O crescente aumento da tolerância aos fungicidas atualmente utilizados é um dos principais problemas tanto na área clínica quanto na agrícola e tem estimulado o desenvolvimento de estratégias alternativas para o controle de fungos patogênicos, tais como o tratamento fotodinâmico antimicrobiano (TFA), que pode utilizar fotossensibilizadores (FS) de origem natural ou sintética. Alguns FS, como as cumarinas e furanocumarinas, são produzidos por espécies de Citrus como limão Tahiti (Citrus latifolia) e toranjas (Citrus paradisi). O presente estudo investigou o TFA in vitro de conídios do fungo fitopatogênico Colletotrichum acutatum com: (1) o corante fenotiazínico azul de metileno (MB), (2) uma furanocumarina comercial, 8-metoxipsoraleno (8-MOP), (3) uma cumarina comercial, (2H-chromen-2-one), (4) a cumarina 5,7-dimetoxicumarina extraída no presente trabalho a partir de óleo da casca do limão Tahiti, (5) a cumarina 7-hidroxicumarina extraída no presente trabalho a partir de óleo essencial de toranja rubi, (6) duas frações extraídas por De Menezes e colaboradores (2014a) a partir de um resíduo da indústria citrícola, uma delas constituída pela furanocumarina isopimpinelina e outra constituída por uma mistura das cumarinas 7-metoxicumarina e 5,7-dimetoxicumarina (3:1), (7) cinco extratos brutos obtidos a partir de óleos da casca e essencial de limão Tahiti e óleos essenciais de toranjas rubi e branca. Com exceção do extrato bruto obtido do óleo essencial de toranja branca, todos os demais extratos apresentaram cumarinas e/ou furanocumarinas em sua composição. As suspensões de conídios foram tratadas com os diferentes compostos (50 ?M para os compostos comerciais e as frações puras e 12,5 mg L-1 para os extratos e a mistura) e expostas à radiação solar por 1 h. O MB foi exposto à radiação solar por 30 min, 1 e 2 h. Determinou-se o efeito do tratamento fotodinâmico em folhas de mudas de laranja Valencia (Citrus sinensis) com (1) 8-MOP, (2) mistura de cumarinas, (3) 5,7-dimetoxicumarina e (4) o extrato bruto de limão Tahiti. Adicionalmente, experimentos para avaliar a estabilidade do 8-MOP exposto à radiação solar por até 12 h foram realizados. Nesses experimentos, soluções de 8-MOP (50 ?M) foram expostas à radiação solar e alíquotas foram retiradas após os diferentes tempos de exposição. Após as exposições, estudos de espectroscopia de absorção no UV e emissão de fluorescência foram realizados, além da realização de experimentos para avaliar a eficácia do TFA com os FS previamente expostos à radiação solar por 6 e 12 h. Os TFA mais eficazes foram com o MB, 8-MOP (ambos 50 ?M), a mistura de cumarinas e um dos extratos brutos obtidos de limão Tahiti (ambos 12,5 mg L-1), que mataram 99,998%, 99,378%, 99,336% e 65,049% dos conídios, respectivamente, após 1 h de exposição à radiação solar. Nenhum dano nas folhas de laranja foi observado após o TFA com os compostos. Os espectros de absorção e emissão de fluorescência das soluções de 8-MOP expostas à radiação solar mostraram fotodegradação do composto após 12 h de exposição. Entretanto, as soluções de 8-MOP expostas por 6 e por 12 h ainda foram capazes de matar 99,978% e 95,591% dos conídios de C. acutatum, respectivamente / Increasing tolerance to currently used fungicides is a major problem both in clinical and agricultural areas and has stimulated the development of alternative strategies to control pathogenic fungi such as the antimicrobial photodynamic treatment (APDT), that can use natural or synthetic photosensitizers (PS). Some PS, such as coumarins and furocoumarins are produced by Citrus species such Tahiti acid lime (Citrus latifolia) and grapefruit (Citrus paradisi). This study investigated the in vitro APDT of conidia of the plant-pathogenic fungi C. acutatum with: (1) the phenothiazinium dye methylene blue (MB), (2) commercial furocoumarin, 8-methoxypsoralen (8-MOP), (3) commercial coumarin (2H-chromen-2-one), (4) coumarin 5,7-dimethoxycoumarin, extracted in this study from Tahiti lime peel oil, (5) coumarin 7-hidroxycoumarina, extracted in this study from ruby grapefruit essential oil, (6) two fractions extracted by De Menezes et al (2014a) from a Citrus industry residue, one of them constituted by the furocoumarin isopimpinellin, and the other constituted by the mixture of coumarins 7-methoxycoumarin and 5,7-dimethoxycoumarin (3:1), (7) five crude extracts obtained from Tahiti lime peel or essential oil and ruby and white grapefruit essential oil. Except the extract from the white grapefruit, all the others presented coumarins and/or furocoumarins in their composition. Conidial suspentions were treated with the different PS (50 ?M for commercial and pure compounds and 12.5 mg L-1 for the extracts and the mixture) and exposed to solar radiation for 1 h. The MB was exposed to solar radiation for 30 min, 1 and 2 h. The APDT effect on the leaves of Valencia orange trees (Citrus sinensis) with (1) 8-MOP, (2) the mixture of coumarins, (3) 5,7-dimethoxycoumarin, and (4) the most efective extract from Tahiti lime were determined. Additionally, experiments to assess the 8-MOP stability after exposure to solar radiation for 12 h were realized. 8-MOP solutions (50 ?M) were exposed under solar radiation and rates were removed after different times of exposition. After the expositions, absorption spectroscopic studies in UV and fluorescence emission were realized, as well as holding the realization of experiments of APDT efficacy evaluation after 6 and 12 h to exposure under solar radiation. The more effective treatments were with MB, 8-MOP (both 50 ?M), the coumarins mixture and one of the extracts from Tahiti lime (both 12.5 mg L-1), killing at least 99,998%, 99,378%, 99,336% and 65,049% of the conidia, respectively after 1 h under solar radiation. No damage to orange tree leaves was observed after APDT with any of the compounds. The absorption and fluorescence intensity spectra showed the 8-MOP photodegradation after 12 h of exposition, although the 8-MOP solutions exposed under solar radiation for 6 and 12 h still killed at least 99,978% and 95,591% of the C. acutatum conidia, respectively

Afin d’identifier de nouveaux composés prévenant la dysfonction et l’immunogénicité des cellules endothéliales qui sont impliquées dans la survenue des rejets de greffe,nous nous sommes intéressés aux métabolites secondaires de différentes espèces de Clusiaceae et de Calophyllaceae. Tout d’abord, 4 extraits DCM de Calophyllaceae malaisiennes ont été sélectionnés sur la base d’une étude déréplicative et d’un criblage biologique anti-inflammatoire. Puis, l’étude phytochimique de l’extrait de fruits de Mesua lepidota a permis d’isoler 9 coumarines de type mammea, dont 7 constituent 2 nouvelles séries : Les lépidotols et les lépidotines. L’étude des extraits de 2 lots de feuilles de Calophyllumtetrapterum a quant à elle conduit à l’isolement de dérivés polyphénoliques distincts : Desacylphloroglucinols polyprénylés dans le lot A, dont le composé majoritaire, la tétraptérone, est un dérivé acide original, et des pyranochromanones acides dans le lot B, dont un nouveau dérivé appelé acide tétraptérique. Le même protocole appliqué à l’extrait de feuilles de Mesuaassamica a montré que les fractions cytotoxiques sont riches en xanthones, tandis que les fractions anti inflammatoires renferment des coumarines de type mammea. Parallèlement à ces études phytochimiques, un panel de polyphénols représentatifs des classes chimiques retrouvées dans les Clusiaceae et les Calophyllaceae ont été évalués pour leurs effets sur divers marqueurs endothéliaux de l’inflammation et de l’immunité. Il apparaît ainsi que les coumarines de type mammea et la guttiférone J, une benzophénone polyprénylée, inhibent significativement l’expression de VCAM-1 ainsi que des molécules HLA de classe II, HLAE et MICA. / In order to identify new compounds preventing endothelial cells dysfunction and immunogenicity which are involved in the emergence of graft rejection, the secondary metabolites of different Clusiaceae and Calophyllaceae specious were investigated. Firstly 4DCM extracts originating from Malaysian Calophyllaceae specious were selected through a dereplication analysis combined with an anti-inflammatory screening. Then, the phytochemical study of the fruits extract of Mesualepidota allowed us to isolate 9 mammea coumarins, among which 7 represent 2 novel series, i.e. lepidotols and lepidotins. The phytochemical study of 2 different batches of Calophyllum tetrapterum leaves led to the isolation of distinct polyphenolic derivatives : polyprenylated acylphloroglucinols were identified in batch A, with the major compound, tetrapterone, as a new acid derivative, whilst chromanone acids were identified in batch B, including a new derivative named as tetrapteric acid. The same protocol applied to Mesuaassamica leave extract showed that cytotoxic fractions were rich in xanthones whereas anti-inflammatory fractions contained numerous mammea coumarins. Along with these phytochemical studies, a panel of polyphenols representative of the chemical classes generally identified in Clusiaceae and Calophyllaceae specious were evaluated for their effects on various endothelial markersof inflammation and immunity. Mammea coumarins and guttiferone J, a polyprenylated benzophenone, appeared to significantly inhibit the expression of VCAM-1 as well as that of HLA class II molecules, HLA-E and MICA.

Betalaínas são alcalóides coloridos e com alta capacidade antioxidante que são encontrados em plantas e fungos. A biossíntese destes produtos naturais baseia-se na conversão enzimática da L-tirosina em ácido betalâmico e na condensação aldimínica deste com aminoácidos. A semissíntese de betalaínas naturais para aprofundar o estudo desta classe de pigmentos estimulou o desenvolvimento de betalaínas artificiais, incluindo derivados funcionais. Uma betalaína cumarínica foi criada para ser usada como sonda fluorescente para marcação de Plasmodium falciparum em glóbulos vermelhos. Esta Tese de Doutorado apresenta a semissíntese e estudo de três betalaínas cumarínicas (cBeets) e uma carboestiril-betalaína (csBeet). Procurou-se estabelecer relações entre as estruturas destes compostos e suas propriedades físico-químicas e fotofísicas como ponto de partida no desenvolvimento de uma nova classe de betalaínas funcionais. São apresentados dados sobre a lipofilicidade, estabilidade frente à hidrólise, potencial redox, absorção de um e dois fótons e fluorescência. Interações intermoleculares destes compostos foram investigadas por medidas de fluorescência em misturas binárias de solventes polares, albumina sérica bovina e micelas reversas de AOT em heptano/água. / Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Betalains are colorful alkaloids with high antioxidant capacity that are found in plants and fungi. The biosynthesis of these natural products is based on the enzymatic conversion of L-tyrosine into betalamic acid and aldimine condensation thereof with amino acids. The semisynthesis of natural betalains improved the knowledge on this class of pigments and stimulated the development of artificial betalains, including functional derivatives. A coumarinic betalain was created to be used as a fluorescent label for Plasmodium falciparum on red blood cells. This Doctoral Thesis presents the semisynthesis and study of three coumarin betalains (cBeets) and one carbostyril betalain (csBeet). It was sought to establish relationships between the structures of these compounds and their physical-chemical and photophysical properties as a starting point in the development of a new class of functional betalains. Data on lipophilicity, hydrolysis stability, redox potential, one- and two-photon absorption and fluorescence are presented. Intermolecular interactions of these compounds were investigated by fluorescence measurements in binary polar solvent mixtures, bovine serum albumin and AOT reverse micelles in heptane/water.

Este trabalho descreve as ocorrências naturais de flavonóides, cumarinas e benzofuranos na família de plantas, Asteraceae / Compositae. Tem como objetivo principal classificar os referidos metabólitos secundários como possíveis marcadores quimiotaxonômicos da família bem como fazer previsões de suas ocorrências naquela. Para sua realização, foi montado um banco de dados de ocorrências desses produtos naturais a partir da literatura especializada. Os números de ocorrências das três classes químicas (flavonóides, 4369;cumarinas, 961; benzofuranos, 628) foram avaliados através de programas computacionais. Com estes foram feitas matrizes de correlações, regressões lineares múltiplas, e gráficos variados. Foram também correlacionados os números de oxidação (NOXs) médios de cada classe química (exceto os dos benzofuranos, devido a algumas dúvidas suscitadas de sua rota biogenética) com a finalidade de estudos de passos evolutivos de táxons. Os resultados do estudo apontam alguns esqueletos carbônicos de cumarinas e benzofuranos que podem provavelmente servir como marcadores químicos em nível de tribos e subtribos da família. Quanto aos flavonóides, já são considerados, em nível infrafamiliar, como marcadores químicos alguns tipos de esqueletos carbônicos com padrões de substituição mais específicos. Foram montadas algumas equações empíricas capazes de prever ocorrências e NOXs das classes químicas envolvidas neste trabalho para as tribos e subtribos da família, com um grau de confiabilidade de 95%. Para este estudo usou-se como base taxonômica a classificação de Asteraceae mais recente de Bremer (1994). / This work describes the natural occurrences of flavonoids, coumarins and benzofurans in the family of plants, Asteraceae / Compositae. It has as main purpose to classify the referred secondary metabolites as possible chemotaxonomic markers of the family as well as to do predictions of occurrences of the latter. For its accomplishment, a database of occurrences of those natural products was set up from the specialized literature. The numbers of occurrences of the three chemical classes (flavonoids, 4369; coumarins, 961; benzofurans, 628) were appraised with use of statistical computacional programs. With aid of these were made correlation matrices of the occurrences, multiple linear regressions, numerous diverse diagrams. The average oxidation numbers (OXNs) of each chemical class (except the ones of the benzofurans, due to some doubts raised on their biogenetical route) were also correlated with the purpose of studies on evolutionary steps of the taxa. The results of the study point some carbon skeletons of coumarins and benzofurans that can probably serve as chemical markers at tribe and subtribe levels of the family. In relation to the flavonoids, these are already considered, at infrafamilial level, as chemical markers, especially some types of carbon skeletons bearing more specific substitution patterns. Were also mounted some empirical equations capable of predicting occurrences and average OXNs of the chemical classes involved in this work for the tribes and subtribes of the family, with a 95% reliability degree. For this work was also ulilized as taxonomic base the most recent classification of the Asteraceae of Bremer (1994a).

Os neutrófilos desempenham um papel fundamental na defesa do organismo contra microrganismos invasores, através da fagocitose, da degranulação e da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), sendo que esta última é decorrente da ativação do metabolismo oxidativo dos neutrófilos. As EROs produzidas, tais como O2∙-, H2O2, HO∙, HOCl, 1O2 e NO, que são essenciais para matar os microrganismos fagocitados, podem também ser liberadas para o meio extracelular e causar lesões oxidativas aos tecidos do hospedeiro. Essas lesões têm sido implicadas na patogênese de doenças como aterosclerose, câncer, artrite reumatóide, pneumonia e enfisema pulmonar. Com o intuito de prevenir essas lesões oxidativas, tem-se investigado a atividade antioxidante de diversos compostos, especialmente os derivados de plantas. Neste trabalho foram avaliadas as atividades de oito cumarinas simples (compostos 1 a 8) sobre o metabolismo oxidativo de neutrófilos de coelho estimulados com Zimosan opsonizado, empregando-se os ensaios de quimioluminescência (QL) dependente de lucigenina (QLluc) e de QL dependente de luminol (QLlum). A QLluc reflete a produção apenas de O2∙- , enquanto que a QLlum é resultante da oxidação do luminol pelas diversas EROs produzidas pelos neutrófilos estimulados. Assim, a inibição da QLluc e da QLlum será decorrente da redução da concentração das EROs responsáveis pela oxidação da lucigenina e do luminol no meio de reação, respectivamente. Foram avaliadas também a atividade dos antioxidantes a-tocoferol, butil-hidroxitolueno (BHT) e quercetina sobre a QLlum e a QLluc, e a toxicidade das cumarinas 1 a 8 e dos três antioxidantes citados sobre os neutrófilos de coelho. Determinou-se o coeficiente de partição e o volume molecular das cumarinas 1 a 8. Dentre os três antioxidantes, observou-se que a quercetina inibiu tanto a QLlum quanto a QLluc, e não foi tóxica para os neutrófilos, na concentração de 50 mmol/L. O a-tocoferol não inibiu a QLlum nem a QLluc, enquanto o BHT foi tóxico para os neutrófilos de coelho. Para as cumarinas simples, observou-se que: (1) a cumarina 1 não apresentou atividade inibitória sobre a QLluc e sobre a QLlum; (2) as cumarinas 3, 4, 5 e 6 tiveram atividades inibitórias sobre a QLluc semelhantes à da quecetina, que foram maiores que as das cumarinas 2, 7 e 8; (3) as atividades inibitórias das cumarinas 2 a 8 sobre a QLluc não estão relacionadas à lipofilicidade e ao volume molecular desses compostos, nem à toxicidade dos mesmos sobre os neutrófilos de coelho; (4) as cumarinas 3 e 4 provocaram aumento da QLlum medida, enquanto as demais não tiveram atividade neste sistema. / Neutrophils play a crucial role in the defense of the organism against invading microorganisms, thorough phagocytosis, degranulation and generation of reactive oxygen species (EROS). The last one is a consequence of activation of neutrophils\' oxidative metabolism. The produced EROs, such as O2∙-, H2O2, HOCl, HO∙, 1O2 and NO, which are essential for killing phagocyted microorganisms, may also be released to the extracellular milieu and inflict oxidative damage to host tissues. This damage has been implicated in the pathogenesis of diseases, such as arteriosclerosis, cancer, rheumatoid arthritis, pneumonia and lung emphysema. The antioxidant activity of many compounds, especially those obtained from plants, has been investigated with the aim of avoid such oxidative damage. In this work, we studied the activity of eight simple coumarins (compounds 1 to 8) on the oxidative metabolism of rabbit neutrophils upon stimulation by opsonized zymosan, using luminol- (QLlum) and lucigenin (QLluc)-enhanced chemiluminescence (QL) assays. QLluc reflects generation of O2∙- only, whereas QLlum is a result of luminol oxidation by the various EROs produced by the stimulated neutrophils. Inhibition of QLluc and of QLlum will be a consequence of the decrease of the concentration of that EROs which are involved in the oxidation of lucigenin and luminol, respectively, in the reaction medium. We also evaluated the activity of the antioxidants a-tocopherol, butyl-hydroxytoluene (BHT) and quercetin on QLlum and QLluc, and the toxicity of coumarins 1 to 8 and the three antioxidants on rabbit neutrophils. Partition coefficient and molecular volume values of coumarins 1 to 8 were determined. We observed that, among the three antioxidants, quercetin inhibited QLlum and QLluc, and was not toxic to the neutrophils at concentration of 50 mmol/L. BHT was toxic to the rabbit neutrophils whereas a-tocopherol did not inhibit QLlum nor QLluc. For the simple coumarins we observed that: (1) coumarin 1 did not inhibit QLlum nor QLluc; (2) coumarins 3, 4, 5 and 6 had inhibitory effects, which were similar to the quercetin and higher than coumarins 2, 7 and 8; (3) the inhibitory activities of coumarins 2 to 8 on QLluc were not related to the lipophilicity and to the molecular volume of these compounds, nor to their toxicity upon the rabbit neutrophils; (4) coumarins 3 and 4 increased the QLlum, whereas the others had no effect on this system.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-03-30T12:47:08Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5765501 bytes, checksum: d810d02b334ee8a11679326d3a4f57aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T12:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5765501 bytes, checksum: d810d02b334ee8a11679326d3a4f57aa (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Ultraviolet radiation (UV) environmental levels have increased in last years and high values are expected until half of this century. Gametes and embryos of marine organisms, whose embryonic development occurs externally, are particularly sensitive to UVA and UVB radiations. The first line of cellular defense against chemical or physical stress is the activity of ABC transporters. The aim of present work was investigate the involvement of ABC transporters on UVA or UVB effects on gametes or embryos of the sea urchin Echinometra lucunter, and investigate the photoactivity and the ABC transporter blocker activity of coumarin and 3-hydroxycoumarin in gametes and embryos of E. lucunter. Gametes or embryos were exposed to UVA (3.6 – 14.4 kJ m-2) or UVB (0.112 – 14.4 kJ m-2), and the embryonic development was monitored by optical microscopy at different developmental stages in the presence or absence of the ABC-transporter blockers reversin205 (ABCB1 blocker) ou MK571 (ABCC1 blocker). E. lucunter eggs, spermatozoa and embryos were resistant to UVA exposure. Resistance to the harmful effects of UVB was strongly associated to ABC transporter activity (embryos > eggs > spermatozoa). ABCB1 or ABCC1 blockage promoted injurious effects on spermatozoa exposed to UVA. ABCC1 transporter blockage increased UVB-dependent damage in eggs while ABCB1 transporter inhibition increased harmful effects of UVB in embryonic cells. ABC transporters blockers also induced abnormalities in larval development derived from spermatozoa or eggs irradiated to UVB. However, ABC transporter activity was not affected by UVB exposure. Additionally, we demonstrate the photoprotective activity of coumarin and 3-hidroxycoumarin against the deleterious effects of UVB on E. lucunter gametes and embryonic cells, and the ABC transporter blocker activity of the 3-hydroxycoumarin. In conclusion, the present study is the first report of the protective role of ABC transporters against UVA and UVB injurious effects in sea urchins gametes and embryonic cells. Furthermore, our results inserts new alternative for the treatment of various diseases related to UVB excessive exposure and also provides alternatives for clinical reversal of multidrug resistance phenotype. / Os níveis ambientais de radiação ultravioleta (UV) têm aumentado significativamente nas últimas décadas e a tendência é que os valores elevados permaneçam até meados deste século. Gametas e embriões de organismos marinhos, cujo desenvolvimento embrionário ocorre no ambiente externo, são particularmente sensíveis às radiações UVA e UVB. A primeira linha de defesa desses organismos contra estresses químicos e físicos é a atividade de efluxo de bombas conhecidas como transportadores ABC. O objetivo do presente trabalho foi investigar o efeito fotoprotetor de transportadores ABC em gametas e embriões do ouriço-do-mar Echinometra lucunter expostos à UVA ou UVB, bem como investigar a fotoatividade e a atividade bloqueadora de proteínas ABC da cumarina e de seus derivados em gametas e embriões de E. lucunter. Os gametas ou embriões foram expostos à UVA (3,6 a 14,4 kJ m-2) ou à UVB (0,112 a 14,4 kJ m-2), na presença ou ausência dos bloqueadores de transportadores ABC: reversina205 (bloqueador de ABCB1); e MK571 (bloqueador de ABCC1). O desenvolvimento embrionário foi monitorado em microscopia óptica comum. Os gametas e zigotos de E. lucunter foram resistentes à UVA. A resistência das células supracitadas à UVB foi fortemente associada à intensidade da atividade dos transportadores ABC (zigotos > óvulos > espermatozoides). O bloqueio dos transportadores ABCB1 e ABCC1 promoveu inibição no desenvolvimento de embriões derivados de espermatozoides expostos à UVA. O bloqueio do transportador ABCC1 aumentou, em 35,9 + 5,8%, os danos aos óvulos expostos à UVB enquanto que o bloqueio de ABCB1 intensificou, em 36,1 + 2,7%, os danos aos zigotos, induzidos pela UVB. Os bloqueadores de transportadores ABC também induziram malformações ao desenvolvimento larval derivado de espermatozoides ou óvulos expostos à UVB. Entretanto, a atividade dos transportadores ABC não foi afetada pela exposição à UVB. Adicionalmente, demonstramos a atividade fotoprotetora da cumarina e seus derivados contra os efeitos deletérios da UVB em gametas e células embrionárias de E.lucunter, e a atividade bloqueadora de transportadores ABC da 3-hidroxicumarina. Em conclusão, o presente estudo é o primeiro relato do papel protetor de transportadores ABC contra os efeitos deletérios da UVA ou UVB em gametas e células embrionárias de ouriços-do-mar. Além disso, esse trabalho também relata, de forma inédita, a atividade fotoprotetora da cumarina e da 3-hidroxicumarina contra a UVB em gametas e embriões irradiados. Estudos posteriores serão necessários para a inserção terapêutica desses compostos para o tratamento de diversas enfermidades relacionadas com a exposição excessiva à UVB.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-12T12:14:46Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6051062 bytes, checksum: 9d8a71da8da5797495aee64e3b141b54 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T12:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6051062 bytes, checksum: 9d8a71da8da5797495aee64e3b141b54 (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Natural compounds, as coumarins and others oxygenated heterocycles, has been shown with a rich source of bioactive substances, however, due to difficulty of getting into large amounts of these substances isolated, many total synthesis or semi-synthesis methods has been developed. Among these many synthetic derivation strategies currently, the metal-catalyzed cross-coupling reactions have been highlighted in the literature, such as: Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Heck, Negishi and Buchwald-Hartwig. In the present work, it is aimed the obtaining and preparation of natural heterocycles skeleton, and your derivations via cross-coupling palladium-catalyzed reactions; of which were obtained excellent results for the first three mentioned above, which was not repeated for the last two protocols, from the reactional conditions used. In all synthetics strategies realized, reactional conditions were diversify, such as temperature, reactional time, energy source, base, catalysts, among others; with the in order to observe the effects these changes and obtain the best sets of conditions. Besides the palladium-catalyzed reactions, some of cumarinic alkynes obtained by Sonogashira were submitted to the catalytic hydrogenation, to provide new alkanes with different spacers between the coumarinic ring and their phenyl groups. In general, the final compounds obtained showed from good to great yield values, reflecting on success in mostprotocols tested, where a total of 48 final molecules were obtained, of which 26 are novel compounds, all being characterized and proven according to their chemical structures. / Compostos naturais, como cumarinas e outros heterociclos oxigenados, tem se mostrado como uma rica fonte de substâncias bioativas, porém, devido à dificuldade da obtenção em grandes quantidades dessas substâncias isoladas, vários métodos de síntese total, ou semi-síntese têm sido desenvolvidos. Dentre as muitas estratégias de derivação sintética utilizadas atualmente, as reações de acoplamento cruzado catalisadas por metais têm tido destaque na literatura, como: Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Heck, Negishi e Buchwald- Hartwig. No presente trabalho, objetivou-se a obtenção e preparação de esqueletos de heterociclos naturais, e suas derivações via reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio; das quais foram obtidos excelentes resultados para as três primeiras citadas anteriormente, o que não se repetiu para os dois últimos protocolos, a partir das condições reacionais utilizadas. Em todas as estratégias sintéticas realizadas, condições reacionais foram variadas, como temperatura, tempo recional, fonte de energia, base, catalisadores, entre outros; com o intuito de se observar os efeitos dessas mudanças e obter os melhores conjuntos de condições. Além das reações catalisadas por paládio, alguns dos alcinos cumarínicos obtidos por Sonogashira foram submetidos à hidrogenação catalítica, para fornecer novos alcanos com diferentes espaçadores entre o anel cumarínico e seus grupos fenílicos. De maneira geral, os compostos finais obtidos demonstraram de bons a ótimos valores de rendimento, refletindo no sucesso em boa parte dos protocolos testados, onde um total de 48 moléculas finais foram obtidas, das quais 26 são compostos inéditos, sendo todas caracterizadas e comprovadas de acordo com suas estruturas químicas.

Os neutrófilos desempenham um papel fundamental na defesa do organismo contra microrganismos invasores, através da fagocitose, da degranulação e da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), sendo que esta última é decorrente da ativação do metabolismo oxidativo dos neutrófilos. As EROs produzidas, tais como O2∙-, H2O2, HO∙, HOCl, 1O2 e NO, que são essenciais para matar os microrganismos fagocitados, podem também ser liberadas para o meio extracelular e causar lesões oxidativas aos tecidos do hospedeiro. Essas lesões têm sido implicadas na patogênese de doenças como aterosclerose, câncer, artrite reumatóide, pneumonia e enfisema pulmonar. Com o intuito de prevenir essas lesões oxidativas, tem-se investigado a atividade antioxidante de diversos compostos, especialmente os derivados de plantas. Neste trabalho foram avaliadas as atividades de oito cumarinas simples (compostos 1 a 8) sobre o metabolismo oxidativo de neutrófilos de coelho estimulados com Zimosan opsonizado, empregando-se os ensaios de quimioluminescência (QL) dependente de lucigenina (QLluc) e de QL dependente de luminol (QLlum). A QLluc reflete a produção apenas de O2∙- , enquanto que a QLlum é resultante da oxidação do luminol pelas diversas EROs produzidas pelos neutrófilos estimulados. Assim, a inibição da QLluc e da QLlum será decorrente da redução da concentração das EROs responsáveis pela oxidação da lucigenina e do luminol no meio de reação, respectivamente. Foram avaliadas também a atividade dos antioxidantes a-tocoferol, butil-hidroxitolueno (BHT) e quercetina sobre a QLlum e a QLluc, e a toxicidade das cumarinas 1 a 8 e dos três antioxidantes citados sobre os neutrófilos de coelho. Determinou-se o coeficiente de partição e o volume molecular das cumarinas 1 a 8. Dentre os três antioxidantes, observou-se que a quercetina inibiu tanto a QLlum quanto a QLluc, e não foi tóxica para os neutrófilos, na concentração de 50 mmol/L. O a-tocoferol não inibiu a QLlum nem a QLluc, enquanto o BHT foi tóxico para os neutrófilos de coelho. Para as cumarinas simples, observou-se que: (1) a cumarina 1 não apresentou atividade inibitória sobre a QLluc e sobre a QLlum; (2) as cumarinas 3, 4, 5 e 6 tiveram atividades inibitórias sobre a QLluc semelhantes à da quecetina, que foram maiores que as das cumarinas 2, 7 e 8; (3) as atividades inibitórias das cumarinas 2 a 8 sobre a QLluc não estão relacionadas à lipofilicidade e ao volume molecular desses compostos, nem à toxicidade dos mesmos sobre os neutrófilos de coelho; (4) as cumarinas 3 e 4 provocaram aumento da QLlum medida, enquanto as demais não tiveram atividade neste sistema. / Neutrophils play a crucial role in the defense of the organism against invading microorganisms, thorough phagocytosis, degranulation and generation of reactive oxygen species (EROS). The last one is a consequence of activation of neutrophils\' oxidative metabolism. The produced EROs, such as O2∙-, H2O2, HOCl, HO∙, 1O2 and NO, which are essential for killing phagocyted microorganisms, may also be released to the extracellular milieu and inflict oxidative damage to host tissues. This damage has been implicated in the pathogenesis of diseases, such as arteriosclerosis, cancer, rheumatoid arthritis, pneumonia and lung emphysema. The antioxidant activity of many compounds, especially those obtained from plants, has been investigated with the aim of avoid such oxidative damage. In this work, we studied the activity of eight simple coumarins (compounds 1 to 8) on the oxidative metabolism of rabbit neutrophils upon stimulation by opsonized zymosan, using luminol- (QLlum) and lucigenin (QLluc)-enhanced chemiluminescence (QL) assays. QLluc reflects generation of O2∙- only, whereas QLlum is a result of luminol oxidation by the various EROs produced by the stimulated neutrophils. Inhibition of QLluc and of QLlum will be a consequence of the decrease of the concentration of that EROs which are involved in the oxidation of lucigenin and luminol, respectively, in the reaction medium. We also evaluated the activity of the antioxidants a-tocopherol, butyl-hydroxytoluene (BHT) and quercetin on QLlum and QLluc, and the toxicity of coumarins 1 to 8 and the three antioxidants on rabbit neutrophils. Partition coefficient and molecular volume values of coumarins 1 to 8 were determined. We observed that, among the three antioxidants, quercetin inhibited QLlum and QLluc, and was not toxic to the neutrophils at concentration of 50 mmol/L. BHT was toxic to the rabbit neutrophils whereas a-tocopherol did not inhibit QLlum nor QLluc. For the simple coumarins we observed that: (1) coumarin 1 did not inhibit QLlum nor QLluc; (2) coumarins 3, 4, 5 and 6 had inhibitory effects, which were similar to the quercetin and higher than coumarins 2, 7 and 8; (3) the inhibitory activities of coumarins 2 to 8 on QLluc were not related to the lipophilicity and to the molecular volume of these compounds, nor to their toxicity upon the rabbit neutrophils; (4) coumarins 3 and 4 increased the QLlum, whereas the others had no effect on this system.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Amburana cearensis A.C. Smith (sin. Torresea cearensis Fr. All) à uma Ãrvore tÃpica da caatinga nordestina, popularmente conhecida como imburana-de-cheiro ou cumaru, caracterizada por sua casca vermelho-pardacenta e odor peculiar agradÃvel, atribuÃdo à cumarina. Apresenta relevante importÃncia econÃmica, sobretudo na carpintaria e perfumaria, e inestimÃvel valor medicinal (propriedades terapÃuticas contra afecÃÃes respiratÃrias cientificamente comprovadas), todavia esta espÃcie sofre ameaÃa de extinÃÃo devido ao extrativismo predatÃrio. Em virtude da necessidade de elaboraÃÃo de um modelo de exploraÃÃo auto-sustentÃvel de A. cearensis, foi proposto um estudo integrado QuÃmica-Agronomia-Farmacologia. Este trabalho relata a abordagem fitoquÃmica da pesquisa interdisciplinar, visando o isolamento, a purificaÃÃo e a caracterizaÃÃo estrutural de novos constituintes quÃmicos da planta adulta (silvestre), bem como a identificaÃÃo e a quantificaÃÃo de compostos quÃmicos jà conhecidos, considerados biomarcadores, em espÃcimens jovens de diferentes meses de desenvolvimento (cultivados). As investigaÃÃes quÃmicas da planta silvestre de A. cearensis foram realizadas com os extratos etanÃlicos da casca do caule, coletadas no municÃpio de Quixeramobim-CE, e das sementes, adquiridas no comÃrcio de Fortaleza-CE. Os extratos etanÃlicos foram submetidos a partiÃÃes lÃquido-lÃquido, cromatografias convencionais (adsorÃÃo-gel de sÃlica e exclusÃo- gel de dextrana) e modernas (HPLC-fase reversa), resultando no isolamento e identificaÃÃo de: A. Cumarinas- 6-hidroxi-cumarina e protocatecuato de 6-cumarila; B. Ãcidos fenÃlicos- Ãcido vanÃlico e Ãcido (E)-o-cumÃrico; C. FlavonÃides- quercetina, formononetina, e os biflavonÃides amburanina A e B; AmburosÃdios- amburosÃdio A, ferulato de 6â-amburosila, protocatecuato de 6â-amburosila, galato de 6â-amburosila, acetato de 6â-amburosila, sinapato de 6â-amburosila e vanilato de 6â-amburosila. Os espÃcimens cultivados de A. cearensis, divididos em parte aÃrea e xilopÃdio, foram extraÃdos com etanol e submetidos a uma metodologia quÃmica semelhante à adotada para a planta silvestre. Da parte aÃrea foram obtidos cumarina, aiapina, amburanina B, isocampferÃdio, Ãcido vanÃlico e Ãcido (E)-o-cumÃrico glicosilado, enquanto que do xilopÃdio foram isolados Ãcido p-hidroxi-benzÃico, Ãcido (Z)-o-cumÃrico glicosilado e amburosÃdio B. As substÃncias quÃmicas isoladas tiveram suas estruturas elucidadas por mÃtodos fÃsicos (ponto de fusÃo e rotaÃÃo Ãptica) e espectromÃtricos (Espectrometria na regiÃo do Infravermelho, Espectrometria de Massa e RessonÃncia MagnÃtica Nuclear de 1H e 13C, incluindo tÃcnicas uni e bidimensionais), alÃm de comparaÃÃo com dados da literatura. Os extratos etanÃlicos da planta silvestre (casca do caule) e de espÃcimens cultivados (parte aÃrea e xilopÃdio) foram quimicamente comparados atravÃs de anÃlises por HPLC, empregando-se mÃtodo cromatogrÃfico validado (linearidade, precisÃo, exatidÃo, fator de recuperaÃÃo aceitÃveis) e utilizando-se padrÃes de Ãcido protocatecuico, Ãcido vanÃlico, cumarina e amburosÃdio A, obtidos em estudos anteriores. AmburosÃdio A foi o constituinte majoritÃrio do extrato da planta silvestre. Nos espÃcimens jovens, Ãcido vanÃlico e cumarina revezaram-se como principais componentes, dependendo da parte e da idade da planta estudada. / Amburana cearensis A.C. Smith is a typical tree of the northeastern Brazil flora designated âcaatingaâ. It is popularly known either as âimburana-de-cheiroâ or âcumaruâ and characterized by its red-gray bark of peculiar and pleasant smell due to coumarin. Despite A. cearensis relevant economical (particularly for carpentry and perfumery) and medicinal importance (therapeutic properties against respiratory affections scientifically proved), it is one of the plant species treated of extinction due to predatory extractivism. Taking in account the necessity of elaborating a sustainable plan of exploitation it was suggested an integrated study covering the chemical, agronomical and pharmacological aspects of A. cearensis. This work reports the phytochemical component of the interdisciplinary study pursuing the isolation, purification and structure characterization of new secondary metabolites of the wild adult plant, as well as the identification and quantification of the already known chemicals, considered the plant biomarkers, from young cultivated specimens at different developmental stages. The chemical investigation of adult wild plants was performed with the ethanol extract from barks of A. cearensis collected at Quixeramobim County, Cearà state, and the hexane extract of seeds purchased from herbal stores at Fortaleza. The ethanol extracts were submitted to liquid-liquid partition, conventional (silica gel adsorption and gel exclusion with dextran) and modern (HPLC) chromatography leading to the isolation and characterization of: A. Coumarins 6-hydroxy-coumarin, 6-coumaryl protocatechuate, acid; B. Phenol Acids- vanillic acid, o-coumaric; C. Flavonoids- quercetin, formononetin, amburanin A and B; AmburosÃdes- amburoside A, 6â-amburosyl-ferulate, 6â-amburosyl-protocatechuate, 6â-amburosyl-galate, 6â-amburosyl-acetate, 6â-amburosyl-sinapate and 6â-amburosyl-vanillate. The cultivated specimens, separated in aerial part and xylopode, were extracted with ethanol and submitted to the same methodology employed for the wild plant. From the aerial part were isolated coumarin, ayapin, amburanin B, isokaempferide, vanillic acid, (E)-o-coumaric acid glucoside, while from the xylopode were isolated p-hydroxy-benzoic acid, (Z)-o-coumaric acid glucoside and amburoside B. All chemical substances had their structures elucidated through physical (mp and optical rotation) and spectroscopical methods (IR, MS and NMR, including uni and bidimensional techniques) and comparison to the literature wherever the case. The ethanol extracts from either wild or cultivated (aerial part and xylopode) plants were compared by HPLC through a validated chromatographic method (acceptable linearity, precision, accuracy and recovering factor) using as standard the protocatechuic acid, vanillic acid, coumarin and amburoside A, obtained from the previous studies. Amburoside A was the major component of wild plant, while coumarin and vanilic acid take turns as the principal metabolites of cultivated young plants depending on the plant part and plant age.

Betalaínas são alcalóides coloridos e com alta capacidade antioxidante que são encontrados em plantas e fungos. A biossíntese destes produtos naturais baseia-se na conversão enzimática da L-tirosina em ácido betalâmico e na condensação aldimínica deste com aminoácidos. A semissíntese de betalaínas naturais para aprofundar o estudo desta classe de pigmentos estimulou o desenvolvimento de betalaínas artificiais, incluindo derivados funcionais. Uma betalaína cumarínica foi criada para ser usada como sonda fluorescente para marcação de Plasmodium falciparum em glóbulos vermelhos. Esta Tese de Doutorado apresenta a semissíntese e estudo de três betalaínas cumarínicas (cBeets) e uma carboestiril-betalaína (csBeet). Procurou-se estabelecer relações entre as estruturas destes compostos e suas propriedades físico-químicas e fotofísicas como ponto de partida no desenvolvimento de uma nova classe de betalaínas funcionais. São apresentados dados sobre a lipofilicidade, estabilidade frente à hidrólise, potencial redox, absorção de um e dois fótons e fluorescência. Interações intermoleculares destes compostos foram investigadas por medidas de fluorescência em misturas binárias de solventes polares, albumina sérica bovina e micelas reversas de AOT em heptano/água. / Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Betalains are colorful alkaloids with high antioxidant capacity that are found in plants and fungi. The biosynthesis of these natural products is based on the enzymatic conversion of L-tyrosine into betalamic acid and aldimine condensation thereof with amino acids. The semisynthesis of natural betalains improved the knowledge on this class of pigments and stimulated the development of artificial betalains, including functional derivatives. A coumarinic betalain was created to be used as a fluorescent label for Plasmodium falciparum on red blood cells. This Doctoral Thesis presents the semisynthesis and study of three coumarin betalains (cBeets) and one carbostyril betalain (csBeet). It was sought to establish relationships between the structures of these compounds and their physical-chemical and photophysical properties as a starting point in the development of a new class of functional betalains. Data on lipophilicity, hydrolysis stability, redox potential, one- and two-photon absorption and fluorescence are presented. Intermolecular interactions of these compounds were investigated by fluorescence measurements in binary polar solvent mixtures, bovine serum albumin and AOT reverse micelles in heptane/water.