Orientador: Jörg Kobarg / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_EduardoCruz_M.pdf: 2623796 bytes, checksum: 858f8566bae7879895e451ce06ad3bfb (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Cinases desempenham um papel importante na ativação de vias bioquímicas em células eucarióticas. Neks (NIMA related kinases) são uma família conservada de proteínas cinases relacionadas à progressão do ciclo celular e divisão celular, contendo em torno de 40% de identidade no domínio catalítico N-terminal com a proteína NIMA (Never in Mitosis, gene A) de Aspergillus nidulans. As cinases Neks são também descritas como relacionadas a patologias, particularmente câncer. Por estas características, as Neks são alvos potenciais para o tratamento de cânceres e desenvolvimento de drogas anti-câncer. Neste trabalho foram selecionados compostos em uma biblioteca de 87 compostos para os domínios de cinase mutados de hNek1, hNek2, hNek6, hNek8 e hNek9 e o domínio de cinase selvagem de hNek7, através de um ensaio de deslocamento térmico. Neste ensaio, foi identificado pelo menos um composto com um deslocamento da Tm significativo para a hNek1 ('delta'262-1258)-(T162A), E08 ('delta'Tm = 4.0ºC); outro, E04 ('delta'Tm = 6.5ºC) para a hNek6(S206A), e vários compostos para a hNek7wt e hNek2(_272-445)-(T175A). Destes compostos, B03 e F04 foram validados por docking no sítio de ligação de ATP da hNek7wt, enquanto B08 e E03 foram validados por reduzir a atividade da hNek7wt até 26,4% e 43,3%, respectivamente, na concentração de 312,5 nM. Além disso, o composto E04 foi capaz de reduzir a atividade da hNek6(S206A) pela metade com um IC50 próximo de 1,25 ?M. São necessários experimentos funcionais adicionais para validação desses dados, e estudos estruturais com resolução atômica serão importantes para caracterizar a associação de hNek1('delta'262-1258)-(T162A), hNek6(S206A) e hNek7 selvagem com esses e outros compostos / Abstract: Kinases play an important role in the activation of biochemical pathways in eukaryotic cells. Neks (NIMA related kinases) are a conserved kinase protein family related to cell cycle progression and cell division, containing about 40% identity in the N-terminal catalytic domain with the protein NIMA (Never in Mitosis, gene A) of Aspergillus nidulans. Nek kinases are also described as related to pathologies, particularly cancer. For these characteristics, Neks are potential targets for treatment of cancers and development of anti-cancer drugs. Here we screened the recombinant activation loop mutant kinase domains of hNek1, hNek2, hNek6, hNek8 and hNek9 and wild-type hNek7 against 87 compounds using thermal shift denaturation and identified at least one compound with significant Tm shift for hNek1('delta'262-1258)-(T162A), E08 ('delta'Tm = 4.0ºC), another one, E04 ('delta'Tm = 6.5ºC) for hNek6(S206A), but not for the other hNek6 variants, and several hit compounds for hNek7wt and hNek2('delta'272-445)-(T175A). From these, compounds B03 and F04 were validated by docking into the ATP-binding site of hNek7wt, while B08 and E03 were validated by reducing hNek7wt activity up to 26.4% and 43.3%, respectively, at a 312.5 nM concentration. We also found that mutant hNek6, without the activation loop conserved phosphorylation, is a better target for inhibitor stabilization than an activated more phosphorylated hNek6 kinase. Moreover, compound E04 was later confirmed to reduce hNek6(S206A) activity by half with IC50 near to 1.25 ?M. Further functional experiments in living cells are required to validate this findings, and structural studies with atomic resolution will be important to characterize the association of hNek1('delta'262-1258)-(T162A), hNek6(S206A) and wild-type hNek7 with these and other compounds / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

A descoberta de inibidores seletivos é extremamente importante para o desenvolvimento de novos fármacos que possam ser usados no tratamento de pacientes diagnosticados com a doença de Alzheimer (DA). Neste contexto, o desenvolvimento de métodos de triagem para a identificação de novos compostos biologicamente ativos se torna interessante. Butirilcolinesterase (BChE, EC 3.1.1.8) é uma serina hidroxilase que está classicamente associada à hidrólise do neurotransmissor acetilcolina (ACh) formando colina e ácido acético. Este trabalho descreve a imobilização covalente da BChE de soro humano nas paredes internas de capilares de sílica fundida utilizando o agente espaçador glutaraldeído, e sua aplicação na triagem de inibidores seletivos. O ICER-BChE resultante foi conectado a um sistema de cromatografia líquida de alta eficiência com monitoramento on line da atividade catalítica, envolvendo detecção UV. Após os estudos das melhores condições cromatográficas, variações de pH e vazão e a influência de solventes orgânicos na atividade enzimática o método foi validado com o uso de inibidores padrões. O maior valor obtido com o ICER-BChE no parâmetro cinético, constante de Michaelis KM = 33,6 ± 6,9 mM, comparado com a enzima em solução, KM = 0,12 ± 0,02 mM, evidencia o efeito da imobilização sobre a afinidade pelo substrato. No entanto, houve retenção da atividade catalítica e seletividade frente a inibidores padrão. O método foi aplicado na triagem de novos ligantes utilizando cinco coleções de diferentes classes de compostos, entre derivados cumarínicos, complexos metálicos com cobre (Cu), complexos metálicos com cobalto (Co) e zinco (Zn), glicosídeos, e derivados de fenilpropanóides e ácido barbitúrico. Desta triagem foram selecionados sete compostos promissores com os quais foram realizados os estudos sobre a potência mínima inibitória (IC50) e destes quatro foram escolhidos para estudos de mecanismos de ação utilizando o ICER-BChE. Dos complexos metálicos os melhores compostos foram o HPTBCu (IC50 = 8,74 ± 1,5 µM, Ki = 9,6 ± 0,5 M), o NarBCu (IC50 = 8,0 ± 1,4 µM, Ki = 2,0 ± 0,1 M) ambos com mecanismo competitivo o HesFCu (IC50 = 13,6 ± 2,9 µM), o NNINABCu (IC50 = 94,8 ± 16) e o NarFCu (IC50 = 81,7 ± 13). Dos derivados cumarínicos os compostos 17 (IC50 =109 ± 21 µM, Ki = 108 ± 10 M) e 19 (IC50 =128 ± 28 µM, Ki =36.0 ± 5.0 M) apresentaram mecanismo incompetitivo. Os resultados demonstraram que a abordagem proposta é útil na triagem on line de inibidores seletivos, pois fornece resultados rápidos, precisos e reprodutíveis. / The discovery of selective inhibitors is extremely important for the development of drugs that can be used in the treatment of patients diagnosed with the Alzheimer disease (AD). In this context, the development of screening methods for the identification of new, biologically active compounds is a challenging task. Butyrylcholinesterase (BChE, EC 3.1.1.8) is a serine hydroxylase that is classically associated with the hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine (ACh), which yields choline and acetic acid. This paper describes the development of capillary enzyme reactors (ICERs) containing BChE from the human serum, covalently immobilized onto silica fused capillaries, using glutaraldehyde as spacer, and its application in the screening of selective inhibitors. The resulting BChE-ICER was connected to a liquid chromatography system high efficiency where monitoring of activity was online involving UV detection. After studying the best chromatographic conditions, pH variations, flow-rate and the influence of organic solvents on enzyme activity method was validated using standard inhibitors. The higher value obtained with the BChE-ICER in kinetic parameter, constant Michaelis KM = 33.6 ± 6.9 mM, compared with the enzyme in solution, KM = 0.12 ± 0.02 mM, shows the effect of immobilized on the affinity substrate. However, there was retention of catalytic activity and selectivity towards standard inhibitors. The method was applied in the screening of new ligands using collections of five different compounds, among coumarin derivatives, metal complexes with copper (Cu) metal complexes with cobalt (Co) and zinc (Zn), glycosides, phenylpropanoids and derivatives, and barbituric acid. These screenings were selected seven promising compounds with which the studies were made on the minimum inhibitory potency (IC50) and these four were chosen for studies of mechanisms of action using the ICER-BChE. Of the compounds metal complexes best were HPTBCu (IC50 = 8,74 ± 1,5 µM, Ki = 9,6 ± 0,5 M), NarBCu (IC50 = 8,0 ± 1,4 µM, Ki = 2,0 ± 0,1 M) both competitive mechanism, the HesFCu (IC50 = 13.6 ± 2.9 µM), NNINABCu (IC50 = 94.8 ± 16 µM) and NarFCu (IC50 = 81.7 ± 13 µM). Of coumarin derivatives, 17 (IC50 =109 ± 21 µM, Ki = 108 ± 10 M) and 19 (IC50 =128 ± 28 µM, Ki =36.0 ± 5.0 M) showed mechanism uncompetitive. The results demonstrated that the proposed approach is useful in screening for selective inhibitors online because it provides quick results, accurate and reproducible.

As peroxirredoxinas (Prx) são enzimas antioxidantes que se destacam pela capacidade de decompor uma grande variedade de hidroperóxidos com elevada eficiência (106-108M-1s-1), mantendo essas moléculas em níveis adequados à homeostase celular. Entretanto, já foi demonstrado que em diversos tipos tumorais os níveis de Prx são extremamente aumentados e experimentos envolvendo sua inativação resultam na diferenciação ou apoptose de células tumorais. Recentemente, foi descoberto um diterpenóide denominado adenantina que seria o primeiro inibidor para as Prx1 e Prx2 de humanos e foi demonstrada que sua aplicação em células de leucemia mieloide aguda promoveu diferenciação ou apoptose dessas células. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta duas vertentes: 1) A caracterização das alterações estruturais e funcionais promovidas pela ligação da adenantina ao sítio ativo das Prx utilizando Tsa1 de Saccharomyces cerevisiae como modelo biológico, em função da sua alta similaridade com Prx2 de humanos; 2) Avaliação da atividade antitumoral dose dependente de adenantina sobre as linhagens celulares REH e MOLT-4 de leucemia linfoide aguda. No que concerne à primeira linha de investigação, nossos resultados revelam que Tsa1 é suscetível à inibição por adenantina, uma vez que o tratamento reduziu em ~66 % a velocidade de decomposição de peróxido de hidrogênio. Adicionalmente, a mutação da Thr44 de Tsa1, pertencente à chamada tríade catalítica, por uma Ser resultou em uma proteína mais suscetível a alterações na estrutura secundária e à inibição da atividade peroxidásica em função da ligação com adenantina, apresentando uma diminuição de ~85% na velocidade de reação. Características semelhantes foram observadas para a proteoforma Tsa2 de S. cerevisiae, que carreia naturalmente a substituição da Thr44 pela Ser. Análises de sequências de Prx em bancos de dados revelaram que majoritariamente proteínas contendo Ser são encontradas em organismos procariotos, muitos deles patogênicos. Finalmente, demonstramos por meio de ensaios citotoxicidade que as bactérias Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, que possuem uma Ser na tríade catalítica, têm seu crescimento inibido pelo tratamento com adenantina (IC50 de 460µM e 77µM, respectivamente), enquanto que para Escherichia coli, que possui Thr nessa posição, a toxicidade da adenantina foi bastante baixa (não foi possível determinar o IC50 nas condições utilizadas). Dessa forma, os dados apresentados neste trabalho demonstram o potencial da utilização da adenantina tanto como antibiótico quanto como antileucêmico. / Peroxiredoxins (Prx) are antioxidant enzymes which stand out due the ability to decompose a wide variety of hydroperoxides with high efficiency (106-108M-1s-1) maintaining these molecules at suitable levels to cellular homeostasis and participating in several signaling events. However, it has been shown that, in many tumor types, Prx levels are extremely increased and experiments involving its inactivation have resulted in differentiation or apoptosis of tumor cells. It was recently found a diterpenoid, called adenanthin, that would be the first human Prx1 and Prx2 inhibitor and it was demonstrated that its application in acute myeloid leukemia cells was able to promote differentiation or apoptosis. In this context, this work presents two lines of research: 1) Characterization of structural and functional changes promoted by adenanthin binding to Prx active site using Tsa1 from Saccharomyces cerevisiae as biological model, due to its high similarity to human Prx2. 2) Evaluation of adenanthin dose-dependent antitumor activity over the acute lymphoid leukemia cell lines REH and MOLT-4. As regards the first line of research, our result reveal that Tsa1 is susceptible to inhibition by adenanthin, since the treatment with this binder reduced the hydrogen peroxide decomposition velocity in ~ 66%. In addition, the replacement of Thr44 from Tsa1, aminoacid belonging to the so-called catalytic triad, by a Ser resulted in a protein more susceptible to alterations in secondary structure and to peroxidase activity inhibition in function of adenanthin binding, presenting ~85% of decrease in reaction velocity. Similar characteristics were observed for Tsa2 proteoform from S. cerevisiae, which naturally carries the substitution of Thr44 by Ser. Prx sequences analyzes in databases revealed that mostly Ser-containing proteins are found in prokaryotic organisms, many of them pathogenic ones. Finally, we demonstrate through cytotoxicity assays that the bacteria Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis, which have a Ser in catalytic triad, have their growth inhibited by adenanthin treatment (IC50 of 460µM and 77µM, respectively), whereas for Escherichia Coli, which has Thr at that position, the tocyxicity of adenanthin was quite low (it was not possible to determine the IC50 under the used conditions). Regarding the second line of investigation, we found that adenanthin is able to induce the death of leukemic cell lines REH and MOLT-4, and for the last one, there was an unexpected proliferation of cells treated by the longest incubation period (72 hours), characterizing a possible indication of differentiation process. In this sense, the data presented here demonstrate the potential of adenanthin use in both antibiotic and antileukemic treatments.

Orientador: Prof. Dr. Hugo Barbosa Suffredini / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / O presente trabalho apresenta os estudos da determinacao de pesticidas organofosforados em um sistema interfacial do tipo agua/oleo de soja, a partir da inibicao enzimatica da Fosfatase acida co-imobilizada com Glicose Oxidase em eletrodo modificado com azul da Prussia. Testes inciais sobre a eficiencia da capacidade eletrocatalitica do filme de Azul da Prussia foram feitas a fim de se estabelecer o potencial de trabalho para as deteccoes de glicose 6-fosfato. As analises em fase aquosa retornaram limites de deteccao e quantificacao de 0,443 e 1,478 mol L-1, respectivamente. A sensibilidade do metodo foi calculada como sendo igual a 0,0445. Em relacao ao testes na interface oleo/agua, os limites de deteccao e quantificacao foram de 0,206 e 0,6872 mol L-1 e a sensibilidade do metodo foi encontrada como sendo igual a 0,035. A inibicao enzimatica foi observada a partir da exposicao do biossensor ao pesticida metil paration por 10, 20 e 30 minutos em fase aquosa e no sistema interfacial. Obervou-se nessas analises a eficiencia deste biossensor em detectar tal pesticida diretamente em oleo de soja a partir da aplicacao da tecnica eletroquimica de interface oleo/agua. / This work is related to the detection of organophosphorus pesticides in a water/oil interfacial system by determining the enzymatic inhibition of acid phosphatase co-immobilized with Glucose Oxidase in a modified electrode with Prussian blue. Initial efficiency tests concerning the electrocatalytic capacity of Prussian blue film were carried out, aiming to establish the working potential related to the detection of glucose 6-phosphate. The aqueous phase analyses returned limits of detection and quantification of 0.443 and 1.478 mol L-1, respectively. The sensitivity of the method was calculated as being equal to 0.0445. Concerning the tests in oil/water interface, limits of detection and quantification were calculated as 0.206 and 0.6872 mol L-1 and the sensitivity of the method was obtained as 0.0035. The enzymatic inhibition of the biosensor was observed after a methyl parathion pesticide exposure of 10, 20 and 30 minutes in the aqueous phase and the interfacial system. It was possible to observe that the efficiency of the biosensor on the detection of the pesticide directly into soybean usin the oil/water interface electrochemistry as the main tool.

Orientador: Prof. Dr. Wanius José Garcia da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2016. / A hidrolise enzimatica da celulose e realizada pela acao sinergica de pelo menos tres tipos de celulases distintas: endoglucanases, exoglucanases e ¿À.glicosidases. As endoglucanases e celobiohidrolases sao frequentemente inibidas pelo aumento da concentracao de celobiose (dimero de glicose) no meio reacional. As ¿À-glicosidases sao enzimas que clivam celobiose em monomeros de glicose. Portanto, as ¿À-glicosidases sao essenciais ao processo de hidrolise da celulose por impedirem o acumulo de celobiose e, assim, evitar a diminuicao da taxa de hidrolise. Processos de pre-tratamento da biomassa lignocelulosica sao empregados, antes da reacao de hidrolise enzimatica da celulose, a fim de retirar a fracao de lignina e aumentar a taxa de conversao da celulose em glicose. Porem, estes processos de pre-tratamento da biomassa lignocelulosica nao sao 100% eficientes na remocao da lignina. Estudos previos mostraram que a adicao de lignina a celulose pura pode causar a reducao da liberacao de acucar em valores superiores a 60%. Assim, neste estudo, nos caracterizamos a adsorcao nao produtiva da enzima ¿À-glicosidase da familia GH1 da bacteria Thermotoga petrophila (TpBGL1) em ligninas extraidas de diferentes biomassas (cana-de-acucar e eucalipto). Em pH 7 e 6, nossos resultados indicaram que a repulsao eletrostatica enfraquece a adsorcao nao produtiva de TpBGL1 em ligninas. Contudo, em pH 4 a atracao eletrostatica fortalece a adsorcao nao produtiva. Alem disso, o aumento da temperatura de 25 oC para 70 oC nao resultou em um aumento significativo da adsorcao de TpBGL1 em ligninas, provavelmente porque nao ocorre um aumento significativo de regioes hidrofobicas na estrutura da enzima expostas ao solvente. Todas as informacoes obtidas neste estudo poderao ser uteis para aplicacoes biotecnologicas no campo de conversao de polissacarideos estruturais em bioenergia. / The enzymatic hydrolysis of cellulose to glucose requires at least three types of enzymes working synergistically: endoglucanases that randomly cleave the â-1,4-glycosidic linkages of cellulose, cellobiohydrolases which cleave off cellobiose units from the reducing or nonreducing end of cellulose chain, and â-glucosidases responsible for hydrolysis of the released cellobiose to glucose. Endoglucanases and cellobiohydrolases are normally inhibited by cellobiose, therefore, â-glucosidases are essential to avoid the decrease the hydrolysis rates of cellulose over time due to cellobiose accumulation. The presence of residual lignin after pretreatments may affect negatively the enzymatic hydrolysis of cellulose to glucose. Cellulases bind to lignin, deactivating the enzymes and reducing the overall enzymatic activities. In this study, we examined the non-productive adsorption of one â-glucosidase from Thermotoga petrophila, belonging to the family GH1, on the lignin preparations from both sugarcane (grasses) and eucalyptus (hardwood). GH1 â-glucosidase adsorption onto lignins was found to be strongly pH-dependent, suggesting that the adsorption is electrostatically modulated. At pH 7 and 6, electrostatic repulsion weakens the non-productive adsorption of GH1 â-glucosidase to lignins. However, at pH 4, attractive electrostatic interactions strengthen the non-productive adsorption of GH1 â-glucosidase to lignins. Finally, the increase of temperature did not result in the increase of GH1 â-glucosidase adsorption, probably because there is no significant increase in hydrophobic regions in the GH1 â-glucosidase structure. These studies can be useful in the field of plant structural polysaccharides conversion into bioenergy.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As metaloproteinases de matriz (MMPs) têm sido extensivamente estudadas, e inibidores de MMP têm sido utilizados como agentes de pré-tratamento dental previamente procedimentos adesivos em dentina porque reduzem a degradação do colagénio e melhoraram a resistência de união, sendo o inibidor mais utilizado a clorexidina (CHX). O objetivo deste estudo foi analisar o efeito de diferentes valores de pH da CHX na resistência de união de um adesivo universal e um adesivo autocondicionante, imediatamente e após 12 meses de envelhecimen-to. Métodos: superfícies planas de dentina de setenta e dois molares humanos devidamente preparados para o estudo foram divididos aleatoriamente em 12 grupos de acordo com super-fícies pré-tratados com CHX com diferentes valores de pH (CHX 5.8 ou CHX 2,9) aplicadas durante 60 s, antes do antes da aplicação doadesivo e abordagem de união (Scotchbond Uni-versal: nas estratégias autocondicionante e condicionamento ácido total) ou um adesivo auto-condicionante (Clearfil SE bond). Restaurações de resina composta foram construídas incre-mentalmente. Os grupos foram examinados no imediatamente e após 12 meses de armazena-mento de água, palitos com área de secção transversal de 0,8 mm² foram testados para resis-tência de união (μTBS). Dois palitos de cada dente foram selecionados a fim de avaliação em MEV. As médias de μTBS foram analisadas separadamente para cada sistema adesivo usando one-way ANOVA e teste de Tukey (α = 0,05). Resultados: Os dados mostraram que CHX 5,8 e 2,9 CHX não têm diferenças estatísticas cedo, enquanto CHX 2.9 na longo prazo, preserva a resistência de união. O substrato tratado com CHX 2,9 preservada a resistência de ligação em todos os sistemas adesivos em contraste com os grupos de auto-adesivas etch tratados com CHX 5,8 a longo prazo. Conclusões: O tratamento com clorexidina baixo pH preservar a re-sistência de união de restaurações adesivas no longo prazo em todos adesivo significado stra-tegies.Clinical: O estudo pode ajudar a prever o desempenho clínico de sistemas adesivos de forma mais eficaz no longo prazo reduzindo o pH do pré-tratamento solução de CHX.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4690.pdf: 8351408 bytes, checksum: 9d7202fba29b8aaff5f2e0dda2ac0f61 (MD5) Previous issue date: 2012-11-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / The use of pesticides in agriculture, in order to enhance and ensure food production for a growing population has led to many concerns about risks to human health and the environment. Therefore, search for new strategies which seek a safer alternative is very important. With this aim, herein we describe new ruthenium(II) and magnesium(II) complexes containing phenanthroline and flavonoids (hesperidin, hesperetin, naringin or naringenin) ligand, These complexes were synthesized and characterized by elemental analysis (C,H,N), atomic absorption and ESI-MS(+). The structures were investigated by computational calculation and 1H, 13C NMR spectroscopic techniques. The complexes are stable in solid state, in most of the organic solvents tested and at various pH values. They are more hydrosoluble and liposoluble than the free flavonoides. The insecticidal activity bioassay against the leafcutting ants Atta sexdens rubropilosa demonstrated that the complexes show a delayed kill action. The activity of the Electrophorus electricus AChE enzyme was moderately inhibited by the Ru2+ complexes whereas the Mg2+ complexes were powerfull inhibitors only against AChE of Atta sexdens rubropilosa, indicating their high selectivity to insects. Further, the complexes are essentially non-toxic to the aquatic bacterium Vibrio fischeri and to human HeLa cells. The Mg2+ complexes presented unique properties: (i) in the electrochemical experiments in aqueous solution was observed the formation of a cyclic mechanism stable involving neutral, ionic and radical species; (ii) are better scavenger superoxide radical than the free flavonóides; (iii) presents a strong blue fluorescence. They act as an on/off fluorescent switch through the changing of the medium, solvents and pH. The fluorescence observed by confocal microscopy allowed to detect the high absorption of the magnesium complexes in the HeLa cells. Overall, the physicochemical and biological properties observed for Ru2+ and Mg2+ complexes opens new frontiers of application for these compounds in various areas of science such as agriculture, medicine, and optical materials. / O uso de pesticidas na agricultura com a finalidade de aumentar e assegurar a produção de alimentos para uma população mundial crescente tem gerado preocupações quanto aos riscos para a saúde humana e ao meio ambiente. Por isso, pesquisas por novas estratégias que buscam uma alternativa mais segura são importantes. Com este objetivo, neste trabalho desenvolveu-se novos complexos de rutênio(II) e magnésio(II) contendo os ligantes fenantrolina e os flavonóides (hesperidina, hesperetina, naringina ou naringenina) coordenados ao centro metálico. Os complexos foram sintetizados e caracterizados por análise elementar de C,H,N, absorção atômica e ESI-MS(+). As estruturas foram investigadas por cálculos computacionais e espectroscopia de RMN de 1H e 13C NMR. Os complexos são estáveis no estado sólido, na maioria dos solventes orgânicos testados e em vários pH's e, são mais hidrosolúveis e liposolúveis que o flavonóides livres. Os complexos apresentaram atividade inseticida frente às formigas cortadeiras Atta sexdens rubropilosa com um modo de ação lento. A atividade da enzima AChE foi moderadamente inibida por complexos de Ru2+, enquanto os complexos de Mg2+ foram inibidores potentes somente para a enzima colinesterase de Atta sexdesns rubropilosa, indicando alta seletividade para insetos. Além do mais, os compostos são essencialmente não tóxicos para a bactéria aquática Vibrio fischeri e para células HeLa. Os complexos de Mg2+ apresentaram algumas propriedades que merecem ser destacadas: (i) nos experimentos eletroquímicos em solução aquosa observou-se a formação de um mecanismo cíclico e estável envolvendo espécies neutras, iônicas e radicalares; (ii) foram melhores sequestradores do radical superóxido em comparação aos flavonóides livres; (iii) e apresentaram fluorescência azul intensa fortemente dependente do meio, podendo atuar como sistemas fluorescentes do tipo "on/off" em função do solvente e em função do pH. A fluorescência permitiu detectar por microscopia confocal a alta absorção dos complexos de magnésio nas células HeLa. No conjunto, as propriedades físico-químicas e biológicas observadas para os complexos de Ru2+ e Mg2+ abrem novas fronteiras de aplicação para estes compostos nas diversas áreas da ciência como agricultura, medicina e materiais ópticos.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-13T13:34:46Z No. of bitstreams: 1 DissGGIR.pdf: 2422738 bytes, checksum: f8e990325874e84e9c54a573f901f2c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-14T18:38:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGGIR.pdf: 2422738 bytes, checksum: f8e990325874e84e9c54a573f901f2c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-14T18:38:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGGIR.pdf: 2422738 bytes, checksum: f8e990325874e84e9c54a573f901f2c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T18:46:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGGIR.pdf: 2422738 bytes, checksum: f8e990325874e84e9c54a573f901f2c7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this work, carbon black Vulcan XC-72R was functionalized using five different treatments, the oxidizing agents employed were: nitric acid, sulfuric acid and hydrogen peroxide. The physical characterization of functionalized samples was carried out using scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. The results suggested that the treatments did not significantly alter the morphology of the material in most cases and showed an increase in the number of defects attributed to the introduction of oxygenated functional groups. Glassy carbon electrodes (GCE) were modified with aqueous dispersions of materials in dihexadecyl hydrogen phosphate (DHP). For the electrochemical characterization of the electrodes were performed studies of cyclic voltammetry employing the probe potassium hexacyanoferrate (III). For all cases there was an increase in the electroactive area as a result of the functionalization. Subsequently, the response of the electrodes to different analytes (dopamine, catechol, paracetamol and hydroquinone) was evaluated, the electrode modified in a mixture of nitric and sulfuric acid 1:1 (CB–HNO3/H2SO41:1–DHP/GCE) showed the highest analytical signal for the different compounds tested. Calibration curves were constructed for the determination of dopamine using the GCE electrode, the electrode prepared with unmodified CB (CB–DHP/GCE) and the CB–HNO3/H2SO41:1–DHP/GCE electrode, the sensitivities of the analytical curves (angular coefficients of the analytical curves) were: 0.334, 3.65 and 6.54 A cm−2 L mol−1, respectively. These results show a significant increase in sensitivity as a result of the functionalization xvii of CB suggesting an advantage over the use of unmodified material for electroanalytical applications. Then, an analytical procedure for the determination of sodium benzoate (sodium salt of benzoic acid) based on enzyme inhibition was developed, where the tyrosinase enzyme was immobilized at the surface of the CB– HNO3/H2SO41:1–DHP/GCE electrode (biosensor). Studies of the inhibition mechanism and optimization of operating conditions were performed. The corresponding analytical curves had linear concentration ranges between 4.90 × 10−7 and 1.92 × 10−5 mol L−1 and a detection limit of 2.1 × 10−7 mol L−1. / Neste trabalho funcionalizou-se o carbon black Vulcan XC-72R utilizando-se cinco tratamentos diferentes, empregando como agentes oxidantes: ácido nítrico, ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio. A caracterização física das amostras funcionalizadas foi realizada empregando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia Raman. Analisando-se os resultados obtidos tem-se que os tratamentos ácidos não alteraram significativamente a morfologia do material. Por outro lado, este tratamento proporcionou um aumento do número de defeitos atribuídos à introdução de grupos funcionais oxigenados. Foram modificados eletrodos de carbono vítreo (do inglês, glassy carbon electrode, GCE) com dispersões aquosas dos materiais em dihexadecil hidrogenofosfato (DHP). Para a caracterização eletroquímica dos eletrodos foram realizados estudos de voltametria cíclica empregando-se a sonda hexacianoferrato de potássio (III). Em todos os casos houve aumento da área eletroativa do eletrodo como consequência da funcionalização do material de carbono. Posteriormente, avaliou-se a resposta dos eletrodos frente a diferentes analitos (dopamina, catecol, paracetamol e hidroquinona), o eletrodo modificado em mistura de ácido nítrico e sulfúrico 1:1 (CB–HNO3/H2SO41:1–DHP/GCE) apresentou maior sinal analítico para os diferentes compostos investigados. Foram construídas curvas de calibração para a determinação de dopamina utilizando o eletrodo GCE, o eletrodo preparado com CB sem funcionalizar (CB–DHP/GCE) e o eletrodo CB–HNO3/H2SO41:1– DHP/GCE. As sensibilidades (coeficientes angulares das curvas analíticas) foram xv 0,334, 3,65 e 6,54 A cm−2 mol L−1, respectivamente. Estes resultados mostram um aumento significativo da sensibilidade como consequência da funcionalização do CB, sugerindo uma vantagem sobre o uso do material sem modificação para aplicações eletroanalíticas. Em seguida de denvolveu-se um procedimento analítico para a determinação de benzoato de sódio (sal de sódio do ácido benzoico) baseado na inibição enzimática da tirosinase imobilizada na superfície do eletrodo CB– HNO3/H2SO41:1–DHP/GCE (biossensor). Foram realizados estudos de mecanismo de inibição e otimização das condições de operação. A curva analítica correspondente apresentou uma faixa linear de concentração de 4,90 × 10−7 a 1,92 × 10−5 mol L−1 e um limite de detecção de 2,1 × 10−7 mol L−1 .

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Orientador: Mario de Oliveira Neto / Resumo: A biomassa lignocelulósica pode ser usada para a produção de energia ou de novos bioprodutos potenciais substitutos de químicos convencionais. Porém a conversão dos polissacarídeos estruturais presentes na parede celular vegetal das células que compõe a biomassa não é simples. Isto se deve principalmente pela presença da lignina, que juntamente com a hemicelulose, formam uma estrutura coesa de microfibrilas que entrelaçam a celulose. Compostos que inibem as enzimas celulolíticas, incluindo fenólicos solúveis (derivados da lignina), açúcares solúveis, aldeídos de furano e ácidos fracos são gerados durante os diversos pré-tratamentos utilizados atualmente. Neste estudo, observamos como os fenólicos solúveis interagem com -glicosidases. Para isso, combinamos simulações de ensaio enzimático, docking molecular e dinâmica molecular para descrever o processo de ligação. Notavelmente, o ácido tânico, um dos fenólicos solúveis estudados, foi a molécula com maior poder inibitório em comparação com todos os demais fenólicos. Possivelmente devido ao seu comprimento e suas substituições de grupos químicos. A alta presença de anéis aromáticos e grupos hidroxilas no ácido tânico, leva a maior interação entre as moléculas e consequente inibição/desativação das β-glicosidases bacterianas, enquanto os grupos carboxílicos presentes nos demais fenólicos alteram os efeitos físico-químicos aumentando a hidrofobicidade; criando cargas eletrostáticas e aumentando a ligação de hidrogênio, afetando a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lignocellulosic biomass can be transformed to chemicals or energy products. However converting polysaccharides present on the cell wall can be limitated due to the high recalcitrance caused by the presence of lignin. Compounds that inhibit enzymes, including lignin-derived phenolics, soluble sugars, furan aldehydes, and weak acids, are generated during the various pre-treatments currently used. In this study was observed how the soluble phenolics generated significantly impede the enzymatic hydrolysis of cellulose. For this were combine enzymatic assay, molecular docking and molecular dynamics simulations to describe the binding process between soluble phenolics and bacterial β-glycosidases. Notably, tannic acid, one of the soluble phenolics generated, was the strongest inhibitory molecule in comparison with all phenolics studied. Possibly because of its length and its substitutions of chemical groups. The high presence of aromatic rings and hydroxyl groups in tannic acid leads to greater interaction between the molecules and consequent inhibition / deactivation of bacterial β-glycosidases. Taken together, our studies of the interaction suggest that there is a high correlation between exposed hydrophobic surface areas and the number of binding sites on the inhibition of βglucosidases. These data may provide a useful basis for future biotechnological applications of microbial β-glucosidases, especially in the field of biofuel production. / Doutor