O genoma de Xanthomonas citri (Xac) possui mais de 20 tipos de transportadores do tipo ABC incluindo o operon ssuABC associado ao transporte de alcano sulfonatos. Deste operon, escolhemos a proteína periplasmática ligadora de alcano sulfonatos SsuA2, para caracterização e análises espectroscópicas e estruturais. A rSsuA2 foi expressa no citoplasma de células de Escherichia coli e utilizada para a preparação de anticorpos em camundongos, que foram capazes de reconhecer a proteína recombinante, mas não a nativa no extrato de células de Xac. A rSssuA2 apresenta estrutura característica de proteínas alfa-beta, maior estabilidade em pH neutro (7.0), como também foi evidenciado pela obtenção de cristais somente nesta faixa, e pouca flexibilidade ao desenovelamento térmico. Os cristais difratam com resolução de 1.8 Å e pertencem ao grupo espacial de simetria P21. Além do o operon ssu (ssu2) altamente conservado, Xac apresenta o operon tau (ssu1) para captação de taurina. O papel do operon para Xac é discutido. / Xanthomonas citri (Xac) genome has more than 20 different ABC transporters, including the ssuABC operon. In this work, the alkanosulphonate-periplasmic binding protein SsuA2 was chosen for spectroscopic and structural analysis. The rSsuA2 protein was expressed as a soluble form and purified by immobilized metal affinity chromatography. Antibodies produced from the recombinant protein were able to recognize the rSsuA2, but not the native protein in the Xac extract samples. The protein presents secondary structure defined by alfa helices and beta-sheets, high stability in neutral pH and low flexibility to the thermal denaturation. The determination of the optimal pH range was important to produce crystals of high quality diffracting at 1.8 Å with symmetry of the P21 spatial group. Besides the highly conserved operon ssu (ssu2), Xac has the tau operon (ssu1) for taurine uptake.

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.

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.

O genoma de Xanthomonas citri (Xac) possui mais de 20 tipos de transportadores do tipo ABC incluindo o operon ssuABC associado ao transporte de alcano sulfonatos. Deste operon, escolhemos a proteína periplasmática ligadora de alcano sulfonatos SsuA2, para caracterização e análises espectroscópicas e estruturais. A rSsuA2 foi expressa no citoplasma de células de Escherichia coli e utilizada para a preparação de anticorpos em camundongos, que foram capazes de reconhecer a proteína recombinante, mas não a nativa no extrato de células de Xac. A rSssuA2 apresenta estrutura característica de proteínas alfa-beta, maior estabilidade em pH neutro (7.0), como também foi evidenciado pela obtenção de cristais somente nesta faixa, e pouca flexibilidade ao desenovelamento térmico. Os cristais difratam com resolução de 1.8 Å e pertencem ao grupo espacial de simetria P21. Além do o operon ssu (ssu2) altamente conservado, Xac apresenta o operon tau (ssu1) para captação de taurina. O papel do operon para Xac é discutido. / Xanthomonas citri (Xac) genome has more than 20 different ABC transporters, including the ssuABC operon. In this work, the alkanosulphonate-periplasmic binding protein SsuA2 was chosen for spectroscopic and structural analysis. The rSsuA2 protein was expressed as a soluble form and purified by immobilized metal affinity chromatography. Antibodies produced from the recombinant protein were able to recognize the rSsuA2, but not the native protein in the Xac extract samples. The protein presents secondary structure defined by alfa helices and beta-sheets, high stability in neutral pH and low flexibility to the thermal denaturation. The determination of the optimal pH range was important to produce crystals of high quality diffracting at 1.8 Å with symmetry of the P21 spatial group. Besides the highly conserved operon ssu (ssu2), Xac has the tau operon (ssu1) for taurine uptake.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2016-01-13T23:50:52Z No. of bitstreams: 1 TESE-FINAL-FRANCO-HENRIQUE-CORRIGIDO-V4.pdf: 27152448 bytes, checksum: 7d448c937bb21040514eedeaa37f689f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-13T23:50:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE-FINAL-FRANCO-HENRIQUE-CORRIGIDO-V4.pdf: 27152448 bytes, checksum: 7d448c937bb21040514eedeaa37f689f (MD5) Previous issue date: 2015-11-06 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / According to WHO, Leishmaniasis is the second most important disease caused by protozoans. However, the available therapeutic arsenal for its treatment is limited and has low efficacy and safety profile. Once Leishmania ssp. are pteridine auxotrophs key enzymes of the folate metabolism have been targeted to circumvent this dilemma. However, Dihydrofolate Reductase-Thymidylate Synthase (DHFR-TS) inhibitors are ineffective against Leishmania major due to an alternative folate pathway regulated by Pteridine Reductase 1 (PTR1). Thus, identifying molecules that act on both enzymes is crucial to develop new leishmanicidal drugs. For that reason, the main goal of this study is to identify, through in silico approaches, (pharmacophore models), putative PTR1 inhibitors that also show structural requirements for L. major DHFR-TS inhibition. The pharmacophore models 10 and 20, PTR1 (2 H-bond donors, 4 H-bond acceptors and 3 hydrophobic centers) and DHFR-TS inhibitors (2 H-bond acceptors and 2 hydrophobic centers) respectively, show high performance to differentiate true-binders from decoys (AUCPTR1=0.90; AUCDHFR-TS=0.86) and to explain the structure-activity relationships for the inhibitors under study. Thus, these models were employed sequentially to select 10 molecules whose effect over the thermal stability of LmPTR1 was investigated by ThermoFluor?. According to this assay, two molecules stabilize LmPTR1: Z80393 (?Tm = 1.02?C) and Z33165 (?Tm = 0.9?C). Binding displacement assays with biopterin or NADPH showed that Z80393 binds within the substrate binding site, whereas Z33165 binds in the cofactor binding site. Z80303 effect over the catalytic activity of PTR1 was investigated by fluorimetry. This approach allowed us to determine the inhibitor?s potency (IC50=32.31 ? 1.18 ?M). Finally, Z80303 putative binding profile was generated by molecular docking and analyzed by Molecular Dynamics (productive phase= 15 ns). The results show that during 70% of the simulation, Z80393 H-bonds to Ser-111 and Arg-17 residues. Therefore, this study not only led to identification of a new class of LmPTR1 inhibitors, but also allowed us to determine its potency, mode of inhibition and binding profile towards its therapeutic target. / A leishmaniose tem sido indicada pela OMS como a segunda protozoose mais importante em termos de mortalidade e preval?ncia. Entretanto, o repert?rio de f?rmacos dispon?veis ? limitado e apresenta, na maioria dos casos, baixos ?ndices de efic?cia e seguran?a. Embora os protozo?rios do g?nero Leishmania sejam auxotr?ficos para folatos, inibidores da Diidrofolato Redutase-Timidilato Sintase (DHFR-TS) s?o pouco eficazes contra esse parasito. A baixa suscetibilidade se explica pela presen?a da Pteridina Redutase 1 (PTR1) que atua como via alternativa para a redu??o de ?cido f?lico ou de pteridinas n?o conjugadas, quando DHFR-TS est? inibida. Diante desse cen?rio, mol?culas que atuam sobre PTR1 e DHFR-TS de Leishmania ssp. parecem ser promissoras para o desenvolvimento de f?rmacos contra a leishmaniose. Por essa raz?o, o objetivo desse trabalho foi identificar, por triagem in silico (modelo farmacof?rico), potenciais inibidores de PTR1 que apresentem os requisitos estruturais m?nimos para inibir tamb?m DHFR de L. major. Os modelos farmacof?ricos 10 e 20, baseados em inibidores de PTR1 (2 doadores de lig. H, 4 aceitadores de lig. H e 3 centros hidrof?bicos) e DHFR-TS (2 aceitadores de lig. H e 2 centros hidrof?bicos) respectivamente, mostraram desempenho satisfat?rio em discriminar inibidores verdadeiros de falsos positivos (AUCPTR1=0,90; AUCDHFR-TS=0,86), al?m de explicarem a rela??o entre a estrutura qu?mica e a atividade biol?gica. Esses modelos foram usados sequencialmente para selecionar 10 mol?culas que tiveram seu efeito sobre a estabilidade t?rmica de LmPTR1 investigado por ThermoFluor?. Nesse ensaio foram identificadas duas mol?culas que estabilizaram LmPTR1: Z80393 (?Tm = 1,02?C) e Z33165 (?Tm = 0,9?C). Ensaios de deslocamento com biopterina ou NADPH mostraram que Z80393 compete com o substrato, enquanto Z33165 interage no s?tio do cofator. O efeito de Z80393 sobre a atividade catal?tica de LmPTR1 foi investigado por fluorimetria, permitindo determinar a pot?ncia desse inibidor (IC50=32,31 ? 1,18 ?M). Por fim, um modelo de intera??o para esse inibidor foi gerado por acoplamento molecular e a pose obtida foi analisada atrav?s de uma Din?mica Molecular com fase produtiva de 15 ns. Os resultados obtidos mostram que durante 70% da simula??o, Z80393 faz liga??es de H com os res?duos Ser-111 e Arg-17. Portanto, o presente trabalho n?o s? levou a identifica??o de uma nova classe de inibidores de LmPTR1, mas tamb?m permitiu caracterizar sua pot?ncia, modalidade de inibi??o e perfil de intera??o com seu alvo terap?utico.

[pt] O ciclofenil é um medicamento antiestrogênico usado em tratamentos de distúrbios ovarianos. Por outro lado, esse efeito em homens resulta em aumento de massa muscular, sendo seu uso proibido para atletas do sexo masculino pelo código mundial antidoping estabelecido pela WADA. Os métodos de espectrofotometria de absorção e de fluorescência permitem quantificar direta ou indiretamente o ciclofenil, porém não são adequados para a análise de amostras mais complexas. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um método baseado na cromatografia líquida de alta eficiência para determinação de ciclofenil usando detecção por fluorescência, após a fotoderivação do ciclofenil. A separação utiliza eluição isocrática (tampão borato 10 mmol/L(-1), pH 10/metanol/ 60/40 por cento v/v), e coluna C18 mantida a 35 graus Celsius. Após a fotoderivação com UV, formaram-se fotoderivados luminecentes, como previsto na literatura, sendo que o fotoderiado com tempo de retenção igual a 2,7 min foi o escolhido para fins quantitativos por ser estável ao longo de 96 h após o processo de derivatização. Foram obtidos os limites de detecção de 6,6 x 10(-8) mol/L(-1) e de quantificação de 7,3 x 10(-7) mol/L(-1). A faixa de resposta linear se extendeu até 5 x 10(-5) mol/L(-1) (de ciclofenil). As recuperações obtidas em formulações farmacêuticas se apresentaram entre 94 e 105 por cento. Os resultados indicaram que a homogeneidade e estabilidade dos medicamentos de ciclofenil são satisfatórias. As fontes que mais contribuiram para a incerteza de medição estão associadas ao preparo das soluções e à construção da curva analítica. / [en] Cyclofenil is an anti-estrogen used in treatments of ovarian disorders. On the other hand, its effect in men results in the increasing of muscle mass, being its use, by male athletes, banned by the World Anti-Doping Code established by World Anti-Doping Agency. Absorption and fluorescence spectrophotometries allow direct or indirect quantification of cyclofenil, however, they are not suitable for the analysis of complex samples. This work proposes the development of a method based on high performance liquid chromatography to determine cyclofenil using photochemical induced fluorescence detection. The separation using isocratic elution (10 mmol/L(-1) borate buffer at pH 10/methanol (60/40 per cent v/v), and column C18 maintained at 35 degrees celsius. After exposing cyclofenil to the UV, fluorescent photoderivatives were formed, as indicated in the literature, with the photoderivative with the retention time of 2.7 min used for quantitative purposes since it is stable for over 96 h after the photoderivatization procedure. The detection limit was 6.6 x 10(-8) mol/L(-1) and the limit of quantification was 7.3 x 10(-7) mol/L(-1). The linear response range extended up to 5 x 10(-5) mol/L(-1) (as cyclofenil). Recoveries in pharmaceutical formulations were between 94 and 105 per cent. The results indicated that the homogeneity and stability of cyclofenil tablets are satisfactory. The uncertainty sources that present the greatest contributions to the measurement uncertainty were the ones associated with the preparation of the solutions and the analytical curve.