Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2018-01-17T14:43:51Z No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA PEREIRA FARIAS.PDF: 3725473 bytes, checksum: 27a790c0c992ee9cf80615ba7199bc05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T14:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA PEREIRA FARIAS.PDF: 3725473 bytes, checksum: 27a790c0c992ee9cf80615ba7199bc05 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As doenças parasitárias são um grave problema de saúde pública em diversos países e estão distribuídas, principalmente, em áreas endêmicas em países da África, Ásia, América Central e do Sul. Entre estas doenças estão a doença de Chagas e a doença do Sono, reconhecidas como negligenciadas. Há uma necessidade de tratamentos mais eficientes para essas doenças devido a toxicidade, baixa eficácia e segurança dos fármacos existentes, além da dificuldade de administração e evolução de resistência. O grupo de pesquisa da Dra. Núbia Boechat (Farmanguinhos/FIOCRUZ), vem realizando estudos com análogos nitroimidazólicos sintetizados considerando o megazol como protótipo, molécula ativa contra Trypanosoma cruzi, porém com efeitos mutagênicos e genotóxicos. Estes derivados apresentaram atividade contra o T. cruzi, com menor efeito genotóxico quando comparados com o megazol. Através deste trabalho, a relação estrutura-atividade dos derivados nitroimidazólicos (40a, 40b e 41a-41h) foi realizada e através dos descritores eletrônicos HOMO e LUMO, observou-se que grupos volumosos e com caráter retirador de elétrons do anel nitroimidazólico apresentam relação direta com a atividade. A avaliação do perfil toxicológico in silico confirmou que o composto 41a, mais ativo da série, não apresentou citotoxicidade em células sanguíneas humanas in vitro. O modelo da enzima nitrorredutase de T. cruzi, construído por modelagem comparativa, pode ser utilizado nos estudos de docagem molecular, os quais sugeriram que o tamanho da molécula, a possibilidade de interação com os resíduos His503 e Tyr545 e interações hidrofóbicas do tipo π-π com o cofator FMN podem contribuir para a atividade de derivados nitroimidazólicos no sítio ativo da enzima nitrorredutase. Através dos estudos de docagem molecular, sete novos derivados otimizados foram propostos (PR01 a PR07), dentre os quais o PR03, considerado como melhor ligante planejado, apresentou interações no sítio ativo similares às observadas para o protótipo 41a. Desta forma, os resultados obtidos neste trabalho podem ser úteis a novas pesquisas e podem contribuir para o desenvolvimento de novos protótipos contra o T. cruzi / Parasitic diseases are a major public health problem in many countries, and they are distributed primarily in endemic areas in Africa, Asia, Central and South America. Among them, there are Chagas disease and African trypanosomiasis, known as neglected. There is a need for better treatments for these diseases due to toxicity, low efficacy and safety of the existing drugs, besides the difficulty of administration and evolution of resistance. The research group of Dr. Núbia Boechat (Farmanguinhos/FIOCRUZ), has been conducting studies with nitroimidazole analogs synthesized through the prototype megazol (active molecule against trypanosoma, but with mutagenic and genotoxic effects). In this work, the structure activity relationship of the nitroimidazole derivatives (40a, 40b and 41a-41h) was performed and it was observed through the electronic descriptors HOMO and LUMO that groups with electron withdrawing character display relation with activity. In silico toxicological studies confirmed that the most active compound 41a did not show cytotoxicity in human blood cells in vitro. T. cruzi type I nitroreductase constructed by comparative modeling, can be used in molecular docking studies, which suggested that the size of the molecule, the possibility of interaction with the residues His503 and Tyr545, and hydrophobic interactions of the π- Π with the FMN cofactor may contribute to the activity of nitroimidazole derivatives in the active site of the nitroreductase. From molecular docking studies, seven new optimized derivatives were proposed (PR01 to PR07), among them PR03 was considered as the best planned molecule, it displayed similar active site interactions to those observed for prototype 41a. Thus, the results obtained in this work may be useful to new research and may contribute to the development of new prototypes against T. cruzi

A captação de maltose em bactérias é feita por um sistema transportador do tipo ABC composto por uma proteína ligadora de substrato (MalE), duas proteínas transmembrana e uma ATPase. No presente trabalho descrevemos a clonagem, expressão e análise bioquímica e estrutural da proteína MalE da bactéria fitopatogênica Xanthomonas axonopodis pv citri (Xac) O gene malE de Xac foi clonado em vetor de expressão pET28a, a proteína recombinante foi expressa em Escherichia coli e purificada por cromatografia de afinidade ao níquel. Amostras da proteína solúvel foram analisadas quanto à estrutura secundária, interação com possíveis ligantes, estabilidade frente a diferentes condições físico-químicas. Ensaios de cristalização possibilitaram a obtenção de cristais em diferentes condições, um deles apresentou grupo espacial P6122, mas não foi possível resolver a estrutura. Com base nas estruturas conhecidas de ortólogos de MalE, geramos um modelo estrutural para a proteína de Xac e foram feitas análises quanto à interação com trealose e maltose. Modelos estruturais dos componentes transmembrana (LacF e LacG) e ATPase (UgpC) do sistema transportador de maltose de Xac também foram gerados. Os resultados representam uma contribuição importante para o conhecimento sobre a fisiologia e sistemas de transporte de Xac. / Maltose uptake in bacteria is mediated by an ABC transporter comprising a substrate binding protein (MalE), two transmembrane proteins, and one ATPase. In the present study, we describe the cloning, expression and biochemical as well as structural analyses of the MalE protein of the phytopagen Xanthomonas axonopodis pv citri (Xac). The malE gene of Xac was cloned in the pET28a expression vector, the recombinant protein was expressed in Escherichia coli and, subsequently, purified by nickel affinity chromatography. Samples of soluble protein were analyzed regarding secondary structure, interaction with putative ligants and stability under different physico-chemical conditions. Crystallization trials were carried out under different conditions, one particular condition yielded crystal with a P6122space group, but the structure was not solved. Based on known ortholog structures, a structural model for Xac MalE was obtained allowing interaction with modeled threhalose and maltose. Structural models the transmembrane (LacF and LacG) and ATPase (UgpC) components were also obtained. The present results represent an important contribution to the knowledge of the physiology and transporter systems found in Xac.

A doença de Chagas é uma parasitose extremamente negligenciada, cujo agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi. Atualmente, 21 países da América Latina são considerados regiões endêmicas, onde 75-90 milhões de pessoas estão expostas à infecção, 6-7 milhões estão infectadas e mais de 41 mil novos casos surgem por ano. Entretanto, apenas os fármacos nifurtimox e benznidazol estão disponíveis no mercado. Estes, além da baixa eficácia na fase crônica da parasitose, apresentam diversos efeitos adversos, sendo que no Brasil apenas o benznidazol é utilizado. Este fato mostra a importância de se ampliar o número de fármacos disponíveis e propor quimioterapia mais eficaz para o tratamento da doença de Chagas. Como forma de contribuir para essa busca, este trabalho objetiva a síntese de compostos híbridos bioisostéricos N-acilidrazônicos e sulfonilidrazônicos, contendo grupo liberador de óxido nítrico, com potencial de interação com cisteíno-proteases parasitárias, tais como a cruzaína. Nestes derivados, os grupos liberadores de óxido nítrico utilizados foram os grupos furoxano (contendo substituinte metílico e fenílico) e éster nitrato. Propôs-se a variação de anéis aromáticos substituídos e não-substituídos, com o intuito de avaliar a possível relação estrutura-atividade (REA) desses análogos. Até o momento, somente os compostos da série N-acilidrazônica tiveram avaliação biológica realizada. Os valores de IC50 dos compostos na forma amastigota do parasita variaram entre >100 a 2,88 µM, sendo este último valor comparável ao fármaco de referência. A atividade inibitória frente à cruzaína foi de 25,2 µM a 2,2 µM. Já a liberação de óxido nítrico foi avaliada pelo método indireto de detecção de nitrato e os valores variaram entre 52,0 µM e 4.232,0 µM. Estes são bem inferiores ao composto padrão, além de não se identificar correlação direta entre a atividade biológica e a liberação de NO. Na sequência, os dois compostos mais ativos (6 e 14) foram submetidos a estudos de permeabilidade e de citotoxicidade. O composto 6 foi considerado o de maior permeabilidade segundo o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) e todos os compostos apresentaram a taxa de fluxo menor que 2, indicando a ausência de mecanismo de efluxo. Na avaliação do potencial citotóxico desses compostos em células humanas, o derivado 6 apresentou índice de seletividade superior ao do benznidazol. Em estudos de modelagem molecular usando análise exploratória de dados (HCA e PCA), propriedades estéricas/geométricas e eletrônicas foram consideradas as mais relevantes para a atividade biológica. Além disso, estudos de docking mostraram que a posição do grupo nitro no anel aromático é importante para a interação com a cruzaína. Ademais o composto 6 não provocou mudanças significativas no ciclo celular e na fragmentação de DNA em células humanas, mostrando-se como líder promissor para futuros estudos in vivo. Atividade tripanomicida, citotoxicidade, potencial de liberação de NO e estudos de permeabilidade dos 23 derivados sulfonilidrazônicos e ésteres nitrato estão sendo avaliados. / Chagas disease is an extremely neglected parasitic disease whose etiologic agent is the protozoan Trypanosoma cruzi. Currently 21 Latin American countries are considered endemic regions, where 75-90 million people are exposed to infection, 6-7 million are infected and more than 41,000 new cases occur annually. However only nifurtimox and benznidazole are available on the market. These drugs, besides low efficacy in the chronic phase of the parasite have numerous adverse effects, and in Brazil only benznidazole is used. This fact shows the importance of increasing the number of drugs available and propose more effective chemotherapy for the Chagas disease treatment. As a contribution to the problem, this study aims the synthesis of biososteric compounds from N-acylhydrazone and sulfonylhydrazone, which have the potential to interact with parasitic cysteine protease, such as cruzain, containing nitric oxide releasing groups, which also has inhibitory activity in this enzyme class. In these derivatives nitric oxide releasing groups used were furoxan (containing methyl and phenyl substituent) and nitrate ester groups. The variation of aromatic rings substituted and unsubstituted was proposed in order to evaluate the possible structure-activity relationship (SAR) of these analogs. Only N-acylhydrazone series had its biological profile evaluated up to now. The IC50 values of the compounds against the amastigote form of the parasite ranged from >100 µM to 2.88 µM, the last value being comparable to that of reference drug. Cruzain inhibitory activity ranged from 25.2 µM to 2.2 µM. The nitric oxide releasing potential was evaluated using the indirect method of detection and nitrate values ranged between 52.0 µM and 4,232.0 µM. These results are below than those of the standard compound, and there is no direct correlation between the biological activity and nitric oxide releasing potential as well. Further, the two most active compounds (6 and 14) were submitted to permeability and cytotoxicity studies. Compound 6 showed the highest permeability value according to Biopharmaceutics Classification System (BCS), and both compounds showed flow rate lower than 2, indicating no efflux mechanism. In the cytotoxicity studies of these compounds in human cells, the derivative 6 showed selectivity index greater than benznidazole. In molecular modeling studies using exploratory data analysis (HCA and PCA) steric/geometric and electronic properties were considered the most relevant for biological activity. In addition, docking studies were performed and showed that the position of the nitro group on the aromatic ring is important for the interaction with cruzain. Compound 6 did not cause significant changes in cell cycle and DNA fragmentation in human cells, showing to be a promising lead compound for future in vivo studies. Trypanocidal activity, cytotoxicity assay, NO releasing potential and permeability studies of the 23 sulfonylhydrazones and nitrate ester derivatives are being evaluated.

Orientador: Kleber Gomes Franchini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T03:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KosckyPaier_CarlosRoberto_D.pdf: 7798282 bytes, checksum: 043e551d51c3a8309982d9ff59835b10 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A via de sinalização da Calcineurina (Cn), uma fosfatase dependente de cálcio, desempenha papel chave no desenvolvimento, na hipertrofia e no remodelamento patológico do coração. A Calcineurina é negativamente regulada pelas Calsarcinas (CS), uma família de proteínas específicas do músculo estriado, que interagem diretamente com Cn. No entanto, os mecanismos moleculares de inibição de Cn por CS permanecem obscuros. Compreender a estrutura do complexo Cn:CS é fundamental para desvendar esse mecanismo de regulação. Neste trabalho foram combinados ensaios bioquímicos, crosslinking químico acoplado à Espectrometria de Massas (experimentos de MS / MS), análise mutacional e uma estratégia de modelagem computacional para a caracterização estrutural do complexo CnA:CS1 (isto é, constituído pela subunidade A de Cn e a isoforma 1 de CS, ambas murinas). O complexo recombinante foi submetido a crosslinking químico, tripsinizado e analisado por LC-MS/MS. Os dados obtidos foram utilizados em um docking in silico dos modelos de ambos os polipeptídeos, gerando várias poses para o complexo. As poses de menor energia de ligação foram agrupadas de acordo com semelhança estrutural e submetidas à simulação de dinâmica molecular. A superfície de interação identificada em CnA abrangeu as ?-hélices 1, 3 e loops vizinhos, enquanto a superfície correspondente de CS1 compreendeu os loops carboxiterminais das regiões Leu179-Phe185, Phe195-Ser199 e Thr250-Leu264. Notavelmente, a superfície de interação de CnA situa-se muito próxima à folha-? 14, o principal sítio de ligação do motivo PxIxIT do fator de transcrição NFAT, importante efetor da Calcineurina. Experimentos realizados com vários mutantes de CnA (FLAG- CnA) e CS1 (myc -CS1 ) foram utilizados para validar o modelo estrutural do complexo CnA:CS1. Os resíduos Lys40 (CnA) e Glu254 (CS1) foram identificados como críticos para a estabilidade do complexo. O modelo gerado neste estudo apoia a hipótese de que CS1 interage com um sítio alostérico para inibir a atividade de CnA / Abstract: Signaling by the calcium-dependent phosphatase calcineurin (Cn) plays key roles in regulating cardiac development, hypertrophy, and pathological remodeling. Cn binds to and is negatively regulated by calsarcins (CS), a family of muscle-specific proteins. However, the molecular mechanisms involved in the inhibition of Cn by CS remain unclear. Understanding the architecture and structure of Cn-CS complex is critical to unravel the regulation of Cn by CS. Here we combined biochemical assays, chemical crosslinking coupled to mass spectrometry experiments (MS/MS), mutational analysis and a modeling strategy for structural characterization of CnA-CS1 assembly. The MS/MS data obtained from the cross-linked peptides of both proteins were used to guide an in silico docking of their polypeptide models. The protein complex models with the smallest estimated binding energy were clustered according to structural similarity and submitted to molecular dynamics simulation. The interacting surface of CnA was mapped in a pocket between the 1st and 3rd ?-helixes and surrounding loops, while the corresponding surface of CS1 was mapped to the carboxyterminal loops within the Leu179-Phe185, Phe195-Ser199 and Thr250-Leu264 regions. Notably, the region of CnA that interacts with CS1 was found to be located in close proximity, but not coincident, to the ?-sheet 14, the main binding site for the PVIVIT sequence of NFAT. Experiments performed with several CnA (FLAG-CnA) and CS1 (myc-CS1) mutants were used to validate the structural model of the CnA-CS1 assembly. The Lys40 (CnA) and Glu254 (CS1) residues were identified as critical for the complex stability. The model that emerges from this study supports the notion that CS1 interacts with an allosteric site to inhibit the activity of CnA / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Susanne Rath, Rogério Custódio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T17:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_LeonardoAugustode_D.pdf: 4314419 bytes, checksum: 93a1b964e0a2949ef6a2379990e2f089 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esse trabalho teve como objetivo principal otimizar e sintetizar polímeros de impressão molecular (MIP) para serem empregados em processos de extração em fase sólida (SPE), visando a determinação de diuréticos tiazídicos em urina. Cálculos teóricos de modelagem molecular, usando o programa computacional Gaussian 09 e os métodos DFT e PCM, no nível B3LYP e conjunto de base 6-31G(d), foram realizados para selecionar o monômero funcional (MF) e o solvente porogênico mais adequados para serem utilizados na síntese dos MIP. Para o desenvolvimento dos MIP compatíveis com água, foi utilizado hidroclorotiazida, clorotiazida ou hidroflumetiazida como molde, acrilamida como MF, etilenoglicol dimetacrilato como reagente de ligação cruzada (RLC) e tetraidrofurano como solvente porogênico. Foram avaliados alguns parâmetros que afetam a eficiência do polímero de impressão, tais como a quantidade de MF e a natureza do RLC. Foram construídas as isotermas de adsorção para cada um dos polímeros sintetizados e foi avaliada a seletividade dos MIP frente a análogos estruturais dos moldes. Os polímeros foram caracterizados por infravermelho com transformada de Fourier, 13C RMN, microscopia eletrônica de varredura, porosimetria de sorção de nitrogênio e análise termogravimétrica. Os MIP foram empregados como fase estacionária em SPE para a determinação de diuréticos tiazídicos em urina por cromatografia líquida de alta eficiência e os mesmos apresentaram seletividade cruzada em relação aos análogos estruturais / Abstract: This work aimed to optimize and synthesize molecularly imprinted polymers (MIP) to be employed in processes of solid phase extraction (SPE), for the determination of thiazide diuretics in urine. Theoretical calculations of molecular modeling, using the Gaussian 09 software and the density functional theory and PCM methods, at the B3LYP/6-31G(d) level, were performed to select a the most appropriate functional monomer (FM) and porogenic solvent for the synthesis of the molecularly imprinted polymers (MIP). For the development of a water-compatible MIP chlorothiazide, hydrochlorothiazide or hydrfoflumethiazide were used as template, acrylamide as FM, ethyleneglycol dimethacrylate as cross-linker and tetrahydrofuran as porogenic solvent. Parameters that affect thepolymer efficiency, such as the amount of the monomer and nature of the cross-linker were evaluated. The adsorption isotherms for each of the synthesized polymers were constructed and the selectivities of the MIPs in relation to structural analogues of the templates were evaluated. The polymers were characterized by Fourier transform infrared, 13C NMR, scanning electron microscopy, nitrogen sorption porosimetry and thermogravimetric analysis. The MIPs were employed as stationary phase in SPE for the determination of thiazide diuretics in urine by high performance liquid chromatography and they showed cross-selectivity in relation to their structural analogues / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

A fosforilação de proteínas é o tipo de modificação pós-traducional mais recorrente nas vias de sinalização, desempenhando papel central numa vasta gama de eventos celulares. Um completo entendimento das circunstâncias que coordenam o evento de fosforilação permanece como um desafio para a ciência, a despeito do crescente número de abordagens e estudos realizados no assunto. Um mecanismo largamente descrito e aceito como essencial para coordenar a fosforilação de proteínas é a existência de sequências de aminoácidos que facilitam a fosforilação, conhecidos como consensos de fosforilação. Nesse modelo, cada proteína quinase reconhece sítios de fosforilação se os mesmos estiverem inseridos em uma sequência específica de resíduos na estrutura primária do substrato. Porém, com o crescente volume de dados sobre fosforilação, é possível notar a existência de sítios que são validados experimentalmente como fosforilados por uma determinada proteína quinase, que não apresentam o consenso de fosforilação. Neste trabalho, foi testada e comprovada a hipótese de que estes sítios de fosforilação sem consenso sequencial apresentam resíduos localizados em regiões da estrutura terciária adjacentes ao sítio de fosforilação, cuja as características estereoquímicas mimetizam um peptídeo substrato contendo o consenso de fosforilação. Para essa avaliação, utilizando substratos da PKA, foi constatado que mais de 90% dos sítios de fosforilação que não apresentam o consenso na estrutura primária, apresentam essa disposição na estrutura terciária. Resíduos distantes na estrutura primária se apresentam próximos espacialmente na estrutura tridimensional, em uma conformação semelhante a de um sítio com o consenso de fosforilação. Com isso nós propomos a existência de sítios conformacionais de fosforilação. Para confirmar que esses sítios conformacionais poderiam ser cruciais no reconhecimento do substrato, foram construídos modelos da interação da proteína quinase com os substratos, visando demonstrar a viabilidade da interação dos resíduos formadores do consenso conformacional com a proteína quinase de maneira análoga a de um substrato com o consenso de fosforilação. Para a comprovação experimental do fenômeno, foi utilizado o modelo de fosforilação da -Tubulina, no qual foi constatada uma fosforilação no resíduo T253 que depende da atuação dos resíduos K163 e K164 para a interação com a proteína quinase, confirmando a coerência do modelo proposto. Diante da novidade da proposta, dos estudos computacionais feitos e da validação conseguida, torna-se clara a relevância de se estudar a estrutura tridimensional dos substratos de fosforilação, não só como uma forma de aprofundar os conhecimentos gerais na área de fosforilação, mas também como uma alternativa com potencial de ser explorada no desenvolvimento de novas tecnologias / Protein phosphorylation is the most frequent type of post-translational modification in signaling pathway, developing a key role in a wide range of cell events. The full understanding of the circumstances that coordinate the phosphorylation event remains a challenge for science, despite the growing number of approaches and studies on the subject. A broadly described and accepted mechanism as essential for the coordination of protein phosphorylation is the existence of amino acids sequences that contribute to phosphorylation occurrence, known as phosphorylation consensus. In this model, each protein kinase is able to recognize phosphorylation sites inserted in a specific sequence on the primary structure. However, as the data about phosphorylation sites increases, it is possible to notice that there are sites that are validated experimentally as phosphorylated by a particular protein kinase, which do not have the consensus phosphorylation. In this work, it was tested and proved that phosphorylation sites without the sequence consensus presents anchors residues, that are close to the phosphorylation site on the tertiary structure, creating a structural conformation that mimics the stereochemical features of a substrate peptide containing the phosphorylation consensus. For this evaluation, using substrates of PKA, it was found that more than 90% of phosphorylation sites that have no consensus on the primary structure, presented this kind of disposition on the tertiary structure. Distant residues in the primary structure are spatially close on the three-dimensional structure, in a conformation similar to a phosphorylation site containing the consensus. Thus we proposed the existence of conformational phosphorylation sites. To confirm that these conformational sites could be crucial in substrate recognition, it was built kinase-substrate models, aiming to demonstrate the feasibility of residues forming the conformational consensus on the substrate to interact with the kinase analogously to a substrate with consensus phosphorylation. For experimental verification of this phenomenon, we used the phosphorylation model of -Tubulin, in which we observed a phosphorylation at residue T253 that depends of residues K163 and K164 to interact with the protein kinase, confirming the consistency of proposed model. Faced with the novelty of the proposal, the computational data and the experimental validation, it becomes clear the importance of studying the three dimensional structure of phosphorylation sites, not only as a way of achieving deeper knowledge on phosphorylation field, but also as a potential prospect to be explored on the development of new technologies

Nesta pesquisa, calculou-se, por meio da modelagem molecular, parâmetros físico-químicos importantes à capacidade anti-radicalar de compostos fenólicos extraídos de plantas da flora nacional, Chimarrhis turbinata e Arrabidaea samydoides. As propriedades eletrônicas também podem ser analisadas por meio de superfícies representadas por legendas de cores no campo 3D. Mapa de potencial eletrostático, distribuição orbitalar de HOMO e de LUMO e densidade de spin foram superfícies avaliadas neste trabalho. Em adição, estudos de QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships), cálculos de descritores moleculares holísticos por meio dos programas DRAGON e VOLSURF, cálculos estatísticos incluindo algoritmo genético e PLS (Partial Least Squares), demonstraram a influência de determinadas características moleculares como fundamentais à atividade biológica. A pesquisa concluiu que o grupo farmacofórico favorável à atividade antioxidante é estrutura que apresenta predominantemente características hidrofílicas, grupos hidroxila como substituintes, características eletrônicas favoráveis à doação de elétron e à estabilização do radical fenóxi formado, além de reduzido comprometimento estérico. Consideramos que os métodos empregados no trabalho podem ser considerados como abordagem inovadora para a Ciência Cosmética, indicando potencial ação antioxidante, que poderá ser utilizada em formulações antienvelhecimento. / In this research, the calculated physico-chemical parameters, by molecular modelling, have been reported in the literature for supplying important information about the antiradicalar behavior of phenolic compounds, as the studied herein from Chimarrhis turbinata sp. and Arrabidaea samydoides sp. The electronic properties also can be analyzed by means of surfaces represented by legends of colors in the 3D field. Map of electrostatic potential, HOMO and LUMO distribution orbitalar and spin density have been used in this work. In addition, QSAR studies (Quantitative Structure-Activity Relationships), calculations of holistic molecular descriptors by softwares DRAGON and VOLSURF, statistical analysis including genetic algorithm and PLS (Partial Least Squares), demonstrate the influence of the molecular structure in the biological activity. Therefore, pharmacofor favorable to the antioxidant activity structure that presents predominantly characteristic hydrophilic, groups hydroxyl as substituintes, electronic characteristics favorable to the donation of electron and the stabilization of the radical formed, besides reduced inibition esteric. These recent methods can be considered as an innovative approach for Cosmetic Science toward antioxidant action that could be used in antiaging products.

Theoretical studies of the molecular mechanisms responsible for the formation and stability of protein complexes have gained importance due to their practical applications in the understanding of the molecular basis of several diseases, in protein engineering and biotechnology. The objective of this project is to critically analyze and refine a coarse-grained force field for protein-protein interactions based on experimental thermodynamic properties and to apply it to cancer-related S100A4 protein system. Our ultimate goal is to generate knowledge for a better understanding of the physical mechanisms responsible for the association of particular proteins in different environments. We studied the role of short and long-range interactions on the complexation of homo-associations. Furthermore, we analyzed the influence of the pH and its correlation with the charge regulation mechanism. We analyzed and refined the adjustable Lennard-Jones parameter for a mesoscopic model based on experimental second virial data for lysozyme, chymotrypsinogen, and ribonuclease A via Monte Carlo simulations. From of that, the S100A3 protein was used to test the new calibrated parameters. Finally, we evaluated the dimerization process of S100A4 proteins, observing the role of physical-chemistry variables involved in the thermodynamical stability of different oligomers. / Estudos teóricos dos mecanismos moleculares responsáveis pela formação e estabilidade dos complexos de proteínas vêm ganhando importância devido às suas aplicações práticas no entendimento da base molecular de várias doenças, em engenharia de proteínas e biotecnologia. O objetivo deste projeto é analisar criticamente e aperfeiçoar um campo de força de granulidade grossa para interação proteína-proteína com base em propriedades termodinâmicas experimentais e aplicá-lo ao sistema proteico S100A4 relacionado com o câncer. Nosso objetivo final é gerar conhecimento para uma melhor compreensão dos mecanismos físicos responsáveis pelas associações de proteínas particulares em diferentes ambientes. Estudamos o papel das interações de curto e longo alcance na complexação de homo-associações. Além disso, analisamos a influência do pH e sua correlação com o mecanismo de regulação de cargas. Por meio de simulações Monte Carlo, analisamos e refinamos o parametro ajustável de Lennard-Jones para um modelo mesoscópico, usando dados experimentais do segundo virial para a lisozima, o quimotripsinogênio e a ribonuclease A. A partir disso, a proteína S100A3 foi usada para testar os novos parâmetros calibrados. Finalmente, foi avaliado o processo de dimerização das proteínas S100A4, observando o papel de algumas variáveis físico-químicas envolvidas na estabilidade termondinâmica de diferentes oligómeros.

Os Fatores de Crescimento de Fibroblastos (\"Fibroblast Growth Factors\"; FGFs) participam de fenômenos biológicos de grande importância, tais como migração, divisão e diferenciação celulares. O presente trabalho teve como objetivo central a busca de compostos biologicamente ativos através de um desenho racional de peptídeos derivados do FGF-1 e do seu receptor (FGFR-1 ). A partir da análise dos dados disponíveis na literatura, aliada a técnicas de modelagem molecular, foram desenhados, sintetizados e testados dois grupos de peptídeos. O primeiro conjunto (R1 - R3) é constituído por peptídeos lineares derivados do FGFR-1. Os ensaios de atividade mitogênica dos FGFs 1 e 2 em presença dos peptídeos mostram que R1 e R2 foram capazes de inibir a ação mitogênica do FGF-1. Este efeito é seletivo, já que a atividade do FGF-2 não é afetada. A atividade inibitória é dose-dependente para ambos os peptídeos. Os resultados mostram ainda que o efeito é sequência-dependente, já que o peptídeo R3, correspondente à porção e-terminal de R2, é inativo. Por outro lado, o segmento N-terminal de R2 (representado por R1) é suficiente para desencadear o mesmo nível de inibição apresentado pelo peptídeo R2 inteiro. Os peptídeos sintéticos semi-cíclicos F1 - F3, correspondentes a um importante sítio de ligação no FGF-1, foram avaliados quanto à sua capacidade de estimular a síntese de DNA em fibroblastos em cultura. Os dados obtidos mostram que, na faixa de concentração testada (0,1 a 200 µM), o peptídeo F1 é inativo. O peptídeo F2 apresentou atividade mitogênica (ED50 = 60 -70 µM), estimulando a incorporação de timidina tritiada em até 66 % do valor máximo induzido por 10% de soro fetal bovino. Na mesma faixa de concentração, o peptídeo F3 apresentou atividade em níveis inferiores (ED50 > 100 µM) aos apresentados pelo peptídeo F2. Estes resultados indicam que os peptídeos F2 e F3 poderiam mimetizar a superfície correspondente a um sítio de ligação do FGF-1 ao receptor. Além disso, o fato de F2 ser mais ativo que F3 indica que, além dos resíduos hidrofóbicos Y e L (presentes em ambos), o resíduo R presente em F2 exerce um importante papel para a atividade mitogênica do peptídeo. Como já proposto por nós em trabalhos anteriores, os dados apresentados indicam que é possível obter compostos com atividade mitogênica através do desenho racional de estruturas peptídicas derivadas dos FGFs. A análise do conjunto de peptídeos estudados até o momento revela a existência de características químicas comuns a todos aqueles que se mostraram mitogênicos, ou seja, a presença de um núcleo hidrofóbico flanqueado por resíduos polares carregados. / The Fibroblast Growth Factors (FGFs) are involved in very important biological processes like cell migration, division and differentiation. The aim of this work was the search of biologically active compounds through a rational design of peptides derived from FGF-1 and its receptor (FGFR-1). On the basis on several data available in the literature and with the aid of molecular modeling techniques, we designed, synthesized and tested two sets of peptides. The first group (R1-R3) is composed by linear peptides derived from FGFR-1. The mitogenic activity assays of FGF-1 and FGF-2 in the presence of these peptides reveal that R1 and R2 were able to inhibit the mitogenic response elicited by FGF-1. This effect is dose-dependent and selective, since the FGF-2 activity was not affected. Also, the inhibitory activity is sequence-dependent since peptide R3, corresponding to the e-terminal stretch of R2, was inactive. On the other hand, the N-terminal segment of peptide R2, represented by R1, is sufficient to elicit about the same response observed for the longer peptide R2. The semi-cyclic synthetic peptides F1 - F3, corresponding to an important FGF-1 binding site, were tested for their ability to stimulate DNA synthesis on fibroblast cultures. The results show that F1 is inactive in the range tested (0.1 to 200 µM). Peptide F2 was able to elicit a mitogenic activity (ED50 = 60 - 70 µM), stimulating the incorporation of [methyl-3H] thymidine to a level corresponding to 66 % of the maximum response induced by 10 % fetal calf serum. In the same range, peptide F3 was less active (ED50 > 100 µM). These results suggest that peptides F2 and F3 could mimic a surface corresponding to a receptor binding site of FGF-1. Also, the better performance of F2 could be explained by the presence of the residue R (besides Y and L) that could be important to elicit a mitogenic response. These results, together with those presented in former papers, indicate that it is possible to obtain compounds with mitogenic activity through the rational design of peptides derived from the FGFs. The analysis of the assembly of peptides studied allow us to define a chemical pattern shared by all the mitogenic compounds obtained until now, namely the presence of a hydrophobic core flanked by polar charged residues.

Muitas espécies do gênero Aristolochia (Familia Aristolochiaceae) têm sido usadas na medicina tradicional e folclórica como medicamentos e tônicos, as quais demonstravam atividades farmacológicas de interesse clínica e medica como anti-hemorrágica, anti-parasita, antibacteriano, antifúngico, analgésico, antitumoral entre outras. Visando a obtenção de mais informações sobre essas plantas e na procura por substâncias com efeitos antiofídicos, neste trabalho avaliou-se à ação de extratos aquoso, metanólico e de acetato de etila de folhas e caule contra as ações tóxicas da peçonha de Bothrops asper, ambos procedentes do Panamá e contra o efeito miotóxico da peçonha de Bothrops jararacussu e das miotoxinas BthTX-I (isolada de B. jararacussu) e Mtx-II (isolada de B. asper). O extrato das folhas em acetato de etila apresentou a melhor inibição da atividade fosfolipásica da peçonha de B. asper, demonstrando inibição de 45%, 35% e 33% nas proporções de 1:5, 1:10 e 1:30 (m/m), respectivamente. Enquanto que, o extrato de caule em acetato de etila demonstrou maior eficácia na neutralização da atividade coagulante, e, além disso, inibiu 96%, 92% e 87% do edema, da miotoxicidade e hemorragia induzidas pela peçonha de B. asper, respectivamente. Os percentuais diferenciados na neutralização das ações tóxicas da peçonha de Bothrops asper, revelam diferentes perfis do potencial antiofídico de Aristolochia sprucei. Um dos componentes bioativos foi isolado do extrato de caule desta planta por CLAE, e a caracterização química, por ressonância magnética nuclear, demonstrou ser o ácido aristolóquio que inibiu a atividade miotóxica das peçonhas de B. jararacussu e de B. asper em 80% e 85% e assim como a atividade miotóxica da BthTX-I e Mtx-II em 64% e 60%, respectivamente. A atividade hemolítica indireta da peçonha de B. asper foi inibida em 43% pelo o ácido aristolóquio. A análise dos espectros de dicroísmo circular e os estudos de interação por modelagem molecular sugerem que o ácido aristolóquio forma um complexo com a Mtx-II de B. asper inibindo sua atividade. A ligação do ácido aristoloquio com as miotoxinas (MjTX-1, BthTX-II) modificou a forma e a intensidade dos espectros de dicroísmo circular da miotoxina e induziu alterações na porcentagem dos diversos domínios que constituem a estrutura secundária desta miotoxina. Os resultados obtidos confirmam que os extratos de A. sprucei possuem propriedades antiofídicas e sugerem a necessidade de aprofundar estudos que permitam utilizar com segurança os extratos e o principio ativo isolado como suplementos dos antisoros para aumentar a eficácia na neutralização dos efeitos tóxicos locais da peçonha das serpentes. / A lot of species of genus Aristolochia (Familia Aristolochiacheae) have been used in traditional medicine and folk, such as medicaments and tonics, which show pharmacological activities of clinic and medical interest, like antihemorragic, antiparasitic, antibacterial, antifungic, analgesic, antitumoral between others. Expecting to get more information about these plants and in the search by substances with antiophidic effects, in this work was evaluated the action of aqueous, metanolic and ethyl acetate extracts from leaves and stems of Aristolochia sprucei against the toxic action of Bothrops asper venom, both native from Panamá and against the myotoxic effect of Bothrops jararacussu venom and BthTX1 (isolated from B. jararacussu) and Mtx-II (isolated from Bothorps asper). The leaves extracts in ethyl acetate showed the best inhibition registered of PLA2 activity of venom de B. asper showing inhibition of 45 %, 35 % and 33 %, in proportion (m/m) of 1:5, 1:10 and 1:30 respectively. As regards to stem extract in ethyl acetate, it showed high efficacy in neutralization of coagulant activity, besides It inhibited 96 %, 92 % and 87 % of edema, myotoxicity and hemorrhage induced by B. asper venom, respectively. One of bioactives components was isolated from stem extract of this plant by CLAE and the chemical characterization by nuclear magnetic resonance, this showed that the compound is the aristolochic acid. This compound inhibited the myotoxic activity of B. jararacussu and B. asper venom in 80 % and 85 %, so like myotoxic activity of BthTx-I and MTx-II in 64 % and 60 % respectively. The indirect hemolytic activity of B. asper venom was inhibited in 43 % by the aristolochic acid. The analyze of spectrum of circular dichroism and the studies of interaction by molecular modelagem suggest that the aristolochic acid forms a complex 1:1 with the miotoxin inhibiting their activity. The joint of aristolochic acid with the miotoxins (MjTX-1, BthTx-II) changes the way and the intensity of spectra from dichroism circular of miotoxin and It induced alteration in percentage of several domains that constitute a secondary structure from this toxin. The results obtained confirm that the extracts of A. sprucei have antiophidic properties and it suggest the necessity of deepen studies that allow to use with safety the extracts and the isolated active principle, like antiserum supplements to increase the efficacy in the neutralization of local toxics effects of snakes venoms.