Depuis son apparition dans les années 80, le SIDA est déjà responsable de la mort de 25 millions de personnes et reste un défi majeur pour les chercheurs. En raison de son fort taux de mutation, le VIH-1, agent causal du SIDA, développe des résistances vis-à-vis des médicaments utilisés en multithérapies, ce qui nécessite la mise en place de nouvelles stratégies. Après la mise sur le marché du Raltegravir (2007), premier inhibiteur de l’intégrase, des résistances ont déjà été constatées. Le laboratoire s’est intéressé à la synthèse de deux nouvelles séries d’inhibiteurs de fonctions enzymatiques du VIH: l’intégrase (IN) et la fonction ribonucléase H (RNase H) de la transcriptase inverse. Ces 2 étapes clés de la réplication virale nous ont paru pertinentes à cause de la structure similaire des sites catalytiques de ces deux enzymes capables de complexer deux cations magnésium. Nous avons, dans un premier temps, élaboré une série de 3-hydroxyquinoléin-2(1H)-ones. Nous présentons ici la synthèse de ces composés, leurs capacités de complexation des ions magnésium ainsi que leurs activités biologiques sur IN et RNase H (inhibition des activités enzymatiques, inhibition de la réplication virale et cytotoxicité sur cellules MT-4). Dans un deuxième temps, nous avons développé une série de 2-hydroxyisoquinoléine-1,3-diones qui présente un profil antiviral différent de celui du raltegravir tout en agissant sur l’IN du VIH-1. La synthèse et les résultats biologiques sur IN seront détaillés. Pour ces deux séries de molécules, une étude de docking moléculaire a été réalisée afin de mieux comprendre les relations structure/activité. / Since it appeared in the eighties, AIDS has been responsible for the death of more than 25 million people and has become the most challenging pandemic of the 21st century. Multi-therapies can achieve a significant reduction of the viral load in HIV-1 infected patients but is noticeably limited by the emergence of multidrug resistant viral strains. New strategies aimed at inhibiting virus replication are still necessary. In 2007, the FDA approved raltegravir, the first drug inhibiting the HIV-1 integrase (HIV-1 IN). It led to strongly encouraging clinical results but resistant viral strains have already appeared. The laboratory was interested in the synthesis of two series of new HIV-1 enzymatic functions inhibitors: integrase and ribonuclease H of reverse transcriptase. These two key steps of the viral replication are promoted by structurally-related catalytic cores, which are able to chelate two magnesium cations. First, we decided to investigate a series of 3-hydroxyquinolin-2(1H)-ones. Herein we present the synthesis of these compounds, their magnesium chelating properties and their biological activities (integrase and RNase H inhibitory activities, viral replication inhibition and cytotoxicity on MT-4 cells). Then, we developed a series of 2-hydroxyisoquinolin-1,3-diones which inhibits integrase with different profiles from that of raltegravir. The synthesis and biological activities of this series will be described. Finally, docking studies were made to better understand structure/activities relationships.

Köln, Universiẗat, Diss., 2003.

Bielefeld, University, Diss., 2004.

Bielefeld, University, Diss., 2003.

Köln, Universiẗat, Diss., 2003.

Este trabalho apresenta as estruturas determinadas por difração de raio X de dois compostos naftoquinônicos, 3,4-diidro-[2,2-dimetil]-2H-nafto[1,2-b]pirano-5,6-diona (β-lapachona) e dimetil-1,4-naftoquinona. A estrutura cristalina destes compostos mostrou que estes são estabilizados por ligações de hidrogênio do tipo C-H...O, formando estruturas supramoleculares. Dos compostos derivados da β-lapachona, os naftoimidazóis têm-se mostrado muito ativos contra o T. cruzi, agente causador da doença de Chagas. Partindo das estruturas modeladas de 29 compostos naftoimidazólicos, propriedades eletrônicas, geométricas e topológicas foram calculadas para análise estatística por mínimos quadrados parciais (PLS). Após a análise e redução das variáveis foram selecionados os descritores Morp17p, X4a, piPC09, RDF065v, BELp6, RDF060p, R4u, RDF035m e RCI que foram utilizados para a construção um modelo de regressão com o método de PLS. Para o modelo, o menor erro de validação foi obtido com 3 fatores e os coeficientes de correlação R= 0,71 e Q= 0,82. O estudo de docking de alguns compostos naftoquinônicos e naftoimidazólicos mostrou que, do ponto de vista energético e de complementaridade química, estes compostos possuem pouca probabilidade de se ligarem no sítio ativo da tripanotiona redutase (TR), uma enzima essencial para o metabolismo do T. cruzi, bem como no sítio ativo da enzima humana glutationa redutase (GR), homóloga a TR. Há, no entanto, uma tendência geral destes compostos se ligarem no sítio da interface, sobretudo, de se ligarem neste sítio da enzima humana. / This work presents the structure determined by X-ray analyses for two naphthoquinone compounds 3,4-dihydro-2,2-dimethyl-2H-naphtho[1,2-b]pyran-5,6- dione and dimethyl-1,4-naphthoquinone. The crystal packing of these compounds showed the existence of intermolecular hydrogen bonds of the type CH...0. These intermolecular forces are responsible for the self-assembly in three-dimensional supramolecular structure. A set of 29 naphthoimidazoles, derived from β-lapachone, that has shown activity against T. cruzi, the agent of Chagas disease, were modeled. From these structures electronic, geometric, topological, etc, properties were calculated to be used in the investigation by statistic analysis, using the partial least squares method (PLS). After reduction of the number of variables, the best PLS model found was the one obtained with the following variables: Morp17p, X4a, piPC09, RDF065v, BELp6, RDF060p, R4u, RDF035m and RCI. For the PLS model, the lower error of validation was obtained using 3 factors with the coefficients R=0.71 and Q=0.82. Two sets of compounds, naphtoquinones and naphthoimidazoles, were studied by docking method. The results showed that, for both, naphtoquinones and naphthoimidazoles and both trypanothione and glutathione reductase, the compounds have low probability to bind in the active site, and are more likely to bind in the interface site, especially in the interface site of the human protein.

Este trabalho apresenta as estruturas determinadas por difração de raio X de dois compostos naftoquinônicos, 3,4-diidro-[2,2-dimetil]-2H-nafto[1,2-b]pirano-5,6-diona (β-lapachona) e dimetil-1,4-naftoquinona. A estrutura cristalina destes compostos mostrou que estes são estabilizados por ligações de hidrogênio do tipo C-H...O, formando estruturas supramoleculares. Dos compostos derivados da β-lapachona, os naftoimidazóis têm-se mostrado muito ativos contra o T. cruzi, agente causador da doença de Chagas. Partindo das estruturas modeladas de 29 compostos naftoimidazólicos, propriedades eletrônicas, geométricas e topológicas foram calculadas para análise estatística por mínimos quadrados parciais (PLS). Após a análise e redução das variáveis foram selecionados os descritores Morp17p, X4a, piPC09, RDF065v, BELp6, RDF060p, R4u, RDF035m e RCI que foram utilizados para a construção um modelo de regressão com o método de PLS. Para o modelo, o menor erro de validação foi obtido com 3 fatores e os coeficientes de correlação R= 0,71 e Q= 0,82. O estudo de docking de alguns compostos naftoquinônicos e naftoimidazólicos mostrou que, do ponto de vista energético e de complementaridade química, estes compostos possuem pouca probabilidade de se ligarem no sítio ativo da tripanotiona redutase (TR), uma enzima essencial para o metabolismo do T. cruzi, bem como no sítio ativo da enzima humana glutationa redutase (GR), homóloga a TR. Há, no entanto, uma tendência geral destes compostos se ligarem no sítio da interface, sobretudo, de se ligarem neste sítio da enzima humana. / This work presents the structure determined by X-ray analyses for two naphthoquinone compounds 3,4-dihydro-2,2-dimethyl-2H-naphtho[1,2-b]pyran-5,6- dione and dimethyl-1,4-naphthoquinone. The crystal packing of these compounds showed the existence of intermolecular hydrogen bonds of the type CH...0. These intermolecular forces are responsible for the self-assembly in three-dimensional supramolecular structure. A set of 29 naphthoimidazoles, derived from β-lapachone, that has shown activity against T. cruzi, the agent of Chagas disease, were modeled. From these structures electronic, geometric, topological, etc, properties were calculated to be used in the investigation by statistic analysis, using the partial least squares method (PLS). After reduction of the number of variables, the best PLS model found was the one obtained with the following variables: Morp17p, X4a, piPC09, RDF065v, BELp6, RDF060p, R4u, RDF035m and RCI. For the PLS model, the lower error of validation was obtained using 3 factors with the coefficients R=0.71 and Q=0.82. Two sets of compounds, naphtoquinones and naphthoimidazoles, were studied by docking method. The results showed that, for both, naphtoquinones and naphthoimidazoles and both trypanothione and glutathione reductase, the compounds have low probability to bind in the active site, and are more likely to bind in the interface site, especially in the interface site of the human protein.

Tübingen, Univ., Diss., 2008.

University, Diss., 2003--Bielefeld.

LIMA, Karine Thiers Leitão. Polimorfismos do gene da plastoquinol oxidase (PTOX) em ecotipos de Arabidopsis thaliana (projeto 1001 genomas): correlações de expressão gênica e de variantes estruturais da proteína com a distribuição geográfica dos ecotipos. 2017. 110 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-03-28T19:52:31Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_ktllima.pdf: 4068096 bytes, checksum: f6b3738f233a7c99cf008ea14382bf0d (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-03-28T19:56:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_ktllima.pdf: 4068096 bytes, checksum: f6b3738f233a7c99cf008ea14382bf0d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T19:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_ktllima.pdf: 4068096 bytes, checksum: f6b3738f233a7c99cf008ea14382bf0d (MD5) Previous issue date: 2017 / Arabidopsis thaliana was the first plant to have its entirely genome sequenced and fits as the main model for plant studies. In addition, it inhabits several environments making it an interesting target to investigate genetic variations, such as polymorphisms. The study of DNA polymorphisms is important for research because it helps to identify and develop specific molecular markers. The single nucleotide polymorphisms (SNPs) are the main types of polymorphisms explored and once identified are used to understand the adaptation and evolution of species, in addition contribute to the improvement of a particular cultivar. Plastoquinol oxidase (PTOX) is an oxidoreductase that acts on the stress response in plants. Thus, investigating the SNPs in this gene in A. thaliana may contribute to the discovery of molecular markers and suggests it as a possible target gene for plant breeding. The aim of this study was to identify the SNPs in the PTOX gene of 1190 accessions of A. thaliana, to predict the three-dimensional structures for the main polymorphisms, to analyze the gene expression in several conditions and to correlate them with the environment. We collected the genomic data and annotated the PTOX gene manually. And using the Columbia-0 ecotype as a reference all non-synonymous SNPs were identified. The coordinates of the accessions were used to classify the climate, rainfall and geographical morphology. The three-dimensional structure was predicted by the servers PHYRE2, I-TASSER and Modeller 9.16; and the polymorphic structural variants were performed by the PyMOL mutagenesis tool. The structures were submitted to molecular docking by the DockThor server. Gene expression was performed by TopHat software. In the bioinformatics analyzes 32 SNPs were found, of which 16 were non-synonyms and of these 11 changed to a different class amino acid. The amino acids from positions 13, 78, 81 and 323 were those with the highest mutation rate of all: 40%, 31%, 31% and 49%, respectively, and were found associated with rainfall and light intensity. The modified structure at position 323 seems favors a stronger interaction of the enzyme with the substrate, plastoquinol, than Columbia-0. For expression data the PTOX gene is constitutively expressed under normal conditions and induced under stress conditions, especially those involving light intensity. We concluded that the changes (SNPs) in the PTOX gene sequence suggest to be related to the environmental adaptation, that is, this influences the selection of mutant genotypes. / Arabidopsis thaliana foi a primeira planta a ter seu genoma inteiramente sequenciado e se encaixa como principal modelo para estudos de plantas. Além disso, habita vários ambientes tornando-se um alvo interessante para investigar variações genéticas, como os polimorfismos. Esse estudo de polimorfismos no DNA é importante para a pesquisa, pois ajuda a identificar e desenvolver marcadores moleculares específicos. Aqueles polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) são os principais tipos de polimorfismos explorados e uma vez identificados são utilizados para compreender a adaptação e evolução da espécie, além de contribuir no melhoramento de determinado cultivar. A plastoquinol oxidase (PTOX) é uma oxidoredutase que atua na resposta ao estresse em plantas. Dessa forma, investigar os SNPs nesse gene em A. thaliana podem contribuir para descoberta de marcadores moleculares e indicá-lo como possível gene alvo para melhoramento em plantas. O objetivo deste estudo foi identificar os SNPs no gene PTOX de 1190 acessos de A. thaliana, prever as estruturas tridimensionais para os principais polimorfismos, analisar a expressão gênica em diversas condições e correlacioná-los com o ambiente. Coletamos os dados genômicos e anotamos o gene da PTOX manualmente, tomando como referência o ecotipo Columbia-0. Em seguida, todos os SNPs não-sinônimos foram identificados. As coordenadas dos acessos foram utilizadas para classificar o clima, a pluviosidade e a morfologia geográfica. A estrutura tridimensional foi predita pelo servidor PHYRE2, I-TASSER e Modeller 9.16; e as variantes estruturais polimórficas foram realizadas pela ferramenta mutagênese do PyMOL. As escolhidas foram submetidas ao “docking” molecular pelo servidor DockThor. A expressão gênica foi realizada pelo software TopHat. Nas análises de bioinformática 32 SNPs foram encontrados, dentre estes 16 foram não-sinônimos e destes 11 acarretaram a mudança para um aminoácido de classe diferente. Os aminoácidos das posições 13, 78, 81 e 323 foram aqueles que apresentaram maior taxa de mutação de todos: 40%, 31%, 31% e 49%, respectivamente, e apresentaram associação com a pluviosidade e a intensidade da luz. A estrutura modificada na posição 323 parece favorecer uma interação mais forte da enzima com o substrato, o plastoquinol, do que Columbia-0. Para os dados de expressão o gene da PTOX é expresso constitutivamente em condições normais e induzido em condições de estresse, especialmente aquelas que envolvem intensidade de luz. Concluímos que as mudanças (SNPs) na sequência do gene da PTOX sugerem estar relacionadas com a adaptação ambiental, ou seja, esta influencia a seleção de genótipos mutantes.