Turmeric polar extract (TPE) was obtained by dielectric-precipitation of turmeric slurry and found to contain three proteins with two in the 10-11 KDa range being dominant. Antioxidative activity and persistence (AP) of TPE (5%, w/v) respectively showed 87% and 85% greater generation of alkoxy- and peroxyl radicals compared the non-redox-active buffer alone showing significant (p<0.05) pro-oxidative behavior. Conversely, purified curcumin (CU) (0.1% w/v) was dramatically antioxidative with AA and AP values of 2,828 and 1,129%, respectively, compared to the blank. However, a combination of the two at the same concentration dropped these values to 590 and 389%, respectively, reflecting dramatic dampening of the efficacy of CU. Ultraviolet radiation significantly modulated the efficacy of CU where UVB (300 nm) exposure gave the highest enhancement when limited to five min. Data showed that turmeric contains highly pro-oxidant polar proteins that significantly dramatically diminishes the beneficial antioxidative efficacy of its principal phytochemical, CU.

Malignant mesothelioma (MM) is a rare tumor associated with occupational exposure to asbestos with no effective treatment regime. Evaluation of mitochondrial function in human MM cell lines revealed a common tumor phenotype: in comparison to immortalized or primary human mesothelial cells, MM tumor cells displayed a more oxidized mitochondrial environment, increased expression of mitochondrial antioxidant enzymes, and altered mitochondrial metabolism. Earlier work by our laboratory indicated that increases in mitochondrial reactive oxygen species (mROS) in MM cell lines supports expression of FOXM1, an oncogenic transcription factor that contributes to increased cell proliferation and chemoresistance. These studies sought to investigate targeting of mitochondrial structure and function as a therapeutic avenue in MM. MM cells have reduced mitochondrial reserve capacity, a redox vulnerability exploitable by pro-oxidant therapeutics. Targeting of the mitochondrial peroxidase peroxiredoxin 3 (PRX3) with the anti-cancer compound thiostrepton (TS) induces irreversible modifications to PRX3 protein, increased mROS, and selective MM cell death. Mass spectrometry showed TS targets conserved cysteine residues in PRX3. In vitro and in MM cells, TS failed to modify human PRX3 harboring mutations to Cys108, Cys127 or Cys229. Pre-incubation of MM cells with dimedone blocked cysteine adduction of PRX3 by TS, suggesting adduction requires an active PRX3 catalytic cycle. Studies with immortalized and primary human mesothelial cells showed adduction of PRX3 by TS occurred at a much lower rate in normal cells than MM cells, and this difference correlated with markedly decreased cytotoxicity. Moreover, MM cells transduced with shRNA to PRX3 grew more slowly and were less sensitive to TS than their wild type counterparts, indicating PRX3 is a major target of TS in MM cells. Studies with a xenoplant mouse model of MM showed TS alone or in combination with the TRX2 inhibitor gentian violet significantly reduced tumor volume. Tumor cell mitochondria have an increased mitochondrial membrane potential, therefore numerous drugs have been developed that selectively accumulatte into energized mitochondria to enhance drug efficacy and specificity. Here two mitochondrial-targeted nitroxides, Mito-carboxy-proxyl (MCP) and Mito-TEMPOL (MT), were investigated for their anti-cancer effects. Treatment of MM cells with MCP or MT led to rapid disruption of the mitochondrial reticulum, increased oxidant levels, and reduced FOXM1 and PRX3 protein expression. Immunostaining revealed a pool of cytoplasmic FOXM1 associated with PRX3 in mitochondria, suggesting PRX3 participates in regulating FOXM1 expression. Combination of MCP or MT with TS led to synergistic effects on MM cell viability. Upregulation of mitochondrial antioxidant enzymes is an adaptive response that ameliorates mitochondrial oxidative stress and supports tumor cell survival. Studies here indicate that enhanced dependency on the PRX3 catalytic cycle in tumor cells promotes inactivation of PRX3 by TS, providing a therapeutic window dependent on a mitochondrial phenotype common to many human tumor types. Therefore TS, alone or in combination with other agents, may prove useful in the management of intractable tumors such as MM.

O manganês (Mn) é um elemento químico abundante na natureza, principalmente em minérios e presente também em alimentos e na água. É o cofator de enzimas importantes, como a superóxido dismutase mitocondrial. Entretanto, mineradores e outras pessoas expostas a produtos manufaturados de Mn podem apresentar uma concentração excessiva desse metal no cérebro, adquirindo uma desordem neurológica similar ao mal de Parkinson conhecida por manganismo. Basicamente a neurotoxicidade do Mn pode estar associada com os vários estados de oxidação que ele pode alcançar, gerando espécies reativas de oxigênio durante a interconversão dessas espécies. Dessa forma, neste trabalho sintetizamos e avaliamos as propriedades pró-oxidantes e neurotóxicas de complexos de Mn(III) com desferrioxamina, [Mn(dfb)]; acetohidroxamato, [Mn(aha)3]; citrato, [Mn(cit)]; cloro-salen, EUK 8; e aceto-salen, EUK 108. Tais compostos são propostos como miméticos da SOD e/ou catalase, entretanto podem apresentar atividade pró-oxidante. Estes complexos foram caracterizados espectrofotometricamente (UV/Vis e IV) e por voltametria cíclica. Foram determinadas as absortividades molares dos complexos [Mn(aha)3], EUK 8 e EUK 108. Os EUK\'s apresentaram dois processos redutivos, sendo apenas um reversível, enquanto o [Mn(cit)] apresentou apenas um processo redutivo reversível e os hidroxamatos [Mn(dfb)] e [Mn(aha)3] não apresentaram processos redox na faixa de potenciais utilizada. Em teste de lipofilicidade todos os complexos apresentaram maior afinidade pela fase aquosa, sendo muito pouco particionados para a fase orgânica. Através do ensaio de supressão de fluorescência de calceína foi possível estabelecer que os EUK\'s são relativamente mais estáveis do que os outros complexos, sendo o [Mn(aha)3] o menos estável dos compostos estudados. Nas análises de atividade pró-oxidante, o [Mn(dfb)] oxidou fortemente a sonda mesmo na ausência de outros cofatores, mas este processo é dependente da concentração de O2 no meio. Os EUK\'s atuaram como pró-oxidantes em função da concentração de peróxido no meio. A atividade pró-oxidante foi suprimida por ascorbato, glutationa e Trolox&#174;, que agiram como antioxidantes, sugerindo implicações para a terapia do manganismo. O teste de toxicidade aguda em paulistinhas (Danio rerio) adultos resultou na mortalidade de alguns animais quando expostos a [Mn(dfb)] e [Mn(aha)3]. Comparando o telencéfalo de peixes expostos ao [Mn(dfb)] com um controle em microscópio, não se visualizou nenhuma alteração morfológica na região do núcleo dorsal, indicando que o complexo não causou nenhum dano visível nessa região. / Manganese (Mn) is an abundant element which is present also in food and water. It is the cofactor of important enzymes such as mitochondrial superoxide dismutase. However, miners and other occupationally exposed individuals may present an excessive load of Mn in brain and develop manganism, a neurological disorder akin to Parkinson Disease. Basically, Mn neurotoxicity may stem from its wide redox cycle, generating reactive oxygen species in the process of converting from one oxidation state to another. Thus, in this work we synthesized and evaluated the pro-oxidant and neurotoxic characteristics of Mn(III) complexes with desferrioxamine, [Mn(dfb)]; acetohydroxamate, [Mn(aha)3]; citrate, [Mn(cit)]; chlorosalen, EUK 8; and aceto-salen, EUK 108. Such compounds are proposed as mimetics of superoxide dismutase and/or catalase, however they may also be prooxidant. These complexes were characterized spectrophotometrically (UV/Vis and IR) and by cyclic voltammetry. Molar absorptivities were determined for [Mn(aha)3], EUK 8 and EUK 108. EUK\'s displayed two reductive processes, only one of which was reversible, while [Mn(cit)] displayed only one (reversible) reductive process and hydroxamates [Mn(dfb)] and [Mn(aha)3] did not display redox processes in the working range of potentials. Lipophilicity tests showed that all complexes have very low partition to the organic phase. Calcein fluorescence quenching studies showed that both EUK complexes are relatively more stable than the others, while [Mn(aha)3] is the least stable. In the pro-oxidant activity studies, [Mn(dfb)] strongly oxidized the fluorescent probe even in the absence of ancillary substances such as peroxide. However, this effect was dependant on O2 saturation in the solution. Both EUK acted as pro-oxidants with a linear dependence on peroxide concentration. Pro-oxidant activity was eliminated by the treatment with antioxidants such as ascorbate, glutathione and Trolox®, which is of interest for the therapy of manganism. In the acute toxicity tests induced some mortality in adult Danio rerio exposed to [Mn(dfb)] or [Mn(aha)3]. Comparison of the telencephalus of [Mn(dfb)]-exposed individuals with controls failed to indicate morphological alterations in the dorsal nucleus area, indicating that the complex did not affect visibly this brain region.

O manganês (Mn) é um elemento químico abundante na natureza, principalmente em minérios e presente também em alimentos e na água. É o cofator de enzimas importantes, como a superóxido dismutase mitocondrial. Entretanto, mineradores e outras pessoas expostas a produtos manufaturados de Mn podem apresentar uma concentração excessiva desse metal no cérebro, adquirindo uma desordem neurológica similar ao mal de Parkinson conhecida por manganismo. Basicamente a neurotoxicidade do Mn pode estar associada com os vários estados de oxidação que ele pode alcançar, gerando espécies reativas de oxigênio durante a interconversão dessas espécies. Dessa forma, neste trabalho sintetizamos e avaliamos as propriedades pró-oxidantes e neurotóxicas de complexos de Mn(III) com desferrioxamina, [Mn(dfb)]; acetohidroxamato, [Mn(aha)3]; citrato, [Mn(cit)]; cloro-salen, EUK 8; e aceto-salen, EUK 108. Tais compostos são propostos como miméticos da SOD e/ou catalase, entretanto podem apresentar atividade pró-oxidante. Estes complexos foram caracterizados espectrofotometricamente (UV/Vis e IV) e por voltametria cíclica. Foram determinadas as absortividades molares dos complexos [Mn(aha)3], EUK 8 e EUK 108. Os EUK\'s apresentaram dois processos redutivos, sendo apenas um reversível, enquanto o [Mn(cit)] apresentou apenas um processo redutivo reversível e os hidroxamatos [Mn(dfb)] e [Mn(aha)3] não apresentaram processos redox na faixa de potenciais utilizada. Em teste de lipofilicidade todos os complexos apresentaram maior afinidade pela fase aquosa, sendo muito pouco particionados para a fase orgânica. Através do ensaio de supressão de fluorescência de calceína foi possível estabelecer que os EUK\'s são relativamente mais estáveis do que os outros complexos, sendo o [Mn(aha)3] o menos estável dos compostos estudados. Nas análises de atividade pró-oxidante, o [Mn(dfb)] oxidou fortemente a sonda mesmo na ausência de outros cofatores, mas este processo é dependente da concentração de O2 no meio. Os EUK\'s atuaram como pró-oxidantes em função da concentração de peróxido no meio. A atividade pró-oxidante foi suprimida por ascorbato, glutationa e Trolox&#174;, que agiram como antioxidantes, sugerindo implicações para a terapia do manganismo. O teste de toxicidade aguda em paulistinhas (Danio rerio) adultos resultou na mortalidade de alguns animais quando expostos a [Mn(dfb)] e [Mn(aha)3]. Comparando o telencéfalo de peixes expostos ao [Mn(dfb)] com um controle em microscópio, não se visualizou nenhuma alteração morfológica na região do núcleo dorsal, indicando que o complexo não causou nenhum dano visível nessa região. / Manganese (Mn) is an abundant element which is present also in food and water. It is the cofactor of important enzymes such as mitochondrial superoxide dismutase. However, miners and other occupationally exposed individuals may present an excessive load of Mn in brain and develop manganism, a neurological disorder akin to Parkinson Disease. Basically, Mn neurotoxicity may stem from its wide redox cycle, generating reactive oxygen species in the process of converting from one oxidation state to another. Thus, in this work we synthesized and evaluated the pro-oxidant and neurotoxic characteristics of Mn(III) complexes with desferrioxamine, [Mn(dfb)]; acetohydroxamate, [Mn(aha)3]; citrate, [Mn(cit)]; chlorosalen, EUK 8; and aceto-salen, EUK 108. Such compounds are proposed as mimetics of superoxide dismutase and/or catalase, however they may also be prooxidant. These complexes were characterized spectrophotometrically (UV/Vis and IR) and by cyclic voltammetry. Molar absorptivities were determined for [Mn(aha)3], EUK 8 and EUK 108. EUK\'s displayed two reductive processes, only one of which was reversible, while [Mn(cit)] displayed only one (reversible) reductive process and hydroxamates [Mn(dfb)] and [Mn(aha)3] did not display redox processes in the working range of potentials. Lipophilicity tests showed that all complexes have very low partition to the organic phase. Calcein fluorescence quenching studies showed that both EUK complexes are relatively more stable than the others, while [Mn(aha)3] is the least stable. In the pro-oxidant activity studies, [Mn(dfb)] strongly oxidized the fluorescent probe even in the absence of ancillary substances such as peroxide. However, this effect was dependant on O2 saturation in the solution. Both EUK acted as pro-oxidants with a linear dependence on peroxide concentration. Pro-oxidant activity was eliminated by the treatment with antioxidants such as ascorbate, glutathione and Trolox®, which is of interest for the therapy of manganism. In the acute toxicity tests induced some mortality in adult Danio rerio exposed to [Mn(dfb)] or [Mn(aha)3]. Comparison of the telencephalus of [Mn(dfb)]-exposed individuals with controls failed to indicate morphological alterations in the dorsal nucleus area, indicating that the complex did not affect visibly this brain region.

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Bactérias como a Escherichia coli, que estão presentes na flora microbiana dos indivíduos, tem demostrado um aumento significativo na resistência à antibióticos, e junto deste aumento da resistência surge à busca por novos fármacos para combater estes microrganismos resistentes. Os compostos orgânicos de telúrio tem demostrado em estudos apresentar capacidade antimicrobiana frente à cepas de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Esta classe de compostos tem seus efeitos relacionados principalmente à sua capacidade de oxidação de grupos tióis (SH). Este trabalho teve como objetivo verificar a atividade antimicrobiana do composto teluroacetileno 2-feniletinil-butiltelurio (PEBT), sobre cepas de E.coli, bem como estudar se o mecanismo de ação antimicrobiano está relacionado ao seu efeito pró-oxidante. Para a avaliação da atividade antimicrobiana do composto PEBT foram realizados os testes de: disco difusão com o composto nas concentrações de 1.28mg/disco, 0.128mg/disco, 0.0128mg/disco e 0.00128mg/disco; concentração inibitória mínima (CIM) com o composto nas concentrações de 3.84mg/ml; 1.92mg/ml; 0.96mg/ml; 0.48mg/ml; 0.24 mg/ml; 0.12 mg/ml; 0.06 mg/ml e 0.030mg/ml e curva de sobrevivência, com as 3 concentrações do composto 0.96 mg/ml; 1.92mg/ml e 3.84mg/ml(correspondentes ao 0,5CIM, CIM e 2CIM, respectivamente). Para avaliar se o mecanismo de ação do composto PEBT sobre a célula bacteriana, estava relacionado à sua atividade pro-oxidante, foram dosados os níveis de espécies reativas (ER); atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT), e para avaliar a oxidação de grupamentos tióis foi realizada a dosagem intracelular de níveis de tióis não proteicos (NPSH) nas culturas bacterianas em presença ou ausência do composto nas concentrações de 0.96 mg/ml; 1.92mg/ml e 3.84mg/ml. A fim de confirmar seu efeito pro-oxidante, foram adicionados os antioxidantes glutationa (GSH) e ácido ascórbico (AA) ao meio de cultura. Como resultado, nosso estudo mostrou a capacidade antimicrobiana do composto PEBT nas concentrações 1.28mg/disco e 0.128mg/disco através da formação de halos de inibição no teste de disco difusão, sendo a menor concentração do composto capaz de inibir o crescimento bacteriano de 1.92mg/ml, e no teste de curva de sobrevivência o composto foi capaz de causar a inviabilidade das células bacterianas após o tempo de 9 horas de exposição nas 3 diferentes concentrações 9 testadas. Nossos resultados demostram que a presença do composto nas 3 concentrações testadas levou ao aumento na produção de ER nas células da E. coli, concomitante a uma diminuição dos níveis de tióis intracelulares e redução na atividade das enzimas antioxidante SOD a CAT. Associado a isso, quando foi acrescido ao meio os antioxidantes GSH e AA, estes foram capazes de proteger a célula bacteriana do efeito antimicrobiano, através do desaparecimento do halo de inibição no teste de disco difusão. Contudo, nosso estudo sugere que o composto PEBT possui atividade antimicrobiana frente a cepas de E.coli, tendo como mecanismo de ação a geração de ER, oxidação de grupos tióis e diminuição das defesas antioxidantes da célula bacteriana. / The indiscriminate use of antibiotics causes some bacterial strains to develop defenses against antibacterial agents, with the consequent appearance of antimicrobial resistance. Bacteria such as Escherichia coli, which are present in the microbial flora of individuals, have shown a significant increase in resistance to antibiotics, and along with this increase of resistance comes the search for new drugs to combat these resistant microorganisms. Organic tellurium compounds have shown antimicrobial ability against strains of Gram-negative and Gram-positive bacteria. This class of compounds have these effects related to the oxidation of thiols groups. In this way, the objective of this work was to verify the antimicrobial activity of 2-phenylethynyl butyltelurium (PEBT) in strains of E. coli, as well as, to study if the antimicrobial action is related to its pro-oxidant effect. For the evaluation of the antimicrobial activity of the PEBT the following tests were performed: Disc diffusion with PEBT at the concentrations of 1.28; 0.128; 0.0128 and 0.00128 mg/disc; minimum inhibitory concentration (MIC) with PEBT at concentrations of 3.84; 1.92; 0.96; 0.48; 0.24; 0.12; 0.06 and 0.030 mg/ml; and survival curve, with PEBT at concentrations of 0.96; 1.92 and 3.84 mg/ml (corresponding to 0.5MIC, MIC and 2MIC, respectively). To evaluate if the antimicrobial action is related to its pro-oxidant effect we carried out the levels of extracellular reactive species (RS); activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) and levels of non-protein thiols (NPSH). In order to confirm its pro-oxidant effect, the antioxidants glutathione (GSH) and ascorbic acid (AA) were added to the culture medium. Our study has demonstrated that PEBT has antimicrobial capability at concentrations of 1.28 and 0.128 mg/disc by formation of inhibition halo in the diffusion disc test. Additionally, the lowest concentration of the compound capable of inhibiting bacterial growth was 1.92 mg/ml, and in the survival curve test the compound was able to cause bacterial cell infeasibility after the 9 hour exposure time at the concentrations of 0.96; 1.92 and 3.84mg/ml. Our results in biochemical analysis show that the presence of the PEBT at concentrations of 3.84; 1.92 and 0.96mg/ml is able to induce an increase in extracellular RS production in E. coli cells, concomitant with a decrease in intracellular thiol levels and a reduction in the activity of antioxidant enzymes SOD and CAT. Associated with these results, the addiction of GSH and AA to the medium was able to protect the bacterial cell from the antimicrobial effect of PEBT, by disappearance of the inhibition halo in the disc 11 diffusion test. Taken together, our results suggest that the PEBT presents antimicrobial activity against strains of E. coli and its action is related to the generation of RS, oxidation of thiol groups and decrease of the antioxidant defenses of the bacterial cell.

Iron is an essential nutrient for cellular activities including oxygen transport, electron transfer, and gene regulation. However, iron is potentially toxic via its redox reactions which generate reactive oxygen species (ROS). Oxidative damage to biomolecules can be modulated by antioxidants such as ascorbic acid (AA). However, it is well known that in the presence of redox-active iron, AA can act as a pro-oxidant in vitro and contribute to the formation of hydroxyl radicals. Based on the possible pro-oxidant interaction of iron and AA, we evaluated the manifestations of supplementation of iron associated with the ascorbic acid. The study was delineated by nine non-smoking male healthy volunteers, aged between 20 and 31 years. The volunteers were supplemented with a single dose containing 2g of AA (first group), 150mg of iron (second group) and 2g of AA plus 150mg of iron (third group). The 9 volunteers were submitted the all the treatments, which were alternate every 15 days. The volunteers were submitted to blood collections before the supplementation and 2, 5 and 24 hours after the supplementation. They were evaluated the levels of iron and ferritin, the activity of the antioxidants enzymes catalase (CAT), gluthatione peroxidase (GPx), superoxide dismutase (SOD), the level non-enzymatic antioxidants: AA, non-protein-SH, as well as markers of the oxidative stress Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), diclorofluorescein oxidation and delta-amino levulinate dehydratase (ALA-D) activity. The results showed that plasma AA levels were increased at 2, 5 and 24 hours after AA or AA plus iron ingestion. Plasmatic iron level was increased at 2 hours after iron ingestion and 2, 5 hours in the group AA plus iron. The erythrocytes TBARS levels decreased at 5 hours after AA and 5, 24 hours after AA plus iron ingestion. The erythrocytes CAT levels caused a significant increase 5 hours after supplementation with AA plus iron. The other results showed no significant different in the determinations. Thus, the present study does not support the hypothesis that the combination of high plasma oncentrations of AA and iron, or iron alone, causes oxidative damage in vivo. However, further studies are required to determine if iron and AA interactions could have a pro-oxidant effect in vivo. / O ferro é um nutriente essencial para atividades das células incluindo transporte de oxigênio, transferência de elétrons e regulação genética. Entretanto, esse mineral é potencialmente tóxico por participar de reações de óxido-redução, que favorecem a formação de espécies reativas ao oxigênio (ERO). O dano oxidativo nas biomoléculas pode ser modulado por antioxidantes como o ácido ascórbico (AA). Entretanto, sabe-se que na presença de ferro, o ácido ascórbico pode atuar como um pró-oxidante in vitro e contribuir para formação de radicais hidroxila. Baseado na possibilidade pró-oxidante da interação entre o ferro e o ácido ascórbico, for avaliados as manifestações da suplementação do ferro associado com o ácido ascórbico. O estudo foi delineado por 9 voluntários saudáveis, não tabagistas, entre 20 e 31 anos. Os voluntários foram suplementados com uma dose única contendo 2g de ácido ascórbico (primeiro grupo), 150mg de ferro (segundo grupo) e 2g de ácido ascórbico mais 150mg de ferro (terceiro grupo). Os 9 indivíduos foram submetidos a todos os tratamentos, os quais foram alternados a cada 15 dias. Os voluntários foram submetidos a coletas sanguíneas antes da suplementação e 2, 5 e 24 horas após a suplementação. Foram avaliados os níveis de ferro e ferritina, a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), superóxido dismutase (SOD), os níveis dos antioxidantes não-enzimáticos: ácido ascórbico, tiois não proteicos (NPSH), bem como os marcadores do estresse oxidativo: espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), oxidação da diclorifluoresceína e a atividade da delta aminolevulinato desidratase (ALA-D) . Os resultados encontrados mostraram que os níveis plasmáticos de ácido ascórbico aumentaram significativamente em 2, 5 e 24 horas após a ingestão de ácido ascórbico mais ferro ou somente ácido ascórbico. Os níveis plasmáticos de ferro aumentaram significativamente 2 horas após a ingestão de ferro e 2 e 5 horas no grupo ferro mais ácido ascórbico. Os níveis de TBARS eritrocitário diminuíram significativamente em 5 e 24 horas após a ingestão de ferro, bem como, em 5 horas após a ingestão de ferro mais ácido ascórbico. A atividade da CAT eritrocitária aumentou significativamente em 5 horas após a ingestão de ácido ascórbico mais ferro. Os demais parâmetros avaliados não mostraram diferenças significativas. Com isso, o presente estudo não confirma a hipótese que a combinação de altas doses de ácido ascórbico e ferro, ou apenas ferro causam dano oxidativo in vivo. Entretanto, mais estudos são necessários para determinar se a interação entre o ferro e o ácido ascórbico pode causar efeito pró-oxidante in vivo.

Complexos diimínicos de cobre(II) têm despertado grande interesse como modelos estruturais e funcionais do sítio ativo de diversas proteínas e enzimas dependentes deste metal, particularmente aquelas relacionadas ao oxigênio molecular e seus derivados reduzidos. Embora sejam bons miméticos da SOD, uma enzima antioxidante, estes compostos também podem apresentar atividade peroxidásica considerável, causando danos oxidativos a diversos substratos. Neste trabalho, 3 novos complexos diimínicos de cobre(II), derivados de 2,3-butanodiona e 2-(2-aminofenil)benzimidazol, 2-(aminometil)benzimidazol ou 2-(2-aminoetil)piridina, foram sintetizados e posteriormente caracterizados através de análise elementar, medidas magnéticas e espectroscopia UV/Vis, IR e EPR, com a finalidade de verificar como modificações no ligante podem modular suas propriedades, especialmente frente a oxidantes biológicos, como peróxido de hidrogênio e peroxinitrito. Estes novos complexos preparados tiveram ainda suas propriedades comparadas às de espécies semelhantes, derivadas de piridinaldeído e etilenodiamina ou acetilpirazina e propilenodiamina, estudadas anteriormente. As propriedades antioxidantes dos complexos foram estimadas através da atividade catalítica acentuada na dismutação de radicais superóxidos, em comparação a complexos similares descritos na literatura, indicando que estas espécies são bons miméticos da SOD. Evidências da distorção tetraédrica ao redor do íon cobre, similar à observada na enzima nativa, foram obtidas através de parâmetros espectroscópicos característicos. Os novos complexos também mostraram atividade pró-oxidante, gerando radicais hidroxil em quantidades apreciáveis, em presença de peróxido de hidrogênio, detectados e identificados por EPR com a adição de captador de spin. Danos oxidativos promovidos por estas espécies complexas foram observados através da peroxidação lipídica de lipossomos de fosfatidilcolina de lecitina. Estes danos foram expressivamente aumentados em presença de íons nitrito e/ou bicarbonato. Sua atividade catalítica na decomposição do peroxinitrito, em presença e ausência de dióxido de carbono, bem como na nitração do 4-hidroxifenilacetato, mediada por peroxinitrito, foi também estudada através de medidas de cinética rápida (stopped-flow). Evidências de intermediários de reação foram obtidas através de mudanças significativas no espectro EPR. As propriedades eletroquímicas e a estabilidade termodinâmica relativa dessas espécies, estimada pela técnica de dicroismo circular, usando a albumina bovina como quelante fisiológico, foram também verificadas. Todos os estudos relatados foram desenvolvidos para melhor correlacionar a reatividade observada com determinadas características estruturais dos complexos de cobre preparados. / Many investigations on diimine copper(II) complexes have been carried out in order to mimic functional and structural properties of the active sites in proteins and enzymes dependent on this metal. Special interest has been focused on their reactivity toward molecular oxygen and its reduced derivatives, and more recently toward peroxynitrite. These diimine copper(II) complexes exhibited SOD-like activities, but have also shown considerable peroxidase activity, causing oxidative damage to different targets. In this work, some new diimine copper(II) complexes were prepared, derived from 2,3-butanedione and 2-(2-aminophenyl)benzimidazole, 2-(aminomethyl) benzimidazole or 2-(2-aminoethyl)pyridine, and characterized using UV/Vis, IR and EPR spectroscopy, elemental analysis and determination of the effective magnetic moment. Those complexes have also been compared to similar species, derived from pyridinaldehyde and ethylenediamine, or acetylpyrazine and propylenediamine, previously prepared. The studied complexes showed significant SOD activity, indicative of antioxidant properties, and a pronounced tetrahedral distortion around the copper ion, estimated by characteristic spectroscopic parameters. On the other hand, the new compounds also exhibited pro-oxidant activities, by generating hydroxyl radicals in the presence of hydrogen peroxide, detected by the spin-trapping EPR method. The extension of lipid peroxidation promoted by these diimine copper(II) complexes was also investigated, using liposomes of lecithin L-&#945;-phosphatidylcholine as membrane mimics. An enhancement of their peroxidase activity in the presence of bicarbonate and/or nitrite anion was also observed. Further, the decomposition of peroxynitrite, in the presence and absence of carbon dioxide, and the peroxynitrite-mediated nitration of 4-hydroxyphenylacetate, catalyzed by these copper compounds, was measured by stopped-flow kinetic runs. Evidence of intermediary species was provided by significant changes in the EPR spectra. Finally, their electrochemical properties were estimated by cyclic voltammetry and their relative thermodynamic stability was verified through the technique of circular dicroism, using a competitive reaction with albumin, a physiological Cu(II) chelator. All those studies were performed at the aim of correlating some structural characteristics to the observed reactivity of the diimine copper(II) complexes.

Complexos diimínicos de cobre(II) têm despertado grande interesse como modelos estruturais e funcionais do sítio ativo de diversas proteínas e enzimas dependentes deste metal, particularmente aquelas relacionadas ao oxigênio molecular e seus derivados reduzidos. Embora sejam bons miméticos da SOD, uma enzima antioxidante, estes compostos também podem apresentar atividade peroxidásica considerável, causando danos oxidativos a diversos substratos. Neste trabalho, 3 novos complexos diimínicos de cobre(II), derivados de 2,3-butanodiona e 2-(2-aminofenil)benzimidazol, 2-(aminometil)benzimidazol ou 2-(2-aminoetil)piridina, foram sintetizados e posteriormente caracterizados através de análise elementar, medidas magnéticas e espectroscopia UV/Vis, IR e EPR, com a finalidade de verificar como modificações no ligante podem modular suas propriedades, especialmente frente a oxidantes biológicos, como peróxido de hidrogênio e peroxinitrito. Estes novos complexos preparados tiveram ainda suas propriedades comparadas às de espécies semelhantes, derivadas de piridinaldeído e etilenodiamina ou acetilpirazina e propilenodiamina, estudadas anteriormente. As propriedades antioxidantes dos complexos foram estimadas através da atividade catalítica acentuada na dismutação de radicais superóxidos, em comparação a complexos similares descritos na literatura, indicando que estas espécies são bons miméticos da SOD. Evidências da distorção tetraédrica ao redor do íon cobre, similar à observada na enzima nativa, foram obtidas através de parâmetros espectroscópicos característicos. Os novos complexos também mostraram atividade pró-oxidante, gerando radicais hidroxil em quantidades apreciáveis, em presença de peróxido de hidrogênio, detectados e identificados por EPR com a adição de captador de spin. Danos oxidativos promovidos por estas espécies complexas foram observados através da peroxidação lipídica de lipossomos de fosfatidilcolina de lecitina. Estes danos foram expressivamente aumentados em presença de íons nitrito e/ou bicarbonato. Sua atividade catalítica na decomposição do peroxinitrito, em presença e ausência de dióxido de carbono, bem como na nitração do 4-hidroxifenilacetato, mediada por peroxinitrito, foi também estudada através de medidas de cinética rápida (stopped-flow). Evidências de intermediários de reação foram obtidas através de mudanças significativas no espectro EPR. As propriedades eletroquímicas e a estabilidade termodinâmica relativa dessas espécies, estimada pela técnica de dicroismo circular, usando a albumina bovina como quelante fisiológico, foram também verificadas. Todos os estudos relatados foram desenvolvidos para melhor correlacionar a reatividade observada com determinadas características estruturais dos complexos de cobre preparados. / Many investigations on diimine copper(II) complexes have been carried out in order to mimic functional and structural properties of the active sites in proteins and enzymes dependent on this metal. Special interest has been focused on their reactivity toward molecular oxygen and its reduced derivatives, and more recently toward peroxynitrite. These diimine copper(II) complexes exhibited SOD-like activities, but have also shown considerable peroxidase activity, causing oxidative damage to different targets. In this work, some new diimine copper(II) complexes were prepared, derived from 2,3-butanedione and 2-(2-aminophenyl)benzimidazole, 2-(aminomethyl) benzimidazole or 2-(2-aminoethyl)pyridine, and characterized using UV/Vis, IR and EPR spectroscopy, elemental analysis and determination of the effective magnetic moment. Those complexes have also been compared to similar species, derived from pyridinaldehyde and ethylenediamine, or acetylpyrazine and propylenediamine, previously prepared. The studied complexes showed significant SOD activity, indicative of antioxidant properties, and a pronounced tetrahedral distortion around the copper ion, estimated by characteristic spectroscopic parameters. On the other hand, the new compounds also exhibited pro-oxidant activities, by generating hydroxyl radicals in the presence of hydrogen peroxide, detected by the spin-trapping EPR method. The extension of lipid peroxidation promoted by these diimine copper(II) complexes was also investigated, using liposomes of lecithin L-&#945;-phosphatidylcholine as membrane mimics. An enhancement of their peroxidase activity in the presence of bicarbonate and/or nitrite anion was also observed. Further, the decomposition of peroxynitrite, in the presence and absence of carbon dioxide, and the peroxynitrite-mediated nitration of 4-hydroxyphenylacetate, catalyzed by these copper compounds, was measured by stopped-flow kinetic runs. Evidence of intermediary species was provided by significant changes in the EPR spectra. Finally, their electrochemical properties were estimated by cyclic voltammetry and their relative thermodynamic stability was verified through the technique of circular dicroism, using a competitive reaction with albumin, a physiological Cu(II) chelator. All those studies were performed at the aim of correlating some structural characteristics to the observed reactivity of the diimine copper(II) complexes.