, expressos por meio de suas propriedades físico-químicas, influenciam direta ou indiretamente na interação fármaco-receptor. Esta, por sua vez, determina aspectos farmacológicos e farmacocinéticos que influem na eficácia terapêutica do medicamento. Assim, uma série de compostos 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4-fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolínicos foi planejada e os análogos foram sintetizados, identificados estruturalmente e avaliados in vitro quanto a atividade antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus (cepa ATCC 25923), expressa pela determinação da concentração inibitória mínima. Cepas desta bactéria são comuns em infecções hospitalares e frequentemente apresentam caráter de multi-resistência, portanto, alternativas aos fármacos comumente empregados na terapia antibacteriana, especialmente em infecções multi-resitentes, são alvo de estudos e desenvolvimento. Relações entre mudanças estruturais de 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4- fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas e suas respectivas concentrações inibitórias mínimas podem fornecer informações sobre a influência de propriedades físico-químicas na ação antibacteriana destes compostos, informações estas que podem contribuir para o entendimento das relações entre a estrutura química e a atividade biológica desta classe de compostos, visando a identificação qualitativa e quantitativa das propriedades físico-químicas que influenciam no perfil farmacológico desta classe de compostos. Os grupos substituintes introduzidos nos derivados de 2,3-diidro-1,3,4-oxadizolinas-2,3,5-substituídas contribuem para alterações em suas propriedades físico-químicas, sendo representadas por parâmetros físico-químicos que descrevem a natureza e intensidade da alteração observada. O presente trabalho objetivou identificar, partindo das propriedades físico-químicas, fatores da estrutura química que favoreçam a atividade antimicrobiana dos compostos estudados. A atividade antimicrobiana, expressa pela concentração inibitória mínima, foi determinada pelo procedimento de microdiluição sucessiva, no qual diferentes concentrações de composto a ser analisado foram incubadas em presença de inóculo de Staphylococcus aureus, em meio de cultura líquido. As microdiluições originam concentrações decrescentes a fim de se determinar a menor concentração do composto testado onde o crescimento microbiano foi inibido. Foram realizadas comparações entre as concentrações inibitórias mínimas dos compostos analisados e destas com parâmetros estruturais que representam as propriedades físico-químicas dos compostos. Baseado nas análises comparativas, identificou-se tendências que evidenciam a preponderância de propriedades físicoquímicas sobre a atividade antimicrobiana desempenhada. Constatou-se que a hidrofobicidade influi significativamente na atividade antimicrobiana. Observou-se também que o efeito eletrônico por indução e o volume do grupo substituinte em posição para-fenila também influenciam a ação antimicrobiana, mas estas ainda não foram conclusivas, carecendo de estudos mais aprofundados que levem à compreensão dos fatores estruturais que mais influenciam a ação antimicrobiana de 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4-fenilsubstituído]- 2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas, de forma a fundamentar o planejamento de futuros candidatos a fármacos antimicrobianos a partir desta classe de compostos. / The introduction of a substitute group within a drug molecule promotes chemical-structure shifts, which by consequence, alters its physical-chemical properties. The atomic special design, particularly the one related to functional groups, assumed in a drug molecule, expressed by the physical-chemical properties, interferers directly or indirectly on drug-receptor interaction. Theses effects collaborate to pharmacologic and pharmacokinetics aspects of drugs, interfering with its therapeutic efficient. Therefore, a set of 2-[5-nitro-thiophen-2-yl]-3-acetyl-5-[4- substitued-phenyl]-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines compounds was designed and its analogs synthesized, structurally identified, and in vitro assayed due to its antimicrobial activity against ATCC 25923 Staphylococcus aureus strains, through the determination of minimum inhibitory concentration. Strains of such bacterial species are commonly present within hospital infections, and frequently appear as multi-resistant variant. Consequently, alternatives to the agents usually applied in antimicrobial chemotherapy, particularly to multi-resistant infections, are target for drug research and development. Relations among structural shifts on 2-[5-nitro-thiophen-2-yl]-3-acetyl-5-[4-substitued-phenyl]-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines compounds and its respective minimum inhibitory concentration may lead to information about the influence of physical-chemical properties in antimicrobial activity. Continually, such information might contribute to the elucidation of chemical structure-biological activity relationship of these compounds. The substitutes groups inserted on 2,3,5-substituted-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines derivates contribute to differs the molecule physical-chemical properties, which is represented by its physical-chemical parameters, which describe the nature and intensity of the observed modification. Therefore, the following study aimed to identify, throughout physical-chemical properties, chemical structure factors that favor the antimicrobial activity of the synthesized compounds. The antibacterial activity, expressed as the minimum inhibitory concentration, was quantified by the microdilution method, where gradual concentrations of the tested conpound were incubated within ATCC 25923 Staphylococcus aureus cells suspended in broth medium. The microdilutions originated descending concentrations, in order to spot the minimum concentration whose microbial growth was inhibited. The minimum inhibitory concentration regarded to each compound was correlated to its physical-chemical parameters. Based on observed relations, it could be identified evidences assuming the physical-chemical properties relevance on antimicrobial assay. It was verified that hydrophobic effects interferes with antimicrobial activity, as well as inductive electronic effects and molecular volume of substitute group in para-phenyl position. These factors contribute to physical-chemical properties shifts and therefore play a role on the antimicrobial action. However, these latest two influences were enable to conclude, suggesting the need of more extensive studies. So that, a more profound comprehension about structure factors that interfere with 2,3,5-substitued-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines derivates might lead to the rational design of potential antimicrobial agents among this class of compounds.

De acordo com a Organização Mundial de Saúde (World Health Organization - WHO), aproximadamente 40 milhões de pessoas ao redor do mundo estão infectadas com HIV/AIDS. Atualmente, a epidemia tem sido controlada em grande parte do mundo ocidental, porém, projeções sugerem que, até o fim desta década, o número de incidência da doença poderá duplicar. Apesar das significantes melhoras na morbidade e mortalidade de pacientes infectados pelo HIV, o rápido surgimento de cepas resistentes aos agentes anti-HIV, além dos efeitos adversos e o alto custo de fármacos de última geração, torna-se necessário o continuo desenvolvimento de novas classes de agentes anti-HIV. A transcrição e multiplicação do RNA viral são dependentes das interações seqüência-específica entre duas proteínas reguladoras virais essenciais, Tat e Rev, com seus respectivos sítios no RNA, TAR e RRE. Durante a última década, os aminoglicosídeos foram introduzidos como ligantes universais do RNA, sendo capazes de se ligar ao TAR e ao RRE. A literatura apresenta diversos aminoglicosídeos que são capazes de se ligar ao TAR e inibir a interação Tat-TAR bem como, inibir competitivamente a ligação da proteína Rev ao RRE, como, por exemplo, a neomicina e tobramicina. Considerando a importância dos aminoglicosídeos e análogos nucleosídicos, conhecidamente eficazes na terapia antirretroviral, o trabalho foi direcionado para a síntese de conjugados de aminociclitol, 2- desoxi-estreptramina, e adenosina, bem como, dímeros de adenosina via estratégia de click chemistry por reação de cicloadição azido-alcino catalisada por Cu(I) (CuAAC). Para a síntese destes produtos, o precursor adenosina foi convertido no derivado 5\'-azido-5\'- desoxi-adenosina, o qual foi condensado com diversos diinos terminais comerciais, contendo diferentes grupos espaçantes, com a finalidade de explorar suas influências nas propriedades eletrônicas e estéricas nos conjugados de interesse frente à atividade anti-HIV. Os derivados alcinos presentes na posição C-5\' de adenosina, via grupo triazol, foram empregados para a síntese dos monômeros nucleosídeo-aminociclitóis, assim como, na síntese de dímeros nucleosíde0-aminociclitóis, via reação de cicloadição 1,3-dipolar, na presença de CuSO4, quantidade catalítica, e ascorbato de sódio, para geração in situ de Cu(I). Adicionalmente, alguns dos compostos, na concentração de 1mM, foram testados empregando o ensaio de ELISA para detecção da presença de proteína viral p24 em linhagem células H9 e avaliação de sua atividade antirretroviral. De acordo com o ensaio biológico, um dos compostos preparados apresentou, proporcionalmente ao crescimento da linhagem H9 (HIV) controle, atividade de inibição de formação da proteína viral p24 similar ao composto padrão zidovudina (AZT). Além disso, outros dois compostos também apresentaram um resultado relevante uma vez que suas atividades foram similares ao composto padrão lamivudina (3TC). Estes resultados sugerem que a presença de uma cadeia metilênica mais extensa, como cadeia lateral ou grupo espaçante, pode influenciar positivamente a atividade biológica por efeito hidrofóbico ou estérico. Por fim, os ensaios de viabilidade celular demonstraram que os compostos testados não foram citotóxicos nas condições testadas. / According to World Health Organization - WHO about 40 million of people are infected with HIV/AIDS. Currently, the epidemic has been controlled largely in the western world, since, projections suggest that, until this decade end, the disease incidence could increase. Despite significant improvements in morbidity and mortality of HIV-patients, quick emergence of resistant strains to anti-HIV agents, in addition to adverse effects and high cost of recent drugs, becomes necessary the ongoing development of new classes of HIV agents. Transcription and translation of the viral RNA are dependent of sequence-specific interactions among two essential viral regulatory proteins, Tat and Rev, and their corresponding TAR and RRE sites in HIV-1 RNA. Over the past decade, aminoglycosides were established as universal RNA linkers, being able to link to TAR and RRE. The literature reports several aminoglycosides that bind to TAR and inhibit Tat-TAR interaction, as well as, competitively inhibit the bind between Rev protein and RRE, such as: neomycin and tobramycin. Considering the importance of nucleosides analogs, effective in antiretroviral therapy, and aminoglycosides, the work was driven to the synthesis of aminocyclitol, 2- deoxy-streptamine, conjugated to the adenosine, as well as, conjugated dimers of adenosine by molecular duplication via click chemistry strategy involving copper-catalysed azide-alkyne cycloaddition reaction (CuAAC). For the synthesis of these products, the starting material adenosine was converted to 5\'-azide-5\'-deoxy-adenosine, which was conjugated with several commercials terminal dialkynes containing different intercalating groups in order to explore the influences of the steric and electronic properties of conjugates towards anti-HIV activity. Alkynes derivated at C-5\' position of adenosine, via triazole group, were used in the synthesis of nucleoside-linked aminocyclitols, as well as, nucleoside conjugated dimers by 1,3-dipolar cycloaddition reaction under microwave-assisted conditions (MW), using the catalytic system CuSO4/sodium ascorbate for the in situ generation of Cu(I). Additionally, several compounds, at concentration of 1mM, were tested in vitro by ELISA for detection of p24 protein in H9 cells to antiretroviral evaluation. According with the biologic assay, one of the compounds showed inhibition of p24 protein production similar to zidovudine (AZT), when compared to H9 cells line growth control, Furthermore, two compounds also showed important activities similar to lamivudine (3TC). These results suggest that the presence of a longer methylenic chain, as side chain or intercalating groups, could influence positively in the biologic activity due to hydrophobic or steric effects. Ultimately, the cell viability assays showed that compounds were not cytotoxic in the tested conditions.