Nosso trabalho foi dividido em um primeiro capítulo dedicado à análise do peptidoma do estriado de camundongos no modelo da 6-OHDA e também à atividade das oligopeptidases EP 24.15 e EP 24.16; e um segundo capítulo com os dados referentes a uma colaboração resultante de estágio sanduíche no Instituto Max-Planck de Psiquiatria em Munique, Alemanha, e que se refere a estudos peptidômicos em amostras post-mortem do lobo temporal anterior e do corpo caloso de pacientes esquizofrênicos. Para desenvolver os trabalhos utilizamos a técnica de marcação isotópica e label free aplicadas ao LC-MS/MS. No caso do modelo de Parkinson, os resultados indicaram alterações significativas em 5 diferentes fragmentos peptídicos e para a esquizofrenia, 2 fragmentos mostraram-se biologicamente diferentes. Ambos os trabalhos geraram grande quantidade de dados que abrem possibilidades investigativas para novos alvos de estudos em ambas as doenças. / The thesis is divided in one chapter, which was dedicated to peptidomic analysis of the striatum in the 6-OHDA mice model and also to oligopeptidase activity such as EP 24.15 and EP 24.16. The second chapter refers to data obtained during a research internship in the Max-Planck Institute of Psychiatry, Munich, Germany, in which we ran peptidomic analysis of post-mortem samples of the anterior temporal lobe and corpus callosum from schizophrenia patients. Both projects used mass spectrometry techniques such as isotopic labeling and label free applied to LC-MS/MS. In the Parkinsons disease model we observed significant changes in 5 different peptide fragments, and for schizophrenia samples, 2 peptide fragments were biologically different. The resulting data acquired in both projects lead to a substantial increase in prospective possibilities to new targets associated to the disorders studied here.

Orientador: Wagner Vilegas / Resumo: Apesar dos diversos relatos do uso de Rhipsalis Gaërtn (Cactaceae) por populações tradicionais no tratamento de uma gama de enfermidades, há pouquíssimos estudos fitoquímicos com esse grupo de cactos e por vezes estes são superficiais, apenas indicando a possível presença de algumas classes de produtos naturais. Ademais, estudos avaliando a atividade biológica de Rhipsalis são escassos. Neste viés, este trabalho objetivou investigar a composição química do gênero Rhipsalis e avaliar possíveis atividades ligadas à sua composição, subsidiando desta forma seu uso popular. Esta dissertação foi dividida e organizada da seguinte forma: a primeira parte apresenta uma introdução geral sobre plantas medicinais e sua importância, assim como uma revisão sobre estudos fitoquímicos em Cactaceae. Em seguida, foram redigidas três seções: na primeira, investigamos a composição química de Rhipsalis teres (Vell.) Steud identificando 5 saponinas derivadas do ácido oleanólico, 2 flavonoides C-glicosilados derivados da apigenina e 2 ácidos fenólicos; na segunda, investigamos a composição química do gênero Rhipsalis identificando 28 saponinas cujo core é o ácido oleanólico e 8 flavonoides, também sugerimos fingerprints para cada espécie avaliada com base nas substâncias majoritárias, os resultados quantitativos obtidos por UPLC-MS foram eficientes na identificação das espécies com base na filogenia; na terceira, avaliamos as atividades antioxidante, antifúngica e anti-inflamatória de espécies de R... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Despite the several reports of the use of Rhipsalis Gaërtn (Cactaceae) by traditional populations in the treatment of a range of diseases, there are very few phytochemical studies with this group and sometimes these are superficial, only indicating the possible presence of some classes of natural products. In addition, there are very few studies evaluating the biological activity of Rhipsalis. Therefore, this work aimed to investigate the chemical composition of the genus Rhipsalis and to evaluate possible activities related to its composition, thus subsidizing its popular use. This dissertation was divided and organized as follows: the first part presents a general introduction on medicinal plants and their importance as well as a review on phytochemical studies in Cactaceae. Then, three sections were written: in the first one, we investigated the chemical composition of Rhipsalis teres, identifying 5 saponins derived from oleanolic acid, 2 C-glycosilated flavonoids derived from apigenin and 2 phenolic acids; in the second section, we investigate the chemical composition of the genus Rhipsalis identifying 28 saponins whose core is oleanolic acid and 8 flavonoids, we also suggested fingerprints for each species evaluated on the basis of the majority compounds, the quantitative results obtained by UPLC-MS were efficient in the identification of the species based on the phylogeny; in the third, we evaluated the antioxidant, antifungal and anti-inflammatory activities of Rhipsal... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Leandro Mantovani de Castro / Resumo: A Olivancillaria urceus é uma das espécies de gastrópode marinho mais abundante na região subtropical da costa sudeste brasileira, frequentemente capturada na pesca de arrasto de fundo do camarão sete barbas. Nos últimos anos, a investigação química em moluscos marinhos têm revelado informações sobre uma variedade de compostos de interesse clínico, em especial os peptídeos, apresentando propriedades farmacológicas distintas, como por exemplo, ação antimicrobiana. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o isolamento e caracterização de peptídeos que existam naturalmente nos tecidos do gastrópode marinho Olivancillaria urceus utilizando-se de um método específico de extração, seguido de fracionamento por cromatografia líquida em coluna C18, ensaio de atividade antimicrobiana contra os microorganismos: M. luteus, E. coli e C. albicans, e identificação das frações com atividade por espectrometria de massas. Nossas análises identificaram uma fração do extrato peptídico, denominada 18-M-3, com atividade antimicrobiana contra a bactéria Micrococcus luteus, apresentando uma concentração média de 2,18 mg/ml. A análise por espectrometria revelou tratar-se de uma fração complexa, constituída principalmente por um conjunto de peptídeos descritos pela primeira vez, fragmentos de proteínas citosólicas e nucleares conservados em diferentes espécies de moluscos. Estes resultados abrem novas perspectivas sobre o potencial farmacológico de extratos O. urceus. / Abstract: Olivancillaria urceus is one of the most abundant marine gastropod species in the subtropical region of the Brazilian southeast coast, often caught in shrimp trawling. In recent years, chemical research in marine molluscs has revealed information on a variety of compounds of clinical interest, especially peptides, exhibiting distinct pharmacological properties, such as antimicrobial action. In this context, the aim of this work was the isolation and characterization of peptides that exist naturally in the tissues of the marine gastropod O. urceus using a specific extraction method, followed by liquid chromatography fractionation on C18 column, antimicrobial activity tests against microorganisms M. luteus, E. coli e C. albicans, and identification of the fractions with activity by mass spectrometry of. Our analyzes identified a fraction of the peptide extract, designated 18-M-3, with antimicrobial activity against the bacterium Micrococus luteus, presenting an average concentration of 2.18 mg / ml of peptides. Spectrometric analysis revealed a complex fraction consisting mainly of a set peptides, fragments of cytosolic and nuclear proteins conserved in different species of mollusks. These results open new perspectives about the pharmacological potential of O. urceus extracts. / Mestre

Muitas substâncias das espécies de Lychnophorinae (Asteraceae) são relatadas como inibidoras da síntese de mediadores da cascata do processo inflamatório. Nesse processo, duas enzimas são essenciais e atuam no metabolismo do ácido araquidônico, formado em processos inflamatórios: ciclooxigenase (COX) e lipoxigenase (LOX). A análise de impressões digitais metabólicas é um método capaz de fornecer informações sobre o objeto de estudo através da utilização de ferramentas estatísticas, além de possibilitar a correlação desses dados com outros utilizando métodos in silico. O objetivo deste estudo foi analisar 26 espécies da subtribo Lychnophorinae quanto à atividade inibitória in vitro das vias COX- e LOX-dependentes e identificar as substâncias responsáveis por essa atividade através de análises in silico de correlação entre bioatividade e impressão digital metabólica. As impressões digitais metabólicas dos extratos hidrometanólicos das espécies de Lychnophorinae foram obtidas utilizando UHPLC-UV-(DAD)-MS (OrbitrapTM). Os ensaios de triagem de inibição das vias COX-1 e 5-LOX-dependentes revelaram que 20 espécies possuem atividade inibitória dupla para ambas as vias com valores de IC50 menores que 100 ?g.mL-1. Dentre essas, 11 espécies apresentaram valores de IC50 menores que 40 ?g.mL-1, e cinco apresentaram valores de IC50 menores que 10 ?g.mL-1. Utilizando-se as impressões digitais metabólicas e os resultados de inibição enzimática foram realizadas análises estatísticas multivariadas supervisionadas e não supervisionadas (PCA, PLS e OPLS) visando à identificação de substâncias discriminantes (ativas). Através das análises de correlação, obtiveram-se as prováveis substâncias que detém o potencial inibitório. As cinco substâncias com maior potencial discriminante foram identificadas por técnicas de desreplicação e são: a lactona sesquiterpênica (4,5-diidro-15-desoxigoyazensolido), dois flavonóides glicosilados (3-O-(acetil-hexosídeo)-quercetina e 7-O-(cumaroil-hexosídeo)-apigenina), e um hidroxinerolidol. Assim, este estudo revelou o ótimo potencial inibidor das enzimas COX-1 e 5-LOX dos extratos hidrometanólicos das espécies de Lychnophorinae. Além disso, indicou as substâncias mais discriminantes responsáveis por essa atividade, sendo as substâncias acima mencionadas as propostas como as principais responsáveis pela atividade inibidora das enzimas COX e LOX / Several compounds from Lychnophorinae species (Asteraceae) are reported as inhibitors of cascade mediators that elicits the inflammatory process. During this process, two enzymes are essential in the metabolism of the arachidonic acid: cyclooxygenase (COX) and lipoxygenase (LOX). The analysis of metabolic fingerprinting is a method that provides information about the object of study by using statistical tools, and enables the correlation of these data with others using in silico methods. This work therefore aimed to analyze 26 species of the Lychnophorinae subtribe for in vitro inhibition of COX-1 and 5-LOX and (to) identify the bioactive compounds responsible for this activity by in silico correlation analysis between bioactivity and metabolic fingerprint. The metabolomic analysis was carried out using UHPLC-DAD-ESI-Orbitrap and a metabolic fingerprint for each extract was obtained. The in vitro inhibition screening assays of COX-1 and 5-LOX revealed that 20 extracts presented dual inhibitory activity on both enzymes with IC50 values lower than 100 ?g.mL-1. Among them, 11 species showed IC50 values lower than 40 ?g.mL-1 and five lower than 10 ?g.mL-1. In order to identify discriminant substances (active), supervised and non-supervised multivariate statistical analysis (PCA, PLS e OPLS) were performed using the metabolic fingerprints and the results of enzyme inhibition. Through correlation analysis, it was possible to locate the substances most likely to be responsible for the pharmacological activity in both enzymes simultaneously; among them, five were chosen as the most likely. The substances were identified by dereplication as: a sesquiterpene lactone (4,5-dihydro-15-desoxygoyazensolide), two flavonoids (3-O-(acetil-hexoside)-quercetin and 7-O-(cumaroil-hexoside)-apigenine), and a hidroxynerolidol. In summary, in this work it was possible to reveal crude extracts with outstanding inhibitory potential of both, COX-1 and 5-LOX, enzymes as well as to propose the most probable compounds responsible for this action, and the compounds mentioned above were proposed as the main responsible for the inhibitory activity.

Em face das recentes exigências das agências regulatórias quanto à aprovação de novos fármacos, os estudos de biotransformação têm-se tornado uma etapa indispensável para a identificação e otimização de compostos bioativos. O objetivo desses estudos é identificar, já nas fases iniciais da descoberta de fármacos, candidatos que apresentam propriedades indesejáveis como a (i) presença de metabólitos ativos ou tóxicos; (ii) inibição de enzimas metabolizadoras; (iii) depuração metabólica inadequada, entre outras. Neste estudo, foi realizada a caracterização metabólica e a identificação de possíveis inibidores das enzimas do citocromo P450 de oito promissores candidatos a fármacos, identificados através de ensaios virtuais como inibidores da TcGAPDH, Cruzaina e TcDHODH, todas do Trypanosoma cruzi, agente causador da doença de Chagas. Esses compostos foram testados contra as três principais isoformas do citrocromo P450: CYP 3A4, CYP 2D6 e CYP2C9. Os valores de IC50 de 1,4 µM e 1,3 µM contra a CYP2C9 foram encontrados para os compostos Nequimed53 e Nequimed125, enquanto o Nequimed42 inibiu a CYP 3A4 com um valor de IC50 de 7,12 µM. Posteriormente foi conduzida a caracterização metabólica dos compostos Nequimed53 e 125 com foco na identificação dos principais metabólitos, sítios de metabolismo e vias de biotransformação através da técnica de LC-ESI-QqTOF-MS. Para ambos os compostos, a biotransformação por microssomas extraídos de fígado de ratos deu-se preferencialmente por uma única via dependente de NADPH. No caso do Nequimed54, o metabólito formado apresentou uma variação da razão m/z de +16, indicando a ocorrência da hidroxilação do composto parental, enquanto que para o composto Nequimed125, o metabólito formado apresentou uma variação da razão m/z de -28, condizente com a perda de um fragmento etila do composto parental. / In the light of recent demands from regulatory agencies for the acceptance of new drugs, the biotransformation studies have become an essential step for the identification and optimization of bioactive compounds. The objective of these studies is to identify compounds that have undesirable properties such as (i) the presence of toxic or active metabolites, (ii) inhibition of metabolizing enzymes, (iii) excessive metabolic clearance, inter alia. In this study we characterized the metabolism and cytochrome P450 inhibition of eight compounds identified by virtual screening as inhibitors of TcGAPDH, Cruzain and TcDHODH which are of interest as targets for intervention in treatment of Chagas Disease. These compounds were tested against cytochrome P450 isoforms 3A4, 2D6 and 2C9. IC50 values of 1.4 µM and 1.3 µM against CYP 2C9 were observed for Nequimed53 and Nequimed125.while Nequimed42 inhibited CYP 3A4 with an IC50 of 7.1 µM. Subsequently, we characterized the in vitro metabolism of Nequimed53 and 125 with a focus on metabolite identification and biotransformation pathways using the LC-ESI-MS-QqTOF technique. For each, the biotransformation by rat liver microsomes occurred by a single NADPH-dependent pathway. For Nequimed54, the observed metabolite [M+16]+ indicated hydroxylation of parent compound. The metabolite [M-28]+ observed for Nequimed125 indicated desethylation of the parent compound.

Muitos fatores podem influenciar o desenvolvimento placentário e fetal na égua, dentre eles destaca-se a idade, a paridade e o porte materno. A produção de hormônios esteroides pela unidade feto-placentária também pode ser influenciada pela paridade e raça, porém não existem relatos prévios que relacionem os efeitos da idade da égua sobre a produção desses hormônios na gestação. Este trabalho conta com três objetivos principais: o primeiro investigou a influência do número de partos e da idade materna sobre a eficiência placentária e a biometria do potro ao nascimento, utilizando a análise estereológica da placenta a termo. O segundo determinou a influencia da biometria parental na macro e microscopia placentária e consequências para o desenvolvimento fetal e para o crescimento, comportamento e funções fisiológicas pós-natais. Por último foi avaliada a influência da idade e paridade materna, e da raça do potro sob a produção de estrógenos, progesterona e cortisol plasmáticos em éguas prenhes. Quarenta fêmeas gestantes foram categorizadas de acordo com a idade (Id1: 4 a 8 anos; Id2: 8 a 12 anos; Id3: ≥ 13 anos), a pluriparidade (Par1: nulíparas, Par 2: 1 a 3 partos; Par3: ≥ 4partos) e a raça do produto (MP: Mangalarga Paulista; BH: Brasileiro de Hipismo). As coletas de plasma foram realizadas semanalmente a partir do quinto mês de gestação até o termo, e a quantificação dos hormônios foi realizada pela técnica de Espectrometria de Massas. Os partos foram acompanhados a campo e dados do escore Apgar, comportamento e amostras sanguíneas para análise bioquímica dos potros foram coletados nas primeiras doze horas de vida. As membranas corioalantóides foram recolhidas após o delivramento, pesadas e fotografadas em escala. Foram coletados fragmentos correspondentes às regiões do corpo do útero, corno uterino gestante e corno uterino contralateral para análise estereológica. Parâmetros de crescimento dos neonatos foram comparados do nascimento até os dois anos de idade, assim como foram coletados dados da altura, peso e perímetro torácico materno e paterno. Não foram observadas diferenças significativas na quantificação de esteróides quando considerados os fatores número de partos e raça do produto para a categorização das fêmeas. As concentrações de estrógenos foram estatisticamente superiores no grupo Id2 em relação ao Id3, em alguns meses do período gestacional avaliado. Foi observado que a idade e a paridade materna influenciam o desenvolvimento dos microcotilédones e a densidade total de superfície dos vilos, bem como a vascularização e a composição tecidual das diferentes regiões da placenta, contribuindo de fato para uma maior área de contato materno-fetal e transferência de gases e nutrientes entre mãe e feto, culminando com o nascimento de potros mais altos, mais pesados e com maior circunferência torácica. O porte paterno, e principalmente o materno, influenciou o desenvolvimento das vilosidades fetais e a área de superfície de contato materno-fetal, com efeito positivo no desenvolvimento e no crescimento fetal, resultando no nascimento de potros com melhores respostas adaptativas e metabólicas. Também destaca-se que o período de vida intrauterino foi determinante para a taxa de crescimento pós-natal até os 24 meses de vida. / Many factors may influence placental and fetal development in the mare, like age, parity and maternal size. The production of steroid hormones by fetal-placental unit can also be influenced by parity and breed, but there are no previous reports relating the effects of the mares age on the production of these hormones during pregnancy. This paper has three main objectives: the first investigated the influence of maternal age and parity on placental efficiency and size of the foal at birth, using stereological analysis of the term placenta. The second determined the influence of parental size on macro and microscopy of the placenta and consequences for fetal development and growth, behavior and postnatal physiological functions. Finally, the influence of maternal age and parity was evaluated, and the breed´s foal in the production of plasmatic oestrogens, progesterone and cortisol in pregnant mares. Forty pregnant females were categorized according to age (Id1: 4-8 years; Id2: 8-12 years; Id3: ≥ 13 years), parity (Par1: nulliparous, Par2: 1 to 3 births; Par3: ≥ 4 births) and foal´s breed (MP: Mangalarga Paulista; BH: Brazilian Sporthorse). Plasma samples were collected weekly from the fifth month of pregnancy to term, and quantification of hormones was performed by Mass Spectrometry. Deliveries were accompanied and Apgar score, behavior and blood samples for biochemical analysis of the foals were collected within the first twelve hours of life. The chorioallantoic membranes were collected after delivery, weighed and photographed to scale. Tissue sections were collected from regions: uterine body, pregnant uterine horn and contralateral uterine horn to be analyzed stereologically. Neonate´s growth parameters were compared from birth up to two years old, as well as data on maternal and paternal height, weight, and thoracic perimeter were collected. No significant differences were observed in the quantification of steroids when considering maternal parity and foal´s breed for the mares groups. The concentrations of oestrogens were significantly higher in Id2 group when compared with Id3, in some months of the gestational period evaluated. It was observed that maternal age and parity influence the development of the microcotyledons and total villi surface density, as well as the vascularization and tissue composition of different regions of the placenta, contributing in fact to a larger area of fetomaternal contact and transfer of gases and nutrients between mother and fetus, culminating with foals that were taller, heavier and with larger thoracic circumference at birth. The paternal, and mainly maternal size, influenced the development of fetal villi and the area of fetomaternal contact surface with a positive effect on the development and fetal growth, resulting in the birth of foals with better metabolic and adaptive responses. It also highlights that the period of intrauterine life was decisive for the postnatal growth rate up to 24 months of life.

A metabolômica vem se tornando uma abordagem eficaz para a avaliação abrangente de plantas medicinais, classificação de matérias-primas, além de estudos quimiotaxonômicos. Este trabalho demonstra a aplicabilidade da metabolômica, utilizando a subfamília Barnadesioideae (Asteraceae) como modelo de estudo, na avaliação da qualidade e classificação de espécies medicinais (espécies de Chuquiraga) e no estudo quimiotaxonômico dos principais gêneros de Barnadesioideae (Arnaldoa, Barnadesia, Chuquiraga, Dasyphyllum, Fulcaldea e Schlechtendalia). Em primeiro lugar, a análise dos perfis metabólicos por LC-MS dos membros de Barnadesioideae demonstrou que esta subfamília constitui um grupo quimicamente não explorado com uma diversidade complexa de substancias fenólicas, fenilpropanoides, alquilglicósidos e glicosídeos triterpenoides. As relações intergenéricas dentro da subfamília Barnadesioideae, baseadas na comparação dos seus perfis metabólicos por análises estatísticas multivariadas, mostraram semelhanças com as relações intergenéricas propostas pelo mais recente estudo filogenético com base em marcadores morfológicos e moleculares. Em segundo lugar, a aquisição dos perfis metabólicos de espécies de Chuquiraga (C. jussieui, C. spinosa e C. weberbaueri) por analises de LC-MS, levaram à identificação de uma variedade significativa de compostos fenólicos, fenilpropanoides, alquilglicosídeos e glicosídeos triterpenoides, assim como o estabelecimento de modelos de classificação geográfica e de espécies, além da identificação de metabólitos discriminantes por meio de análises estatísticas multivariadas exploratórias e supervisionadas. Terceiro, uma abordagem clássica foi realizada através da aquisição dos perfis cromatográficos por HPLC de espécies de Chuquiraga para o perfilhamento de compostos fenólicos e a classificação das espécies por meio de análises estatísticas multivariadas exploratórias e supervisionadas. Logo, os resultados revelam a metabolômica como uma valiosa ferramenta auxiliar no controle de qualidade e classificação de plantas medicinais, bem como em estudos de quimiotaxonômia / Metabolomics is emerging as an effective approach for the comprehensive evaluation of medicinal plants, classification of raw material, as well as chemotaxonomic studies. This work demonstrates the applicability of metabolomics, using the subfamily Barnadesioideae (Asteraceae) as a study model, for quality assessment and classification purposes of medicinal species (Chuquiraga genus) and a chemotaxonomy study of six Barnadesioideae genera (Arnaldoa, Barnadesia, Chuquiraga, Dasyphyllum, Fulcaldea and Schlechtendalia). First, the LC-MS metabolic profiles of Barnadesioideae demonstrated that this subfamily constitutes a chemically underinvestigated taxa with a complex diversity of phenolic compounds, phenylpropanoid derivatives, alkyl glycosides, and triterpenoid glycosides. The intergeneric relationships within Barnadesioideae genera, based on the comparison of their LC-MS metabolic profiles by exploratory and supervised analyses, displayed similarities to those of the intergeneric relationships obtained by the most recent phylogenetic study based on morphological and molecular markers. Second, the LC-MS metabolic profiles of three Chuquiraga species (C. jussieui, C. spinosa and C. weberbaueri) lead to the identification of a significant variety of phenolic compounds, phenylpropanoid derivatives, alkyl glycosides, and triterpenoid glycosides, as well as the establishment of prediction models for geographical origin and species classification, as well as the identification of discriminating metabolites by exploratory and supervised multivariate statistical analysis. Third, a classical approach was carried out by acquiring HPLC chromatographic profiles of three Chuquiraga species (C. jussieui, C. spinosa and C. weberbaueri) for profiling phenolic compounds and comparison by exploratory and supervised multivariate statistical analysis. Therefore, our results support metabolomics as a valuable tool in the quality control and classification of medicinal plants as well as in chemotaxonomy studies.

Nas últimas décadas, o desenvolvimento das técnicas de ionização à pressão atmosférica impulsionou a espectrometria de massas, na caracterização e elucidação estrutural de compostos de grande massa molecular. O surgimento dessas técnicas foi o responsável pela amplitude nas aplicações e estudos de espectrometria de massas, sendo a ionização por electrospray a mais versátil dentre essas fontes de ionização. O caráter eletrolítico da fonte de ionização por electrospray permite-se obter íons provenientes de três processos químicos: i) ácido-base; ii) redox e iii) complexação. A extensão com que cada um desses processos ocorrerá dependerá de fatores relacionados à operação da fonte de ionização e grandezas termoquímicas do analito. O notável progresso em técnicas experimentais, processamento de dados e integração entre as mais diversas áreas de aplicação da química, tem estimulado e beneficiado a aplicação da química teórica em estudos de reações em fase gasosa. A aplicação da química computacional fornece uma compreensão quantitativa das variações estruturais e energéticas dos possíveis íons formados durante a ionização da amostra, permitindo também a compreensão das possíveis vias de dissociação. É neste sentido, que o sinergismo entre a aplicação de conceitos derivados da química quântica pode auxiliar nas análises de espectrometria de massas. O objetivo desta tese foi o de se aplicar os modelos fundamentados na mecânica quântica para obtenção de grandezas termoquímicas relacionadas aos fenômenos que ocorrem durante as análises de espectrometria de massas por electrospray. Inicialmente, a comparação entre métodos ab initio, modelos compostos e aqueles embasados na teoria do funcional de densidade foram empregados nos cálculos das grandezas termoquímicas para a -butirolactona e 2-pirrolidinona, com a finalidade de se obter parâmetros termoquímicos de alta qualidade. Os modelos compostos G2, G2(MP2), CBS-Q, CBS-QB3 e os métodos B3LYP, B3P86, B98, PW91PW91 e MP2 foram testados. Os valores obtidos para a entalpia de formação, afinidade protônica e basicidade em fase gasosa para essas duas moléculas foram comparados aos dados experimentais disponíveis na literatura. Os melhores resultados para os valores de entalpia de formação foram obtidos ao se empregar o modelo B3LYP/6-31+G(d,p). A afinidade protônica e basicidade em fase gasosa foram mais bem descritas por B3LYP e G2(MP2). Posteriormente, foram estudadas a 1,4-benzoquinona, 1,4-naftoquinona, bem como seus derivados (2-acetilamina-1,4-naftoquinona; 2-propionilamina-1,4-naftoquinona; 2-butirilamina-1,4-naftoquinona, 2-benzoilamina-1,4-naftoquinona, 2-succinilamina-1,4-naftoquinona e lapachol). A escolha do modelo teórico empregado foi realizada por se comparar as geometrias, afinidade protônica, basicidade em fase gasosa, energia de ionização e afinidade eletrônica obtidos para a 1,4-benzoquinona com aqueles disponíveis na literatura. O modelo B3LYP/6-31+G(d,p) foi o mais exato com relação as grandezas termoquímicas supracitadas, assim, este modelo foi empregado no cálculo dessas mesmas grandezas para a 1,4-naftoquinona e seus derivados. A influência do substituinte na estrutura eletrônica dessas moléculas protonadas, desprotonadas, oxidadas, reduzidas e cationizadas foi estudada utilizando-se análises energéticas, geométricas, eletrônicas e topológicas. O desenvolvimento desses estudos compreendeu as análises das grandezas termoquímicas e análises da densidade eletrônica pelos métodos NBO (Natural Bond Orbital), NSA (Natural Steric Analysis), NRT (Natural Resonance Theory) e AIM (Atoms in molecules). A ionização por electrospray e a dissociação induzida por colisão foram realizadas para os derivados da 1,4-naftoquinona, sendo analisados suas moléculas protonadas, desprotonadas, reduzidas, oxidadas e cationizadas com Na+. As vias mecanísticas de dissociação foram embasadas nas análises da superfície de energia obtidas pelo cálculo das energias de Gibbs e entalpias. / In recent decades, the development of atmospheric ionization techniques improved mass spectrometry, principally for characterization and structural elucidation of high-molecular weight compounds. The development of spray ionization was responsible for the spread of applications and studies of mass spectrometry, where the electrospray ionization is the most versatile among the ionization sources. The electrolytic character of electrospray source allows obtaining ions by three different chemical processes: i) acid-base; ii) redox and, iii) metal complexation. These processes will occur through several factors which can be related to the ionization source and thermochemical parameters of analyte. The notable progress of experimental analyses, computational data and the integration between several areas of chemical application have stimulated the use of theoretical chemistry at gas-phase studies. Computational chemistry can furnish a quantitative understanding of the structure and energy of possible ions during the ionization process. For this reason, the synergism between the concepts from quantum chemistry and gas-phase chemistry can help mass spectrometry analysis. The main purpose of this thesis was the application of several quantum mechanical models to obtain thermochemical parameters which can be related to mass spectrometry phenomena. Firstly, the comparison between ab initio, composite model and DFT methods were employed to obtain the thermochemical parameters to -butyrolactone e 2-pyrrolidinona, in order to obtain high performance of thermochemical parameters. The composite G2, G2(MP2), CBS-Q and, the B3LYP, B3P86, B98, PW91PW91 and MP2 methods were tested. The calculated values were compared to experimental values reported in the literature. The best results for enthalpies of formation were obtained when B3LYP/6-31+G(d,p) model was employed. The proton affinity and gas-phase basicity were better described by using of B3LYP and G2(MP2). Secondly, the studies with quinones were performed, where the 1,4-benzoquinone, 1,4-naphthoquinone and its derivatives (2-acylamino-1,4-naphthoquinone; 2-propyonilamino-1,4-naphthoquinone; 2-butyrilamino-1,4-naphthoquinone; 2-benzoylamino-1,4-naphthoquinone; 2-succynilamino-1,4-naphtoquinone and, lapachol) were studied. A search for a theoretical model was made to compare the geometries, proton affinity, gas-phase basicity, ionization energy and electron affinity to 1,4-benzoquinone with those reported in the literature. The most accurate results were obtained by using of B3LYP/6-31+G(d,p). Thus, this model was applied in all studies with 1,4-naphthoquinone derivatives. The influence of substituent groups on electronic structure of protonated, deprotonated, reduced, oxidized and cationized molecules were studied by energetic, geometrics, electronics and topological analyses. The development of these studies and the determination of the thermochemical parameters and wave function analysis was achieved by means of Natural Bond Orbitals, Natural Steric Analysis, Natural Resonance Theory and Atoms in Molecules The electrospray ionization and gas-phase collision-induced dissociation were made for the 1,4-naphtoquinone derivatives by analyzing their protonated, deprotonated species, the radicalar and sodiated ones. The main fragmentation pathways were elucidated on the basis of the energy surface by using Gibbs energies and enthalpies.

Uma das maneiras de obtenção de extratos comercialmente viáveis é a utilização dos procedimentos clássicos de maceração. Apesar de várias substâncias serem extraídas por esses métodos, moléculas mais sensíveis à degradação oxidativa podem não resistir. Neste trabalho foi avaliada a atividade antioxidante de diferentes extratos de espécies de macroalgas marinhas, obtidos por meio das marchas fitoquímicas clássicas. Os extratos não mostraram atividade significante nos modelos experimentais utilizados. Além disso, os ácidos graxos e esteróides das algas estudadas foram analisados por cromatografia gasosa. Os resultados indicaram uma maior quantidade de ácidos graxos insaturados e algumas das algas apresentaram o colesterol como o esteróide majoritário. Apesar de ser verificada a presença de carotenóides remanescentes, estes foram encontrados em concentrações baixas e nenhuma outra molécula resistente aos métodos de extração empregados foi detectada. Desta maneira, partiu-se para o desenvolvimento de metodologias de análise de carotenóides, que são substâncias com conhecida atividade antioxidante. Para isso, foi padronizado um método por HPLC-UV-EC, que separou um total de 16 pigmentos e os dados obtidos em ambos detectores foram comparados. Apesar do detector eletroquímico ser geralmente mais sensível, obteve-se melhores resultados utilizando-se o detector DAD. Com a metodologia padronizada, foi possível obter o perfil de pigmentos de cada espécie deste estudo. Dando continuidade ao desenvolvimento de metodologias para a análise de carotenóides, padrões dessa classe de substâncias, além de outras moléculas contendo polienos em sua estrutura, foram estudados por espectrometria de massas, elucidando-se seus mecanismos de ionização por diferentes fontes. Um balanço entre a formação de íons radicalares e protonados foi proposto para as xantofilas quando ionizadas por ESI, enquanto que nessa mesma fonte foram obtidos íons protonados para retinóides e moleculares para o ß-caroteno. Ao lado de cálculos teóricos de energia de ionização, sugere-se que a formação do íon molecular, exceção para as análises em ESI, é dependente da extensão da conjugação e está relacionada à presença de oxigênio na molécula. Estudos utilizando-se a fonte nanoSpray mostraram resultados opostos, obtendo-se maior intensidade do íon protonado para as xantofilas, mesmo na ausência de ácido. Visando suportar os resultados obtidos em ESI, moléculas sintéticas com cadeia poliênica de diferente extensão e uma porção flavonoídica foram analisadas. Aquela com maior número de conjugações apresentou baixa intensidade do íon molecular e reações de dissociação na fonte, de maneira análoga ao que é observado para o ß-caroteno, enquanto que a estrutura com a menor cadeia poliênica apresentou um íon molecular mais estável. Além disso, a energia de ionização calculada para a molécula maior foi menor, corroborando com os dados experimentais, o que sugere que o \"Caro-Flavo\" com maior cadeia poliênica deve apresentar atividade antioxidante mais próxima ao ß-caroteno que o de cadeia curta. Essas mesmas substâncias sintéticas, ao lado de astaxantina e epicatequina, foram testadas quanto à sua atividade em inibir a lipoperoxidação induzida por radiação UVA ou UVB, sendo que o \"Caro-Flavo\" de cadeia maior atuou como melhor antioxidante quando irradiado com UVB, apresentando maior atividade na menor dose de radiação. Porém, quando irradiado com UVA, apresentou atividade pró-oxidante mais pronunciada ainda que a da astaxantina. Nestes experimentos, foi verificada atividade atividade pró-oxidante em todas as condições de radiação para o \"Caro-Flavo\" menor. Outras moléculas sintéticas, derivadas do a-tocoferol também foram testadas e não apresentaram diferenças estatisticamente significantes desta vitamina. / Classic maceration is one of the most used processes to obtain commercially viable extracts. Despite several substances can be extracted by using these methods, molecules that are susceptible to oxidative degradation may not resist. In this work it was evaluated the antioxidant activity of extracts of different species of marine macroalgae, obtained through phytochemistry classic methods. The extracts showed no significant activity in the experimental models used. In addition, fatty acids and steroids from algae were analyzed by gas chromatography. Results indicated greater amount of unsaturated fatty acids and some of the algae showed the cholesterol as the major steroid. Although some carotenoids remained in the algae extract, they were found in low concentrations and no other molecule resistant to the methods of extraction employed was detected. Thus, it was turned to the development of methodologies for carotenoids analysis, which are known substances with antioxidant activity. A method was standardized by HPLC-UV-EC, which separated a total of 16 pigments and the data obtained in both detectors were compared. Even though the electrochemical detector is generally more sensitive, better results were obtained using the DAD detector. With a standardized methodology, it was possible to obtain the profile of pigments for each species studied. To continue the development of methodologies for carotenoids analysis, standards of this class of substances and other polyene-containing molecules were studied by mass spectrometry. Ionization mechanisms were elucidated by using different sources. A balance between the formation of radical and protonated ions was proposed for xanthophylls when ionized by ESI. When ESI was used to ionize retinoids and carotenes, only protonated and radical ions, respectively, were found. Besides theoretical calculations of ionization energy, it was suggested that the formation of the molecular ion, except for the analyses in ESI, is dependent on the conjugation extension and is related to the presence of oxygen in the molecule. Studies using the nanoSpray source showed opposite results. In this case, it was obtained higher intensity of the protonated ions for xanthophylls, even in the absence of acid. To support the results obtained in ESI, synthetic molecules containing different length of polyene chain and a flavonic portion were analyzed. Those with the greatest conjugation chain showed low intensity of the molecular ion and decoupling reactions at the source. This effect was similar to that observed for ß- carotene in the same conditions. The structure with the smaller polyene chain presented a more stable molecular ion. Furthermore, the ionization energy calculated for the larger molecule was lower, corroborating with the experimental data and suggesting that the larger \"Caro-Flavo\" should present a better antioxidant activity. These synthetic substances, along with astaxanthin and epicatechin, were tested according to their activity in inhibiting UVA or UVB induced lipoperoxidation. The largest \"Caro-Flavo\" showed better antioxidant activity when UVB-irradiated in the lowest irradiation dose. Nevertheless, when this molecule is UVA-irradiated, a pro-oxidant activity is even more pronounced than the astaxanthin pro-oxidant activity. In these experiments, a pro-oxidant activity for the smallest \"Caro-Flavo\" was verified for all irradiation conditions. Other synthetic molecules, derived from α-tocopherol were also tested and showed no statistically significant differences, when compared to this vitamin.

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Com isso, objetivou-se identificar duas espécies de cochonilhas de ocorrência no Sul do Brasil e caracterizá-las quimicamente por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LCMS) e cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS). Foram utilizadas análises de características moleculares e morfológicas para identificação dos insetos. Os extratos semi-polares foram avaliados por LC-MS, enquanto que a GC-MS foi utilizada para avaliação da fração lipofílica. A identificação molecular revelou que ambos os insetos coletados pertencem à família Coccidae e com o uso de uma chave taxonômica, foi inferido que as espécies são Ceroplastes glomeratus e Ceroplastes grandis. A análise por LC-MS demonstrou diferenças majoritariamente quantitativas entre as espécies. Em C. grandis o principal constituinte do extrato semi-polar foi o ácido ceroalbolínico, enquanto que para a espécie C. glomeratus foi o ácido carmínico - o principal composto presente no carmim produzido por D. coccus. A análise por GC-MS do material ceroso também distinguiu as duas espécies. Em C. grandis hidrocarbonetos foi o grupo predominante enquanto em C. glomeratus predominaram açúcares. Com base nos resultados, pode-se concluir que a espécie C. glomeratus é uma potencial fonte de extrato de vermelho carmim, no entanto, a extração e o rendimento do composto podem ser limitados devido à grande quantidade de camada cerosa no corpo dos insetos. / O extrato de cochonilha, ou carmim, é um corante produzido por Dactylopius coccus (Costa) (Hemiptera: Dactylopiidae) amplamente utilizado pelas indústrias alimentícias, cosméticas e têxteis. Entretanto existem outras espécies de insetos que também produzem produtos naturais incluindo pigmentos com potencial para aplicação comercial. Porém, as informações sobre o conteúdo de metabólitos especializados destas espécies ainda são limitadas. Nesse sentido, técnicas cromatográficas acopladas à espectrometria de massas, podem ser utilizadas a fim de identificar e quantificar estes compostos. Com isso, objetivou-se identificar duas espécies de cochonilhas de ocorrência no Sul do Brasil e caracterizá-las quimicamente por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LCMS) e cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS). Foram utilizadas análises de características moleculares e morfológicas para identificação dos insetos. Os extratos semi-polares foram avaliados por LC-MS, enquanto que a GC-MS foi utilizada para avaliação da fração lipofílica. A identificação molecular revelou que ambos os insetos coletados pertencem à família Coccidae e com o uso de uma chave taxonômica, foi inferido que as espécies são Ceroplastes glomeratus e Ceroplastes grandis. A análise por LC-MS demonstrou diferenças majoritariamente quantitativas entre as espécies. Em C. grandis o principal constituinte do extrato semi-polar foi o ácido ceroalbolínico, enquanto que para a espécie C. glomeratus foi o ácido carmínico - o principal composto presente no carmim produzido por D. coccus. A análise por GC-MS do material ceroso também distinguiu as duas espécies. Em C. grandis hidrocarbonetos foi o grupo predominante enquanto em C. glomeratus predominaram açúcares. Com base nos resultados, pode-se concluir que a espécie C. glomeratus é uma potencial fonte de extrato de vermelho carmim, no entanto, a extração e o rendimento do composto podem ser limitados devido à grande quantidade de camada cerosa no corpo dos insetos.