Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / Las isoflavonas son compuestos polifenólicos de conocida actividad estrogénica y alta eficiencia antioxidante, que se encuentran distribuidos en el poroto de soya, el trébol rojo y en una amplia variedad de vegetales. Los principales problemas para su aplicación farmacéutica y su estudio son su escasa solubilidad en agua y sus problemas de estabilidad. Una estrategia propuesta para proteger a compuestos inestables de la fotodegradación y también para mejorar su solubilidad en formulaciones farmacéuticas, es su inclusión en vehículos como ciclodextrinas, nanopartículas y sistemas lipídicos, entre otros. Los sistemas lipídicos formados por bicapas lipídicas (como por ejemplo: vesículas, liposomas y membranas de eritrocitos) han sido frecuentemente utilizados como modelos de estudio de interacción y transporte de fármacos en membranas. El uso de modelos tiene la ventaja de que no presentan la alta complejidad asociada a las membranas biológicas, son relativamente fáciles de preparar y constituyen un sistema bien definido y fácil de controlar. La existencia de regiones diferenciadas en la bicapa lipídica permite la interacción con un amplio tipo de substratos, existiendo una relación entre la naturaleza hidrofílica – lipofílica de la molécula y las diferentes zonas de la membrana. Así, las especies cargadas se enlazan electrostáticamente a la interfase, y los sustratos hidrofóbicos se ubican entre las cadenas hidrocarbonadas al interior de la bicapa. En este trabajo se determinó la hidrofobicidad de isoflavonas a través de la medida experimental del reparto y la distribución de estos compuestos en medio homogéneo y en sistemas microorganizados (vesículas) estableciendo una relación entre la estructura química, el grado de ionización, la lipofilicidad y las características del medio de dispersión. Los compuestos utilizados en este estudio fueron las isoflavonas genisteína, daidzeína, genistina, daidzina, equol, biochanina A, el fitoestrógeno coumestrol y el flavonol morina. Para estos polifenoles se determinó el coeficiente de reparto en un sistema octanol/agua (logP) y el coeficiente de distribución a distintos pH (logD). A partir de estos resultados, se seleccionaron cuatro compuestos para los que se evaluó su incorporación y reparto en vesículas / Isoflavones are polyphenolic compounds with known estrogenic activity and antioxidant efficiency, which are distributed in soybean, red clover and a wide variety of vegetables. The main problems for its pharmaceutical application and its study are their low water solubility and stability problems. A proposed strategy to protect unstable compounds of the photodegradation and also to improve their solubility in pharmaceutical formulations, is their inclusion in vehicles as cyclodextrins, nanoparticles and lipid systems, among others. Lipid systems formed by lipid bilayers (for example: vesicles, liposomes and erythrocyte membranes) have been frequently used as models for study of drug interaction and transport in membranes. The use of models have the advantage that they do not have the high complexity associated to the biological membranes, are relatively easy to prepare and that they constitute an easy to control and well defined system. The existence of differentiated regions in the lipid bilayer allows the interaction with a wide type of substrates, existing a relation between the hydrophilic-lipophilic nature of the molecule and the different zones in the membrane. Thus, the charged species are electrostatically linked to the interface, and the hydrophobic substrates are located between the hydrocarbonated chains inside the bilayer. In this work the hydrophobicity of isoflavones was determined through the experimental measure of the partition and the distribution of this compounds in homogeneous media and in micro-organized systems (vesicles) establishing a relation between the chemical structure, the ionization, the lipophilicity and the characteristics of the dispersion medium The compounds used in this study were the isoflavones genistein, daidzein, genistin, daidzin, equol, biochanin A, the phytoestrogen coumestrol and the flavonol morin. For this polyphenols the partition coefficient in a water/octanol system (logP) and the distribution coefficient at different pH (logD) was determined. From this results, four compounds were chosen in order to evaluate their incorporation and partition in vesicles

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2238.pdf: 2195036 bytes, checksum: 24016f830d2199e2b7ce80a59677423d (MD5) Previous issue date: 2008-08-06 / Universidade Federal de Minas Gerais / The separation of biotechnological products is an area of great economic importance once it represents the majority of the cost of this product. On industrial production of penicillin G (penG), the separation of the antibiotic has been made by extraction on organic solvent. However the decrease on the use of these solvents has become imperative in many chemical processes, caused mainly by environmental issues, which has motivating the pharmaceutical company PRODOTTI S/A, penG producer, on the research of new and less environmental aggressive ways to obtain this substance. Adsorption is one of the methods of concentration/purification most used by the chemical industry and it is based on the attraction exercised over the product (liquid phase) by a solid phase. The project sponsored by UFSCar/Prodotti/FINEP in progress has as one of its aims the study of the technical availability of substitution of extraction of penG by solvents for extraction by adsorption in hydrophobic resins. The penG, which is a weak acid, has therefore a favorable adsorption in low pH values. Nevertheless, penG can degrade itself under such conditions of pH, being required, in this way, adequate conditions for the operation. Therefore, the objective of this assignment was evaluate the influence of pH and temperature on the efficiency on adsorption of penG by hydrophobic resins, seeking conditions for maximum efficiency that do not result in degradation. Initially, it was necessary to develop the methodology that could allowed that analysis of a huge amount of penG samples in culture medium, which means that the penG could be analyzed in the presence of other nutrients and also could be distinguished between the intact and the degradated form. Some methods such as CLAE, iodometric and bioassay were analyzed and the conclusion was the CLAE method was necessary and also was able to quantify the penG s degradation rate. This features allowed the studies of penG s stability when exposed to different value pH and temperatures, the maximum half-life that it was stable in each condition and the time of growth, which means that it was possible to determine the time that the variation in the medium s concentration that did not affect the quantification of penG. Nevertheless, the CLAE method is very expensive to be applied to a large number of samples originated from culture medium. With this in mind, a new methodology was developed based on the complete hydrolysis of penG catalyzed by the penicillin G acilase, and this reaction proved to be precise and reproducible, reasons for being chosen in the later steps of this study. The efficiency of adsorption of penG was evaluated in the resins XAD-4, XAD-7, XAD-761 and activated carbon, and the XAD-4 resin has shown to be the most efficient with little increment of efficiency at pH 4.0 (44%) when compared to pH 6.0 (36%). Therefore, the XAD-4 resin was studied for parameters such as adsorption kinetics and the isotherms of adsorption were determined in different value of pH and temperatures. The Langmuir s isotherm had the best fit into the data collected in all the conditions, with maximum value of qmax = 595.06±51.54 mg penG/g resin, at pH 4 and 4°C. In order to analyze the adsorptions in value of pH lower than 4.0 without the occurrence of penG s degradation that usually occurs at high concentrations of this molecule and at value of pH lower than 4.0, two strategies referring to the adsorption conditions were studied. For the first one, the fermentative broth s pH is adjusted and right after this same broth is maintained in contact with the adsorbent. For the second method, the adsorbent was add to the fermentative broth at a pH of 7.0 and with the adsorption process the pH was reduced until reach the complete adsorption of the penG. The last process showed a better efficiency of adsorption of 0.77g penG/g resin and productivity of 0.31 g penG/g resin/hour at pH 4.0, meanwhile the direct adsorption at pH 4.0 had an efficiency of 0.548g penG/g resin (0.548 g penG/g resin/hour). The second strategy with the gradient is better since it increases the efficiency and decreases the productivity of the process. The results showed that the ideal situation would be to work with pH values even lower than 4, but elevated concentrations of penG will lead to the degradation of the antibiotic in this pH range. The desorption of penG was studied using a technique of experimental planning and analysis such as pH, temperature and composition of mixture water/ethanol. The results showed that to obtain a maximum desorption, the process must be effectuated at 8°C and utilizes as eluent a mixture of 82.5% ethanol and 17.5% water on a pH of 6.2. / A separação de produto biotecnológico é uma área de grande importância econômica, pois representa parcela predominante no custo do produto. Na produção industrial de penicilina G (penG), a separação do antibiótico vem sendo feita por extração em solvente orgânico. Contudo, a diminuição no uso desses solventes vem se tornando imperativa em muitos processos químicos, devido a questões ambientais, o que vem motivando a empresa farmacêutica PRODOTTI S/A, produtora de penG, a buscar rotas menos agressivas ao ambiente. Adsorção é uma das operações de concentração/purificação mais utilizadas na indústria química e é baseada na atração exercida sobre o produto (fase líquida) por uma fase sólida. Projeto conjunto UFSCar/Prodotti/FINEP, em andamento, visa estudar, entre outros objetivos, a viabilidade técnica da substituição da extração com solvente pela adsorção de penG em resinas hidrofóbicas. Sendo um ácido fraco, a adsorção de penG é favorecida em baixos valores de pH. Entretanto, a penG pode se degradar nesses valores de pH, sendo necessário, portanto, se buscar condições adequadas de operação. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do pH e da temperatura na eficiência de adsorção da penG em resinas hidrofóbicas, buscando condições de máxima eficiência mas que não acarretem sua degradação. Foi necessário inicialmente desenvolver metodologia de análise que permitisse quantificação de grande número de amostras de penG no meio de cultivo, ou seja, na presença de outros nutrientes, bem como discriminasse entre a forma preservada e a degradada. Foram comparados os métodos de CLAE, iodométrico e bioensaio, concluindo-se que CLAE era preciso e quantificava também a degradação, o que permitiu realizar estudos de estabilidade de penG a diferentes valores de pH e temperaturas. Esse método permitiu determinar o tempo máximo em que o antibiótico não degradava em cada condição, bem como o tempo de cultivo e, portanto, que a variação nas concentrações presentes no meio não afetavam a quantificação de penG. Contudo, CLAE é um método caro para estudo envolvendo grande número de amostras provenientes de caldo de cultivo. Desenvolveu-se assim nova metodologia baseada na hidrólise completa da penicilina G, catalisada por penicilina G acilase, que se mostrou precisa, reprodutível e foi por isso utilizada nas etapas seguintes deste trabalho. Avaliou-se a seguir a eficiência de adsorção de pen G das resinas XAD-4, XAD-7, XAD-761 e carvão ativado, verificando-se que XAD-4 era a mais eficiente, com pequena aumento de eficiência a pH 4,0 (44%) quando comparada com pH 6,0 (36%). Para a resina selecionada, XAD-4, foi então investigada as cinéticas de adsorção e determinadas as isotermas de equilíbrio a diferentes valores de pH e temperaturas. A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais em todas as condições, obtendo-se máximo valor de qmax de 595,06±51,54 mg penG/g resina, a pH 4 e 4 °C. Visando estudar a adsorção a valores de pH menores que 4,0 e evitar a degradação de penG que ocorre quando presente a altas concentrações e valores de pH abaixo de 4,0, estudaram-se duas estratégias de adsorção. Na primeira, o pH do caldo de cultivo foi ajustado e em seguida este foi mantido em contato com o adsorvente. Na segunda estratégia, o adsorvente foi adicionado ao caldo de cultivo a pH 7 e ao longo da adsorção este pH foi reduzido até ser atingida completa adsorção de penG. O processo com gradiente e adição gradativa de resina mostrou eficiência de adsorção de 0,77g penG/g resina e produtividade de 0,31 g penG/g resina/hora, a pH 4,0, enquanto que adsorção direta a pH 4,0 levou a 0,548g penG/g resina (0,548 g penG/g resina/hora). A estratégia em gradiente, pois, aumenta a eficiência e diminui a produtividade do processo. Os resultados mostraram que o ideal seria trabalhar diretamente a valores de pH ainda menores que 4, mas concentrações elevadas de pen G levam à degradação do antibiótico nessa faixa de pH. A dessorção de penG foi estudada utilizando a técnica de planejamento experimental e investigou-se as variáveis pH, temperatura e composição de mistura água/etanol. Os resultados mostraram que para se obter uma máxima dessorção, o processo deve ser realizado a 8oC e utilizar como eluente uma mistura de 82,5 % etanol e 17,5 % água em pH 6,2.

Orientador: Paulo Henrique dos Santos / Resumo: Objetivo: O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da aplicação de ácido fluorídrico com diferentes tempos e concentrações na superfície de materiais restauradores indiretos obtidos a partir de blocos utilizados na tecnologia CAD-CAM. Materiais e Métodos: Amostras dos materiais restauradores indiretos medindo 4x4x0,8mm foram obtidos a partir de blocos CAD para cada material estudado: resina nanocerâmica Lava Ultimate (3M Espe), monossilicato de lítio reforçado por zircônia Celtra Duo (Dentsply) e cerâmica híbrida Vita Enamic (Vita). Os materiais foram submetidos à aplicação de ácido fluorídrico com concentração de 5% ou 10%, sendo o mesmo aplicado pelos tempos de 20, 40, 60 ou 90 segundos. Um grupo controle para cada material foi avaliado, sem nenhum tratamento de superfície, contabilizando nove grupos de cada material (n=10). As amostras foram avaliadas em relação à rugosidade de superfície (Ra e Rz), avaliadas em microscopia óptica confocal; ângulo de contato (θ), energia de superfície (s) e energia livre total de interação (∆G) avaliados em goniômetro, e resistência de união ao cimento resinoso avaliada através do teste de microcisalhamento. Imagens das amostras foram obtidas em microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica confocal e microscopia de força atômica. Os dados de rugosidade de superfície, ângulo de contato, energia de superfície, energia livre total de interação e resistência de união foram submetidos à ANOVA dois fatores e teste de Tukey (p<... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Purpose: The aim of this study was to evaluate the effect of different times and concentration of hydrofluoric acid etching on the surface of indirect restorative materials obtained from blocks used in CAD-CAM technology. Methods and Materials: Samples of indirect restorative materials measuring 4x4x0.8mm were obtained for each restorative material studied: Lava Ultimate nanoceramic resin (3M Espe), Celtra Duo zirconia-reinforced lithium silicate ceramic (Dentsply) and Vita Enamic polymer-infiltrated ceramic-network material (Vita). The materials were submitted to etching with 5% or 10% hydrofluoric acid for 20, 40, 60 or 90 seconds. A control group for each material was evaluated without any surface treatment, totaling nine experimental groups for each material (n = 10). The samples were evaluated in relation to surface roughness (Ra and Rz), evaluated by confocal optical microscopy; contact angle (θ), surface energy (s) and total free interaction energy (∆G) evaluated by goniometer; and microshear bond strength to resin cement. Sample images were obtained by scanning electron microscopy (SEM), confocal optical microscopy and atomic force microscopy. Data of surface roughness, contact angle, surface energy, total free interaction energy and bond strength were submitted to two-way ANOVA and Tukey test (p<0.05). Results: The results showed that, in general, the Celtra Duo zirconia-reinforced lithium silicate ceramic showed better results when subjected to etching with 10% hyd... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-02-26T13:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 francisco_junior_ioc_mest_2007.pdf: 5291215 bytes, checksum: 88ec236330fd3ac74ad110315d9ceb1b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2016-01-13 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A capacidade do Trypanosoma cruzi de reconhecer moléculas na superfície de células fagociticas e não-fagociticas profissionais é essencial para sua sobrevivência no hospedeiro vertebrado. O papel de proteoglicanos sulfatados no processo de reconhecimento celular tem sido relatado em muitos patógenos humanos, incluindo o T. cruzi. Dados do nosso grupo demonstraram a participação de proteoglicanos de heparam sulfato (PGHS) de cardiomiócitos na invasão por formas tripomastigotas. Entretanto, a estrutura da molécula de PGHS envolvida na interação receptor-ligante e o papel de outros glicosaminoglicanos (GAGs) sulfatados no processo de invasão ainda não foram elucidados. Para avaliar a participação dos GAGs na invasão do T. cruzi, tripomastigotas, clone Dm28c, foram pré-tratados com 20µg/ml de heparina, queratam sulfato (KS) ou três fragmentos distintos de heparam sulfato (HS), os quais foram obtidos por tratamento enzimático (heparitinase I e II) e ácido nitroso. Nos ensaios de competição, os parasitas controles ou pré-tratados com GAGs solúveis foram incubados por 2hs a 37°C com culturas de cardiomiócitos e o percentual de infecção foi determinado após coloração pelo Giemsa. Nossos resultados revelaram uma inibição significante no índice de infecção de 84,8% e 45% após tratamento dos parasitas com heparina e com o fragmento N-acetilado/N-sulfatado (NA/NS), respectivamente, sugerindo o importante papel do domínio ([IdoUA-GlcNAc]-[GlcUA-GlcNS]3-[GlcUA-GlcNAc]4[GlcNAc]), da cadeia de HS no reconhecimento T. cruzi-cardiomiócito. Em contraste, o tratamento dos parasitas com KS, fragmento N-acetilado ou N-sulfatado não apresentou efeito no processo de invasão. O papel da sulfatação no processo de reconhecimento e invasão foi avaliado pelo tratamento de culturas de cardiomiócitos por 16hs a 37°C com diferentes concentrações de clorato de sódio e posteriormente, infectados com tripomastigotas (2hs)... (...) O declínio da sulfatação resultou na redução (dose dependente) do índice de infecção, alcançando níveis de inibição de 26%, 48,5% e 73,6% após o tratamento de cardiomiócitos com 25 mM, 50 mM e 75 mM de clorato de sódio, respectivamente, sugerindo a participação da carga negativa como moduladora do reconhecimento específico com o domínio NA/NS da cadeia de HS. Adicionalmente, ensaios bioquímicos foram realizados para caracterizar a proteína de ligação a heparina presente na superfície do T. cruzi. Duas bandas majoritárias de 65,8 kDa e 59 kDa foram identificadas no extrato protéico total das 3 formas evolutivas do T. cruzi por Western blotting, utilizando heparina, condroitim sulfato (CS) e HS conjugados a biotina. O ligante de heparina de T. cruzi foi isolado pela associação do método do Triton X-114 e cromatografia de afinidade a heparina-Sepharose. Após marcação metabólica (35S-Metionina), as proteínas hidrofóbicas foram isoladas em coluna de afinidade e separadas por SDS-PAGE, revelando um perfil protéico, similar ao extrato total, com duas bandas majoritárias (65,8 kDa e 59 kDa) eluídas com 0,5 M e 1,0 M de NaCl em tripomastigotas e epimastigotas, respectivamente. A análise isotópica também revelou uma expressão superior deste ligante (1,3-2 vezes) em tripomastigotas quando comparado com epimastigotas. As proteínas de ligação a heparina (65,8 kDa e 59 kDa) foram detectadas na fração de membrana de epimastigotas obtida pelo método de fracionamento subcelular associado a purificação em coluna de afinidade. A detecção das proteínas eluídas da coluna de afinidade a heparina por Western blotting com heparina-, HS- e CS-biotinilados revelou intensa marcação principalmente na proteína de 59 kDa. Além disso, a análise das proteínas por eletroforese não desnaturante revelou a presença de duas bandas nas formas tripomastigotas e epimastigotas de T. cruzi... (...) Ensaios bioquímicos complementares serão realizados a fim de obter informações detalhadas sobre a proteína de ligação a heparina de T. cruzi. / The ability of Trypanosoma cruzi to recognize molecules at the surface of both the phagocytic and non-phagocytic cells is essential to its survival in the vertebrate host. The role of the sulfated proteoglycans in the cell reco gnition process has been reported in several human pathogens, including T. cruzi . Data from our group have demonstrated the participation of heparan sulfated proteoglycan (HSP G) of cardiomyocytes in the invasion for forms trypomastigotes. However, the structure of th e HSPG molecule involved in the receptor-ligand interaction and the role of other s ulfated glycosaminoglycans (GAGs) in the invasion process have not been elucidated yet. To evaluate the participation of GAGs in T. cruzi invasion, trypomastigotes, clone Dm28c, were pre-treated with 20μg/ml of heparin, ke ratan sulfate (KS) or three distinct fragments of heparan sulfate (HS) obtained by enzym atic (heparitinase I and II) and nitrous acid treatments. For competition assays, the untrea ted or soluble GAGs pre-treated parasites were incubated for 2h at 37°C with the ca rdiomyocyte cultures and the percentage of infection was determined after Giemsa staining. Our results revealed a significant inhibition of the infection index of 84.8% and 45% after treatment of the parasites with heparin and the N-acetylated/ N-sulfated fragment, respectively, suggesting the important role of the ([IdoUA-GlcNAc]-[GlcUA-GlcNS] 3 -[GlcUA-GlcNAc] 4 [GlcNAc]) domain of the HS chain in the T. cruzi -cardiomyocyte recognition. In contrast, the treatm ent of the parasites with KS, N- acetylated or N-sulfated fragments did not display any effect in the invasion process. The role of sulfation in the recognition and invasion p rocess was evaluated by treating the cardiomyocytes cultures for 16h at 37°C with differ ent concentrations of sodium chlorate, followed by trypomastigotes infection (2h). The dec line of sulfation resulted in the reduction (dose dependent) of the infection index, achieving inhibition levels of 26%, 48.5% and 73.6% after treatment of cardiomyocyte cultures with 25mM , 50mM and 75mM of sodium chlorate, respectively, suggesting the participation of negat ive charge as modulator of the specific recognition with the NA/NS domain of HS chain. Additionately, biochemical assays were performed to characterize the heparin binding protein present at the surface of T. cruzi . Two major protein bands of 65.8 kDa and 59 kDa were identified in the total protein extract of all evolutive forms of T. cruzi by Western blotting , using biotin conjugated-heparin, -chondroitin sulfa te (CS) and -HS. The T. cruzi heparin ligand was isolated by association of Triton X-114 extraction method and heparin-Sepharose affinity chromatography. After metabolic labeling ( 35 S-Methionine), the hydrophobic proteins were isolated by affinity column and separated by S DS-PAGE, revealing a protein profile, similar to total protein extract, with two major ba nds (65.8 kDa and 59 kDa) eluted with 0.5M and 1M NaCl in trypomastigotes and epimastigotes, r espectively. The isotopic analysis also revealed a higher expression of heparin ligand (1.3 -2X) in trypomastigotes when compared to epimastigotes. The heparin binding proteins were detected at membrane fraction of epimastigotes obtained by cell fractionation method ology associated to the affinity column purification. The detection of proteins eluted from heparin affinity column with biotinilated heparin, CS and HS by Western blotting revealed intense labeling mainly at the 59 kDa protein. In addition, the analysis of the proteins by denaturant electrophoresis revealed the presence of two protein band in both trypomastigote s and epimastigotes forms of T. cruzi . Complementary biochemical assays will be carried ou t to get more detailed information about the T. cruzi heparin binding protein.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:01Z : No. of bitstreams: 1 000844273.pdf: 2534283 bytes, checksum: 94450333d4420bb0a2b9b9c01dfc331b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As proteínas são as moléculas mais abundantes nas células, sendo de crucial importância para o funcionamento das mesmas, desempenhando atividades tanto regulatórias quanto estruturais. Uma proteína se torna biologicamente ativa ao passar por um processo chamado enovelamento e, assim, alcançar seu estado nativo e funcional. Dentre vários fatores que influenciam no enovelamento da proteína, um que possui grande relevância é a hidrofobicidade da proteína, que ocorre devido às propriedades físicas das cadeias laterais dos aminoácidos. A hidrofobicidade contribui para a formação de um núcleo estável e compacto, além de participar na formação de contatos. Em trabalhos anteriores (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), foi mostrado que perturbar uma proteína através de uma mutação pode causar efeitos diferentes dependendo de sua hidrofobicidade média. Proteínas com baixa hidrofobicidade mostraram-se sensíveis a mutações, resultando em uma taxa de enovelamento mais lenta, enquanto as proteínas de alta hidrofobicidade permaneceram consideravelmente inalteradas. Utilizando quatro proteínas reais de hidrofobicidades diferentes, este trabalho visa mostrar a influência da hidrofobicidade média na variabilidade sequencial de proteínas e, posteriormente, correlacionar com os valores Φ e com o acoplamento direto entre os aminoácidos que formam contato. / Proteins are the most abundant molecules in the cell, being of crucial importance for your functioning, performing regulatory functions both as structural. A protein becomes biologically active passing through a process called folding and then achieves your native state. Among several factors that influence the protein folding, one that has a great participation is the protein hydrophobicity, which occurs because of physical properties of side chains of amino acids. The hydrophobicity contributes to form a compact and stable core, also participates of contacts formation. In previous work (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), was showed that inserting a mutation in a protein can cause different effects depending on its global hydrophobicity. Proteins with low hydrophobicity showed sensibility to mutations, resulting in a slower folding rate, while proteins with high hydrophobicity remain almost the same. This work will present the influence of global hydrophobicity in sequence variability throughout evolution. This work aims to show the influence of mean hydrophobicity in protein sequence variability and subsequently correlate with Φ values and direct coupling between aminoacids forming a contact.

Este trabalho teve como objetivo o estudo fitoquímico do extrato acetato de etila do epicarpo (EAEE) de Garcinia brasiliensis, modificação estrutural no biflavonoide natural fukugetina (LFQM-109) e ensaios de atividade antioxidante, leishmanicida e enzimático do composto natural LFQM-109 e de seus análogos semissintéticos. A espécie G. brasiliensis pertence à família Guttifereae e é cultivada em todo o território brasileiro. É conhecida popularmente como bacuri, bacupari, porocó e bacuripari, no Brasil. É uma espécie nativa do Brasil, Paraguai e norte da Argentina. O fracionamento do EAEE levou ao isolamento dos compostos LFQM-105, LFQM-106, LFQM-107, LFQM-108 e da Fukugetina (LFQM-109). Os compostos isolados foram identificados por comparação com padrões autênticos e por técnicas espectrométricas e espectroscópicas usuais. A partir do composto natural fukugetina, reações de acilação e alquilação foram realizadas com o objetivo de obter derivados semissintéticos mais lipofílicos. Para avaliar a atividade antioxidante (Poder Redutor e Sequestrante de radicais DPPH) utilizaram-se concentrações de 400-12,5 μmol.L-1 e como padrões ácido ascórbico e BHT. Para a avaliação antiparasitária (formas promastigotas e amastigotas) utilizou-se concentrações entre 100-50 μmol.L-1 e como padrão pentamidina. Os resultados apresentados nos testes demonstraram uma redução do potencial antioxidante dos derivados semissintéticos comparado com o composto natural LFQM-109, provavelmente por possuir menor numero de grupo hidroxilas fenólicas livres. Nos ensaios de atividade antiparasitária (formas promastigota e amastigota) foi observada uma potencialização da atividade dos derivados semissintéticos, possivelmente por serem mais lipofílicos que o composto de origem LFQM-109. Os ensaios enzimáticos foram realizados em cisteíno e serino proteases, observando-se uma atividade inibitória significativa dos derivados semissintéticos quando comparado ao precursor LFQM-109, indicando que o aumento da lipofilia favoreceu a ação nestas enzimas. O presente trabalho contribuiu desta forma, para o conhecimento da química e das atividades antioxidante, antiparasitária e enzimática dos compostos naturais obtidos de G. brasiliensis e semissintéticos da fukugetina. / This study aimed to the phytochemical study of ethyl acetate extract epicarp (EAEE) from Garcinia brasiliensis, structural change in the natural biflavonoids fukugetina (LFQM-109) and antioxidant activity assays, and enzymatic leishmanicidal of the natural compound and LFQM-109 its semisynthetic analogues. The species G. brasiliensis belongs to the family Guttifereae and is cultivated throughout the Brazilian territory. It is popularly known as bacuri, bacupari, and Poroca bacuripari species in Brazil and Bolivia as guapomo. It is a native of Brazil, Paraguay and northern Argentina. Fractionation of EAEE led to the isolation of compounds LFQM-105, LFQM-106, LFQM-107, LFQM-108 and Fukugetina (LFQM-109). The compounds were identified by comparison with authentic standards and by spectral and spectroscopic usual. From the natural compound fukugetina, alkylation and acylation reactions were performed in order to obtain more lipophilic semisynthetic derivatives. To evaluate the antioxidant activity (reducing power and DPPH radical scavenger) used concentrations of 400-12.5 μM and standards as ascorbic acid and BHT. For evaluating antiparasitic (promastigote and amastigote form) used concentrations between 100-50 μM as standard and pentamidine. The results showed a reduction in testing the antioxidant potential of semisynthetic derivatives compared with the natural compound LFQM-109, probably because reducing the number of phenolic hydroxyl in the structure with structural changes. In tests of antiparasitic activity (promastigote and amastigote forms) was observed an enhancement of the activity of semisynthetic derivatives, possibly by being more lipophilic than the parent compound LFQM-109. Assays were performed on cysteine and serine proteases, observing a significant inhibitory activity of semisynthetic derivatives compared to the precursor LFQM-109, indicating that the increased lipophilicity enhanced the action on these enzymes. This study has thus contributed to the knowledge of chemistry and the antioxidant, antiparasitic and natural compounds of enzyme obtained from G. brasiliensis and the semisynthetic fukugetin. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Ronaldo Junio de Oliveira / Banca: Fátima Pereira de Souza / Resumo: As proteínas são as moléculas mais abundantes nas células, sendo de crucial importância para o funcionamento das mesmas, desempenhando atividades tanto regulatórias quanto estruturais. Uma proteína se torna biologicamente ativa ao passar por um processo chamado enovelamento e, assim, alcançar seu estado nativo e funcional. Dentre vários fatores que influenciam no enovelamento da proteína, um que possui grande relevância é a hidrofobicidade da proteína, que ocorre devido às propriedades físicas das cadeias laterais dos aminoácidos. A hidrofobicidade contribui para a formação de um núcleo estável e compacto, além de participar na formação de contatos. Em trabalhos anteriores (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), foi mostrado que perturbar uma proteína através de uma mutação pode causar efeitos diferentes dependendo de sua hidrofobicidade média. Proteínas com baixa hidrofobicidade mostraram-se sensíveis a mutações, resultando em uma taxa de enovelamento mais lenta, enquanto as proteínas de alta hidrofobicidade permaneceram consideravelmente inalteradas. Utilizando quatro proteínas reais de hidrofobicidades diferentes, este trabalho visa mostrar a influência da hidrofobicidade média na variabilidade sequencial de proteínas e, posteriormente, correlacionar com os valores Φ e com o acoplamento direto entre os aminoácidos que formam contato / Abstract: Proteins are the most abundant molecules in the cell, being of crucial importance for your functioning, performing regulatory functions both as structural. A protein becomes biologically active passing through a process called folding and then achieves your native state. Among several factors that influence the protein folding, one that has a great participation is the protein hydrophobicity, which occurs because of physical properties of side chains of amino acids. The hydrophobicity contributes to form a compact and stable core, also participates of contacts formation. In previous work (J. Chem. Phys. 125, 084904, 2006), was showed that inserting a mutation in a protein can cause different effects depending on its global hydrophobicity. Proteins with low hydrophobicity showed sensibility to mutations, resulting in a slower folding rate, while proteins with high hydrophobicity remain almost the same. This work will present the influence of global hydrophobicity in sequence variability throughout evolution. This work aims to show the influence of mean hydrophobicity in protein sequence variability and subsequently correlate with Φ values and direct coupling between aminoacids forming a contact / Mestre

A avaliação da ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas toma-se importante pois este tipo de interação pode afetar a dinâmica e a reatividade de contaminantes apoIares no ambiente e influenciar no controle biogeoquímico do carbono no solo, podendo contribuir para a mitigação do efeito estufa. Entretanto, devido à heterogeneidade química das substâncias húmicas associada à baixa energia envolvida neste tipo de interação, evidências ou detecções experimentais são difíceis. Neste trabalho avaliou-se a ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas e também em alguns componentes do solo utilizando a metodologia de marcador de spin, detectável por ressonância paramagnética eletrônica, e a supressão de fluorescência. A utilização de diferentes marcadores de spin (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL e 5-MSSL) possibilitou avaliar que a interação estabelecida com o ácido húmico é predominantemente hidrofóbica. A forte imobilização do marcado r 5SASL no ácido húmico foi confirmada pela diminuição dos valores da taxa de difusão rotacional obtida por simulação espectral (109 s-1 em água e 106 s-1 em presença do ácido húmico). Da análise do comportamento espectral do marcador de spin, observou-se que a conformação estrutural do ácido húmico depende, além do pH, da concentração iônica. Em pH 7,5, foi observado que a utilização de concentrações iônicas acima de 0,1 moI L-1 de c1oreto de sódio favoreceu a formação de sítios hidrofóbicos menos expostos ao meio aquoso (internos). O tempo de hidratação e a concentração de ácido húmico também influenciaram na formação destes sítios. Os experimentos com variação de concentração de ácido húmico e de marcador de spin sugeriram que a estruturação de sítios hidrofóbicos internos, observados principalmente abaixo de pH 5, seja devida à agregação de várias estruturas húmicas menores. Embora tenha sido observada a existência de sítios hidrofóbicos no ácido fúlvico, este apresentou maior dificuldade de agregação em comparação ao ácido húmico, o que foi atribuído ao seu caráter mais hidrofílico. Dos experimentos de supressão de fluorescência, observou-se que a interação do pireno foi influenciada pelas características químicas dos ácidos húmicos extraídos de diferentes solos e sistemas de manejo. Os dados mostraram que quanto maior a aromaticidade do ácido húmico maior foi a interação, sugerindo que as interações estabelecidas ocorrem predominantemente por meio de forças de van der Waals. Não se obteve correlações significativas entre a porcentagem estimada de moléculas de marcadores de spin imobilizadas nos sítios hidrofóbicos internos com as características químicas dos ácidos húmicos. Este comportamento sugeriu que estes sítios podem estar mais associados à conformação estrutural do que à composição química dos ácidos húmicos. Também foi analisado o comportamento espectral do marcador de spin na presença de alguns componentes do solo (fração argila, solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico). Pelos resultados não se observou imobilização do marcador de spin na fração argila (caulinita), diferentemente do que foi observado para o solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico. As diferenças na imobilização dos marcadores de spin foram atribuídas aos diferentes teores de carbono de cada amostra. / Hydrophobic interactions can play an important role on the dynamics and reactivity of the apoIar organic compounds in the environrnent as well as the organic carbon dynamic in the global system, and eventually contribute to mitigation of greenhouse effect. However, due to the chemical heterogeneity of humic substances and the low energy involved in the hydrophobic interactions experimental evidences are very difficult to be obtained. ln this work, hydrophobic interactions in the humic substances and some soil components were evaluated through spin labeling, detected by electronic paramagnetic resonance, and fluorescence quenching. Using different spin labels (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL and 5-MSSL), it was possible to observe that the interactions established with humic acids are mainly hydrophobic. The decrease of the values of the rotational diffusion rates, obtained from spectral simulation, from 109 s-1 Iin water to 106 s-1 in the presence of humic acid indicated that the spin label was strongly immobilized in the humic acid. The results from the analysis of spectral anisotropy of the spin label showed that conformational aspects of the humic acid are dependent on pH value and ionic strength. For pH around 7.5 and using ionic strength above 0.1 moI L-1 of sodium chloride was noticed an increase in the formation of inner hydrophobic sites. It was noticed that the formation of inner hydrophobic sites also was influenced by hydration time and humic acid concentration. Data obtained using different humic acids and spin label concentration suggested that the inner hydrophobic sites formation (mainly at pH below 5) is due to the aggregation of small humic structures. The existence of inner hydrophobic sites was noticed in the fulvic acid. However, the fulvic acid presented more difficulty to form aggregates, in comparison with humic acid, due to its major hydrophilic characteristic. From data obtained by fluorescence quenching it was observed that the interaction of pyrene was influenced by chemical composition of humic acid samples extracted from different soils and tillage systems. An increase of interactionin samples with higher aromaticity degree was shown, which indicates that the van der Waals forces are prevailing. No correlation between the estimated percentages of spin label molecules immobilized in the inner hydrophobic sites and the chemical characteristics of humic acid samples was obtained. This behavior suggested that the hydrophobic sites in the humic acid are mainly related to structural conformation instead of chemical composition. The mobility trend of spin label in the presence of soil components (clay fraction, fluoridric acid treated soil and humic acid) was also analyzed. No spin label immobilization was noticed in the clay fraction (kaolinite). On the other hand strongly immobilized spin label in the fluoridric acid treated soil and humic acid were observed. The differences in the immobilization were attributed to the carbon content.

A avaliação da ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas toma-se importante pois este tipo de interação pode afetar a dinâmica e a reatividade de contaminantes apoIares no ambiente e influenciar no controle biogeoquímico do carbono no solo, podendo contribuir para a mitigação do efeito estufa. Entretanto, devido à heterogeneidade química das substâncias húmicas associada à baixa energia envolvida neste tipo de interação, evidências ou detecções experimentais são difíceis. Neste trabalho avaliou-se a ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas e também em alguns componentes do solo utilizando a metodologia de marcador de spin, detectável por ressonância paramagnética eletrônica, e a supressão de fluorescência. A utilização de diferentes marcadores de spin (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL e 5-MSSL) possibilitou avaliar que a interação estabelecida com o ácido húmico é predominantemente hidrofóbica. A forte imobilização do marcado r 5SASL no ácido húmico foi confirmada pela diminuição dos valores da taxa de difusão rotacional obtida por simulação espectral (109 s-1 em água e 106 s-1 em presença do ácido húmico). Da análise do comportamento espectral do marcador de spin, observou-se que a conformação estrutural do ácido húmico depende, além do pH, da concentração iônica. Em pH 7,5, foi observado que a utilização de concentrações iônicas acima de 0,1 moI L-1 de c1oreto de sódio favoreceu a formação de sítios hidrofóbicos menos expostos ao meio aquoso (internos). O tempo de hidratação e a concentração de ácido húmico também influenciaram na formação destes sítios. Os experimentos com variação de concentração de ácido húmico e de marcador de spin sugeriram que a estruturação de sítios hidrofóbicos internos, observados principalmente abaixo de pH 5, seja devida à agregação de várias estruturas húmicas menores. Embora tenha sido observada a existência de sítios hidrofóbicos no ácido fúlvico, este apresentou maior dificuldade de agregação em comparação ao ácido húmico, o que foi atribuído ao seu caráter mais hidrofílico. Dos experimentos de supressão de fluorescência, observou-se que a interação do pireno foi influenciada pelas características químicas dos ácidos húmicos extraídos de diferentes solos e sistemas de manejo. Os dados mostraram que quanto maior a aromaticidade do ácido húmico maior foi a interação, sugerindo que as interações estabelecidas ocorrem predominantemente por meio de forças de van der Waals. Não se obteve correlações significativas entre a porcentagem estimada de moléculas de marcadores de spin imobilizadas nos sítios hidrofóbicos internos com as características químicas dos ácidos húmicos. Este comportamento sugeriu que estes sítios podem estar mais associados à conformação estrutural do que à composição química dos ácidos húmicos. Também foi analisado o comportamento espectral do marcador de spin na presença de alguns componentes do solo (fração argila, solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico). Pelos resultados não se observou imobilização do marcador de spin na fração argila (caulinita), diferentemente do que foi observado para o solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico. As diferenças na imobilização dos marcadores de spin foram atribuídas aos diferentes teores de carbono de cada amostra. / Hydrophobic interactions can play an important role on the dynamics and reactivity of the apoIar organic compounds in the environrnent as well as the organic carbon dynamic in the global system, and eventually contribute to mitigation of greenhouse effect. However, due to the chemical heterogeneity of humic substances and the low energy involved in the hydrophobic interactions experimental evidences are very difficult to be obtained. ln this work, hydrophobic interactions in the humic substances and some soil components were evaluated through spin labeling, detected by electronic paramagnetic resonance, and fluorescence quenching. Using different spin labels (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL and 5-MSSL), it was possible to observe that the interactions established with humic acids are mainly hydrophobic. The decrease of the values of the rotational diffusion rates, obtained from spectral simulation, from 109 s-1 Iin water to 106 s-1 in the presence of humic acid indicated that the spin label was strongly immobilized in the humic acid. The results from the analysis of spectral anisotropy of the spin label showed that conformational aspects of the humic acid are dependent on pH value and ionic strength. For pH around 7.5 and using ionic strength above 0.1 moI L-1 of sodium chloride was noticed an increase in the formation of inner hydrophobic sites. It was noticed that the formation of inner hydrophobic sites also was influenced by hydration time and humic acid concentration. Data obtained using different humic acids and spin label concentration suggested that the inner hydrophobic sites formation (mainly at pH below 5) is due to the aggregation of small humic structures. The existence of inner hydrophobic sites was noticed in the fulvic acid. However, the fulvic acid presented more difficulty to form aggregates, in comparison with humic acid, due to its major hydrophilic characteristic. From data obtained by fluorescence quenching it was observed that the interaction of pyrene was influenced by chemical composition of humic acid samples extracted from different soils and tillage systems. An increase of interactionin samples with higher aromaticity degree was shown, which indicates that the van der Waals forces are prevailing. No correlation between the estimated percentages of spin label molecules immobilized in the inner hydrophobic sites and the chemical characteristics of humic acid samples was obtained. This behavior suggested that the hydrophobic sites in the humic acid are mainly related to structural conformation instead of chemical composition. The mobility trend of spin label in the presence of soil components (clay fraction, fluoridric acid treated soil and humic acid) was also analyzed. No spin label immobilization was noticed in the clay fraction (kaolinite). On the other hand strongly immobilized spin label in the fluoridric acid treated soil and humic acid were observed. The differences in the immobilization were attributed to the carbon content.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Batista - resumo.pdf: 37444 bytes, checksum: 8f8f7a4b6f5f96a5fc6085e5128c66c2 (MD5) Previous issue date: 2013-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The control of surface wettability is an issue of great scientific interest because of the large number of applications both as hydrophobic to hydrophilic surfaces, such as medical instruments, fluidic microdevices, coating for microdevices, manipulation of nanoparticles, microscale motors, lubricants, waterproofing surfaces and even instruments for domestic use. The objectives of this work are to compare the values obtained in experiments with surfaces of well-defined topography with available theoretical models and characterize the transition between hydrophobic and superhydrophobic surfaces with the proposition of configurations and criteria that lead to a better understanding of the wettability and superhydrophobic surfaces production, in the light of the energy minimization. / O controle da molhabilidade de superfícies é um tema de grande interesse científico em função da grande quantidade de aplicações, tanto para superfícies hidrofílicas quanto hidrofóbicas, como é o caso de instrumentos médicos, microdispositivos fluídicos, recobrimento para microdispositivos, manipulação de nanopartículas, motores em microescala, lubrificantes, impermeabilização de superfícies e mesmo em instrumentos de uso doméstico. Os objetivos deste trabalho são comparar os valores obtidos em experimentos com superfícies de topografia bem definida com os modelos teóricos disponíveis e caracterizar a transição entre superfícies hidrofóbicas e superhidrofóbicas, com a proposição de configurações e critérios que levem a um melhor entendimento da molhabilidade e da produção de superfícies superhidrofóbicas, sob a luz da minimização de energia.