O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do mesilato de imatinibe, em comparação com a quimioterapia usual com vimblastina e prednisona, no tratamento do mastocitoma canino e descrever os efeitos colaterais apresentados pelas medicações. Bem como analisar a expressão do VEGF (fator de crescimento endotelial), a relação da expressão do gene c-kit por RT-PCR e marcação imunoistoquímica do KIT com a presença de mutações na justamembrana e a relação desta mutação com a resposta à terapia. Para tanto foram incluídos 29 animais com diagnóstico citológico de mastocitoma, estes animais foram submetidos a tomografia computadorizada para determinação das medidas das formações cutâneas e em seguida divididos em 2 grupos. O grupo 1 foi tratado com o protocolo quimioterápico de vimblastina e prednisona por 12 semanas e o grupo 2 com o mesilato de imatinibe na dose de 10 mg/Kg a cada 24 horas por 8 semanas. A avaliação da resposta ao tratamento foi realizada com mensurações periódicas das formações com paquímetro e nova tomografia ao final do tratamento para mensuração do maior diâmetro e volume tumoral. Um fragmento das formações cutâneas foi coletado antes do início do tratamento para graduação histológica da neoplasia, determinação do índice mitótico e imunomarcação para KIT, VEGF e Ki- 67. Parte do material coletado teve o DNA e RNA extraídos e posterior sequenciamento dos exons 11 do gene c-kit e determinação da expressão deste e do seu ligante por RT-PCR. A toxicidade a medicação foi avaliada segundo as normas do VCOG 1.1.A taxa de resposta do grupo VP foi de 7,7 % e no grupo MI de 28,6%, embora os pacientes tratados com mesilato de imatinibe tenham apresentado maior chance de resposta a terapia, não foi observado diferença entre os dois grupos. Os dois protocolos foram bem tolerados, os pacientes do grupo MI d menor número de efeitos colaterais. O grau histológico, Indice mitótico, padrão imunohistoquimico do KIT, além da quantificação do ki-67 foram homogêneos nos dois grupos e não influenciaram na resposta ao tratamento. A quantificação do VEGF foi mais intensa nos pacientes com remissão parcial e total. Não foi observado relação entre a quantificação do KIT e a expressão do gene c-kit, que foi maior nos pacientes que responderam ao tratamento, porém a associação desta com a resposta a terapia não pode ser determinada. Mutações ativantes no exon11 do gene c-kit não foram identificadas. O tratamento com o mesilato de imatinibe é bem tolerado pelos animais, no entanto este não se mostrou superior ao protocolo padrão de quimioterapia para o tratamento do mastocitoma; este resultado pode ter sido influenciado pelo número de animais incluídos no estudo. Mutações em outros domínios do receptor KIT e a ação do ITK em receptores como do PDGF e o VEGF podem estar relacionados a resposta a esta classe de fármacos observada neste estudo, a despeito da ausência de mutações ativantes no exon 11 do gene c-kit. / The objective of this study was to evaluate the efficacy of imatinib mesylate, compared with the usual chemotherapy with vinblastine and prednisone in the treatment of canine mast cell tumor and describe the side effects submitted by medications. Well as analyzing the expression of VEGF (vascular endothelial growth factor), the relationship between the expression of c-kit gene by RT-PCR and immunohistochemical staining of KIT with the presence of mutations in the juxtamembrane and the relationship of this mutation with response to therapy. For both 29 animals with cytological diagnosis of mast cell tumor were included, these animals underwent computed tomography to determine the measured skin formations and then divided into 2 groups. Group 1 was treated with the chemotherapeutic protocol vinblastine and prednisone for 12 weeks and the second group with the imatinib mesylate in a dose of 10 mg / kg every 24 hours for 8 weeks. The assessment of response to treatment was performed with periodic measurements of the formations Caliper and a new computed tomography in the end of treatment to measure the largest tumor diameter and volume. A fragment of skin formations was collected before the initiation of treatment for histological grading, determination of mitotic index, KIT and VEGF staining patterns and the proliferation marker Ki67. Part of the collected material was extracted RNA and DNA and subsequent sequencing of 11 exons of the c-kit gene and determination and expression of its ligand by RT-PCR. The medication toxicity was evaluated according to the standards of VCOG 1.1.A response rate of the VP group was 7.7% and 28.6% MI group, although patients treated with imatinib had a higher chance of response therapy, no difference in response between the two groups was observed. The two protocols were well tolerated, patients in the MI group had a smaller number of side effects. The histological grade, mitotic index, staining patterns KIT, beyond the quantification of Ki-67 were homogeneous in both groups and did not influence the response to treatment. Quantification of VEGF was intensely in patients with partial and total remission. It was no relationship between KIT and quantification of the expression of c-kit gene, which was higher in patients who responded to treatment, but its association with response to therapy cant be determined. Exon11 activating mutations in the c-kit gene were not identified. Treatment with imatinib mesylate is well tolerated by the animals, however this was not superior to standard chemotherapy protocol for the treatment of mast cell tumors; this result may have been influenced by the number of animals included in the study. Mutations in other domains of the KIT receptor and action in ITK receptors as PDGF and VEGF may be related to response to this class of drugs in this study, despite the absence of activating mutations in exon 11 of c-kit gene.

O receptor P2X4 (canal iônico controlado por adenosina-5\'-trifosfato-ATP) está amplamente distribuído no sistema nervoso central e, após sua ativação, pode regular os níveis de cálcio intracelulares via permeação direta e por ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes. Tem sido proposto que a atividade do receptor pode ser importante na plasticidade sináptica. Tendo em vista a importância do receptor P2X4, sobretudo na fisiologia do sistema nervoso central, é útil caracterizá-lo farmacologicamente e entender os mecanismos moleculares que regulam sua atividade. Examinamos o papel que resíduos específicos N- e C-terminais desempenham na atividade do receptor P2X4 humano, combinando técnicas de biologia molecular, bioquímica e patch-clamp em células de rim de embrião humano (células HEK-293T). Células HEK-293T expressando o receptor P2X4 wild-type apresentaram correntes iônicas, cujas amplitudes dependeram da concentração de ATP, fornecendo um valor de EC50 de 1,37 ± 0,21 µM. Os receptores mutantes E14A e D16A exibiram respostas ao ATP equiparáveis àquelas do receptor selvagem, ao passo que os mutantes Y15A e T17A não foram funcionais, apesar de serem expressos na membrana plasmática das células. A inibição de tirosina fosfatases por pervanadato diminuiu fortemente correntes induzidas por ATP. Subsequente análise de citometria de fluxo na presença de um anticorpo contra resíduos de fosfotirosina indicaram que, entre as células que expressam o receptor P2X4, a percentagem de células fosfo-tirosina-positivas é a mesma para os mutantes Y372A (86 ± 10%) e Y378A (79 ± 6.9%), mas substancialmente menor para os mutantes Y15A (35 ± 12%), Y367A (48 ± 6.4%) e Y372F (31 ± 1.7%), quando comparados com células que expressam o receptor wild-type (76 ± 5.6%). Resultados semelhantes foram obtidos quando quantificamos a expressão relativa de proteínas fosforiladas em resíduos de tirosina e expressamos através dos valores de intensidade de fluorescência média. Ensaios de western-blot revelaram que mesmo o mutante T17A é fosforilado em resíduos de treonina, sugerindo que o receptor P2X4 contém outros sítios de fosforilação. Entretanto, nenhum sinal de fosfotirosina foi detectado no receptor wild-type e nos mutantes, em que resíduos de tirosina foram substituídos por alanina ou fenilalanina. Não parece ser o resíduo Y15 o alvo de tal fosforilação, cabendo a ele um papel estrutural mais importante. Nossos dados também sugerem que a fosforilação em resíduos de tirosina de proteínas intermediárias regula a atividade do receptor P2X4. / The human P2X4 receptor (ATP-gated ion channel) is widely distributed in the CNS and, after activation, participates in regulation of levels of intracellular calcium through direct permeation and activation of voltage-dependent calcium channels with well-defined functions including synaptic plasticity. Given the importance of the P2X4 receptor, especially in CNS physiology, we investigated the role that specific N- and C-termini residues play in human P2X4 receptor activity, by combining techniques of molecular biology, biochemistry and patch-clamping in human embryonic kidney cells (HEK-293T cells). HEK-293T cells expressing the wild-type P2X4 receptor showed ionic currents whose amplitudes depended on the ATP concentration, providing an EC50 value of 1.37 ± 0.21 mM. E14A and D16A receptor mutants exhibited responses to ATP comparable to those ones of wild-type receptor, whereas Y15A and T17A mutants were not functional, despite being expressed in the plasma membrane of cells. The inhibition of tyrosine phosphatases by pervanadate decreased strongly ATP-induced currents. Subsequent flow cytometry analysis in the presence of an antibody against phosphotyrosine residues indicated that, among the cells that express the P2X4 receptor, the percentage of phosphotyrosine-positive cells was the same for Y372A (86 ± 10%) and Y378A (79 ± 6.9%) mutants, however, substantially lower for Y15A (35 ± 12%), Y367A (48 ± 6.4%) and Y372F (31 ± 1.7%) mutants when compared with cells expressing the wild-type receptor (76 ± 5.6%). Similar results were obtained by quantifying the relative expression of phosphotyrosine proteins. Western blot assays revealed that even the T17A mutant was phosphorylated at threonine residues, suggesting that the human P2X4 receptor also contains further phosphorylation sites. However, no phosphotyrosine-antibody signal was detected in the wild-type receptor and mutants in which tyrosine residues were replaced by alanine or phenylalanine. The residue Y15 is supposedly not the target of such phosphorylation, despite its important structural role. However, the present work indicates that tyrosine phosphorylation of intermediate signaling proteins regulates P2X4 receptor activity.

Tirosina, um aminoácido proteinogênico, de fundamental importância para nossa sobrevivência, foi objeto de estudo para a confecção da presente tese. Investigado frente às três reações de acoplamento cruzado mais exploradas nos últimos anos, Suzuki-Miyaura, Heck e Sonogashira, a 3-iodotirosina comportou-se como um excelente substrato na formação de unidades biarílicas, derivados estilbeno, formação de heterociclos do tipo 1,2,3-triazóis, quinolinas, benzofuranos e flavonas, bem como a formação de dipeptídeos Tyr-Tyr. A reação entre a 3-iodotirosina com diferentes nucleófilos de boro via reação de Suzuki- Miyaura, além de dar origem às unidades biarílicas, forneceu derivados do estilbeno, usados como substratos na construção de quinolinas, alcançadas por meio da reação multicomponente de Povarov, com catálise de prata em apenas 40 minutos sob irradiação de micro-ondas. Alguns desses derivados estilbeno, apresentaram ainda uma acentuada fluorescência, a qual foi medida em diferentes polaridades. Ao explorarmos a reação entre a 3-iodotirosina e acetilenos, derivados alquinílicos puderam ser convenientemente preparados, permitindo seu uso como materiais de partida na reação de cicloadição de Huisgen, no preparo de anéis triazólicos. Produtos provenientes da adição estereosseletiva de oxa-Michael, entre o anel fenólico da tirosina e aldeídos propargílicos, forneceram compostos carbonílicos α,β-insaturados capazes de reagirem via acoplamento intramolecular de Heck, levando a derivados 2-aril-3- formil-5-alanilbenzofuranos ou ainda, apenas alterando a atmosfera inerte de nitrogênio por monóxido de carbono, a formação de 2-aril-6-alanilflavonas via acilação intramolecular redutiva. Além da metodologia de síntese explorada na tese, alguns dos compostos obtidos apresentaram atividade biológica seletiva contra células de melanoma e leucemia, bem como atividade antiparasitária frente ao Plasmodium falciparum, não afetando a proliferação de células sadias. Dessa forma, os resultados apresentados, agregam ainda mais valor sintético e biológico ao aminoácido tirosina, explorados de forma inédita. / Tyrosine, a proteinogenic amino acid of fundamental importance for life, was the object of study for the research that is presented in this thesis. When 3-iodotyrosine was used in the three different types of cross-coupling reactions that have been exploited the most in recent years, namely the Suzuki-Miyaura, Heck and Sonogashira coupling reactions, 3-iodotyrosine as an excellent substrate for the formation of biaryl units, stilbene derivatives, 1,2,3-triazoletype heterocycles, quinolines, benzofurans and flavones, and Tyr-Tyr dipeptides. This work is organized into sections in order to facilitate ease of reading. The reaction between 3-iodotyrosine and different boron nucleophiles via the Suzuki- Miyaura coupling reaction, in addition to giving the biaryl units, also provided stilbene derivatives, which were used as substrates for the construction of quinolines via multicomponent Povarov reactions. The Povarov was performed with silver catalysis under 40 minutes of microwave irradiation. Some of these stilbene derivatives showed a marked fluorescence, which was measured in solvents with different polarities. By exploring the Sonogashira coupling reaction between 3-iodotyrosine and acetylenes, alkynyl derivatives could be conveniently prepared, which in turn could be used as starting materials in Huisgen cycloaddition reactions to synthesize1,2,3-triazole rings. Products from the stereoselective addition of oxa-Michael, between the phenolic ring of tyrosine and propargyl aldehydes, provided 945;,946;-unsaturated carbonyl compounds capable of reacting via Heck intramolecular coupling, leading to 2-aryl-3-formyl-5-alanylbenzofurans or by simply changing the inert atmosphere of nitrogen by carbon monoxide, the formation of 2- aryl-6-alanylflavones via reductive intramolecular acylation. In addition to the synthesis methodology explored in the thesis, some of the compounds showed selective biological activity against melanoma and leukemia cells, as well as antiparasitic activity against Plasmodium falciparum, without affecting the proliferation of healthy cells. In this way, the presented results add even more synthetic and biological value to the amino acid tyrosine, explored in an unprecedented way.

Tuberculose (TB) é um grave problema de saúde pública, sendo a segunda maior causa de morte entre doenças infecto contagiosas. Em 2014, 9,6 milhões de casos e, aproximadamente, 1,5 milhão de mortes foram reportados. O Programa Nacional de Controle da Tuberculose preconiza para o tratamento a administração simultânea de quatro medicamentos. Contudo, casos de tratamento inadequado favorecem o surgimento de cepas multirresistentes e extensivamente resistentes aos medicamentos disponíveis. Diante disso, torna-se urgente a necessidade de investigar novos alvos moleculares e desenvolver novos fármacos que sejam úteis e eficazes para o tratamento da infecção. As proteínas tirosina fosfatases (PTPs) constituem uma grande família de enzimas responsáveis pela hidrólise do fosfato ligado aos resíduos de tirosina em proteínas. A importância destas fosfatases reside no fato de estarem envolvidas na regulação de uma série de funções celulares, tais como crescimento, interação intercelular, metabolismo, transcrição, motilidade e resposta imune. A partir da análise do genoma do Mycabacteirum tuberculosis, foram identificadas duas proteínas tirosinas fosfatases (PtpA e PtpB), responsáveis pela sua sobrevivência nos macrófagos do hospedeiro. Ambas as enzimas têm sido exploradas como alvo molecular para o desenvolvimento de novos fármacos para a tuberculose. Nessa dissertação, as sequências gênicas que codificam para as enzimas PtpA e PtpB de M. tuberculosis foram clonadas com sucesso nos vetores de expressão. A expressão solúvel das proteínas permitiu o estabelecimento de um protocolo padronizado de purificação. Ensaios de cristalização foram conduzidos e cristais de proteínas obtidos tiveram os dados cristalográficos coletados. Para a enzima PtpB foi possível determinar a estrutura cristalográfica em alta resolução em complexo com um grupo fosfato no sítio catalítico. Essa estrutura foi então utilizada na etapa posterior de descoberta de novos candidatos a inibidores. Os trabalhos computacionais conduzidos incluíram uma combinação de estratégias para a identificação de pontos de interação relevantes para o processo de reconhecimento molecular e ligação bem como para a construção de modelos farmacofóricos 3D específicos para cada enzima. Esses dados foram utilizados para a seleção de um conjunto de 8 candidatos a inibidores da PtpA e 5 candidatos a inibidores da PtpB. Portanto, estudos de biologia molecular estrutural e química medicinal foram empregados com sucesso para o estabelecimento de uma plataforma produtiva dos alvos selecionados bem como para a seleção de novos candidatos a inibidores. / Tuberculosis (TB) is a serious public health problem and the second leading cause of death among infectious diseases. In 2014, 9.6 million cases, and approximately 1.5 million deaths were reported. The National Program for Tuberculosis Control recommends the simultaneous administration of four drugs as treatment for the disease. However, inadequate treatment determines the emergence of multidrug- and extensively-resistant strains to available drugs. Therefore, new molecular targets and drugs are urgently needed for the treatment of the infection. The protein tyrosine phosphatases (PTPs) are a large family of enzymes responsible for the hydrolysis of phosphate group bound to tyrosine residues in proteins. The importance of these molecules is related to the regulation of a number of cellular functions, including growth, intercellular interaction, metabolism, transcription, motility and immune response. Based on Mycabacteirum tuberculosis genome analysis, two protein tyrosine phosphatases (PTPA and PtpB) were related to mycobacterium survival in host macrophages. Both enzymes have been explored as a molecular target for the development of new drugs for TB. In this dissertation, the gene sequences encoding the enzymes PtpA and PtpB from M. tuberculosis were successfully cloned in expression vectors. The soluble expression of the proteins allowed the establishment of a standardized purification protocol. Crystallization assays were conducted, protein crystals were obtained, and crystallographic data were collected. We determine the crystallographic structure of PtpB in complex with a phosphate group in the catalytic site at high resolution. This structure was then used in the subsequent step for the discovery of new inhibitor candidates. Computational studies included a combination of strategies for identifying interaction points relevant to the process of molecular recognition and binding as well as the construction of 3D pharmacophore models specific for each enzyme. These data were used to select a set of 8 and 5 compounds as PtpA and PtpB inhibitor candidates, respectively. Therefore, structural molecular biology and medicinal chemistry studies have been successfully conducted for the establishment of a platform aimed to the production of the selected targets as well as for the selection of new inhibitor candidates.

O receptor P2X4 (canal iônico controlado por adenosina-5\'-trifosfato-ATP) está amplamente distribuído no sistema nervoso central e, após sua ativação, pode regular os níveis de cálcio intracelulares via permeação direta e por ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes. Tem sido proposto que a atividade do receptor pode ser importante na plasticidade sináptica. Tendo em vista a importância do receptor P2X4, sobretudo na fisiologia do sistema nervoso central, é útil caracterizá-lo farmacologicamente e entender os mecanismos moleculares que regulam sua atividade. Examinamos o papel que resíduos específicos N- e C-terminais desempenham na atividade do receptor P2X4 humano, combinando técnicas de biologia molecular, bioquímica e patch-clamp em células de rim de embrião humano (células HEK-293T). Células HEK-293T expressando o receptor P2X4 wild-type apresentaram correntes iônicas, cujas amplitudes dependeram da concentração de ATP, fornecendo um valor de EC50 de 1,37 ± 0,21 µM. Os receptores mutantes E14A e D16A exibiram respostas ao ATP equiparáveis àquelas do receptor selvagem, ao passo que os mutantes Y15A e T17A não foram funcionais, apesar de serem expressos na membrana plasmática das células. A inibição de tirosina fosfatases por pervanadato diminuiu fortemente correntes induzidas por ATP. Subsequente análise de citometria de fluxo na presença de um anticorpo contra resíduos de fosfotirosina indicaram que, entre as células que expressam o receptor P2X4, a percentagem de células fosfo-tirosina-positivas é a mesma para os mutantes Y372A (86 ± 10%) e Y378A (79 ± 6.9%), mas substancialmente menor para os mutantes Y15A (35 ± 12%), Y367A (48 ± 6.4%) e Y372F (31 ± 1.7%), quando comparados com células que expressam o receptor wild-type (76 ± 5.6%). Resultados semelhantes foram obtidos quando quantificamos a expressão relativa de proteínas fosforiladas em resíduos de tirosina e expressamos através dos valores de intensidade de fluorescência média. Ensaios de western-blot revelaram que mesmo o mutante T17A é fosforilado em resíduos de treonina, sugerindo que o receptor P2X4 contém outros sítios de fosforilação. Entretanto, nenhum sinal de fosfotirosina foi detectado no receptor wild-type e nos mutantes, em que resíduos de tirosina foram substituídos por alanina ou fenilalanina. Não parece ser o resíduo Y15 o alvo de tal fosforilação, cabendo a ele um papel estrutural mais importante. Nossos dados também sugerem que a fosforilação em resíduos de tirosina de proteínas intermediárias regula a atividade do receptor P2X4. / The human P2X4 receptor (ATP-gated ion channel) is widely distributed in the CNS and, after activation, participates in regulation of levels of intracellular calcium through direct permeation and activation of voltage-dependent calcium channels with well-defined functions including synaptic plasticity. Given the importance of the P2X4 receptor, especially in CNS physiology, we investigated the role that specific N- and C-termini residues play in human P2X4 receptor activity, by combining techniques of molecular biology, biochemistry and patch-clamping in human embryonic kidney cells (HEK-293T cells). HEK-293T cells expressing the wild-type P2X4 receptor showed ionic currents whose amplitudes depended on the ATP concentration, providing an EC50 value of 1.37 ± 0.21 mM. E14A and D16A receptor mutants exhibited responses to ATP comparable to those ones of wild-type receptor, whereas Y15A and T17A mutants were not functional, despite being expressed in the plasma membrane of cells. The inhibition of tyrosine phosphatases by pervanadate decreased strongly ATP-induced currents. Subsequent flow cytometry analysis in the presence of an antibody against phosphotyrosine residues indicated that, among the cells that express the P2X4 receptor, the percentage of phosphotyrosine-positive cells was the same for Y372A (86 ± 10%) and Y378A (79 ± 6.9%) mutants, however, substantially lower for Y15A (35 ± 12%), Y367A (48 ± 6.4%) and Y372F (31 ± 1.7%) mutants when compared with cells expressing the wild-type receptor (76 ± 5.6%). Similar results were obtained by quantifying the relative expression of phosphotyrosine proteins. Western blot assays revealed that even the T17A mutant was phosphorylated at threonine residues, suggesting that the human P2X4 receptor also contains further phosphorylation sites. However, no phosphotyrosine-antibody signal was detected in the wild-type receptor and mutants in which tyrosine residues were replaced by alanine or phenylalanine. The residue Y15 is supposedly not the target of such phosphorylation, despite its important structural role. However, the present work indicates that tyrosine phosphorylation of intermediate signaling proteins regulates P2X4 receptor activity.

Tirosina, um aminoácido proteinogênico, de fundamental importância para nossa sobrevivência, foi objeto de estudo para a confecção da presente tese. Investigado frente às três reações de acoplamento cruzado mais exploradas nos últimos anos, Suzuki-Miyaura, Heck e Sonogashira, a 3-iodotirosina comportou-se como um excelente substrato na formação de unidades biarílicas, derivados estilbeno, formação de heterociclos do tipo 1,2,3-triazóis, quinolinas, benzofuranos e flavonas, bem como a formação de dipeptídeos Tyr-Tyr. A reação entre a 3-iodotirosina com diferentes nucleófilos de boro via reação de Suzuki- Miyaura, além de dar origem às unidades biarílicas, forneceu derivados do estilbeno, usados como substratos na construção de quinolinas, alcançadas por meio da reação multicomponente de Povarov, com catálise de prata em apenas 40 minutos sob irradiação de micro-ondas. Alguns desses derivados estilbeno, apresentaram ainda uma acentuada fluorescência, a qual foi medida em diferentes polaridades. Ao explorarmos a reação entre a 3-iodotirosina e acetilenos, derivados alquinílicos puderam ser convenientemente preparados, permitindo seu uso como materiais de partida na reação de cicloadição de Huisgen, no preparo de anéis triazólicos. Produtos provenientes da adição estereosseletiva de oxa-Michael, entre o anel fenólico da tirosina e aldeídos propargílicos, forneceram compostos carbonílicos α,β-insaturados capazes de reagirem via acoplamento intramolecular de Heck, levando a derivados 2-aril-3- formil-5-alanilbenzofuranos ou ainda, apenas alterando a atmosfera inerte de nitrogênio por monóxido de carbono, a formação de 2-aril-6-alanilflavonas via acilação intramolecular redutiva. Além da metodologia de síntese explorada na tese, alguns dos compostos obtidos apresentaram atividade biológica seletiva contra células de melanoma e leucemia, bem como atividade antiparasitária frente ao Plasmodium falciparum, não afetando a proliferação de células sadias. Dessa forma, os resultados apresentados, agregam ainda mais valor sintético e biológico ao aminoácido tirosina, explorados de forma inédita. / Tyrosine, a proteinogenic amino acid of fundamental importance for life, was the object of study for the research that is presented in this thesis. When 3-iodotyrosine was used in the three different types of cross-coupling reactions that have been exploited the most in recent years, namely the Suzuki-Miyaura, Heck and Sonogashira coupling reactions, 3-iodotyrosine as an excellent substrate for the formation of biaryl units, stilbene derivatives, 1,2,3-triazoletype heterocycles, quinolines, benzofurans and flavones, and Tyr-Tyr dipeptides. This work is organized into sections in order to facilitate ease of reading. The reaction between 3-iodotyrosine and different boron nucleophiles via the Suzuki- Miyaura coupling reaction, in addition to giving the biaryl units, also provided stilbene derivatives, which were used as substrates for the construction of quinolines via multicomponent Povarov reactions. The Povarov was performed with silver catalysis under 40 minutes of microwave irradiation. Some of these stilbene derivatives showed a marked fluorescence, which was measured in solvents with different polarities. By exploring the Sonogashira coupling reaction between 3-iodotyrosine and acetylenes, alkynyl derivatives could be conveniently prepared, which in turn could be used as starting materials in Huisgen cycloaddition reactions to synthesize1,2,3-triazole rings. Products from the stereoselective addition of oxa-Michael, between the phenolic ring of tyrosine and propargyl aldehydes, provided 945;,946;-unsaturated carbonyl compounds capable of reacting via Heck intramolecular coupling, leading to 2-aryl-3-formyl-5-alanylbenzofurans or by simply changing the inert atmosphere of nitrogen by carbon monoxide, the formation of 2- aryl-6-alanylflavones via reductive intramolecular acylation. In addition to the synthesis methodology explored in the thesis, some of the compounds showed selective biological activity against melanoma and leukemia cells, as well as antiparasitic activity against Plasmodium falciparum, without affecting the proliferation of healthy cells. In this way, the presented results add even more synthetic and biological value to the amino acid tyrosine, explored in an unprecedented way.

A Leucemia Mieloide Crônica é uma doença hematopoiética associada a células estaminais que se manifesta principalmente com a expansão mielopoese. O cromossomo Philadelphia positivo PH+ é gerado por uma translocação recíproca (9, 22) (Q34, Q11) e pela fusão entre o gene Abel- son, essa fusáo codifica e desregula á protéına Tirosina Quinase, o suficiente para a iniciação e manutenção da doença. Inibidores como o Mesilato de Imatinibe revolucionou o tratamento de pacientes com leucemia mieloide crônica. As mutaç ões no domínio de quinase do Bcr-Abl, constituindo o mecanismo mais frequente de resistência adquirida para a terapia com inibidores da tirosina quinase. A mutação T315I atualmente e maior desafio para manutenção da Leucemia mieloide crônica na fase crônica, uma vez que os inibidores de Tirosina Quinase atualmente en- contrados no mercado são incapazes de mantê-la na forma controlada. Métodos computacionais baseados em fragmentos moleculares surgiram como uma nova estratégia para a descoberta de fármacos. Foi usado o programa LigBuilder para fazer geração das novas moléculas candidatas a ffármacos, usando dois métodos o Grow e Linker, as moléculas foram selecionadas por meio de docking com programa Glide da suite Maestro em cada mutação selecionadas da tirosina quinase, usando os melhores Gscores, para cada mutac¸a˜o, posteriormente foram submetidas ao programa QikProp, que tem a função comparar as moléculas com banco de dados de fármacos conhecidos. No último passo, é feito o estudo do docking das moléculas selecionas no sítio usando os protocolos de Induced Fit docking, que realiza o docking flexível-flexível, ou seja, ligante flexível e sítio de ligação da proteína flexível. / Chronic myeloid leukemia is associated with hematopoietic stem cell disorder that manifests itself primarily with myelopoiesis the expansion. The Philadelphia chromosome positive PH is generated by a reciprocal translocation (9, 22) (q34, q11), and by the merger of the Abelson gene fusion that encodes and deregulates quinase Tyrosine protein enough for the initiation and maintenance of disease. Tyrosine quinase provides a therapeutic target, which used to inhi- bition of this protein Known as tyrosine Quinase. Inhibitors such as Imatinibe mesylate has revolutionized the treatment of patients with chronic myeloid leukemia. Mutations in domain quinase Bcr-Abl, constituting the most frequent mechanism acquired resistance to therapy with tyrosine quinase. The T315I mutation and currently biggest challenge for maintenance of chro- nic myeloid leukemia in chronic phase, since inhibitors of tyrosine Quinase currently found on the market are unable to it maintaining it in a controlled manner, leading the patient achieved. Methods based on fragment docking emerged as a new strategy for drug discovery. evaluating all possible input locations and connecting the inhibitor and protein, and thus may provide a new molecule will be able to make effective inhibition. The docking studies are divided into three parts. At first, the fragments are placed to interact within the possible interaction sites. In the second step, the molecules are created from the best fragments which interacted with a particular website. In the last step, the study of molecules created in the docking site using the protocols of Induced Fit Docking which performs flexible, flexible docking ie flexible linker protein is made flexible.

Tie1 é um receptor tirosina quinase expresso em células endoteliais importante em angiogênese, formação de vasos sanguíneos a partir de vasos pré-existentes. Este receptor pertence a uma família pequena composta por apenas dois membros (Tie1 e Tie2) para os quais angiopoietinas foram identificadas como ligantes de Tie2. No entanto, Tie1 continua a ser um receptor órfão, sem ligantes identificados até o momento. Sendo assim, é difícil compreender completamente as propriedades biológicas de Tie1 e seus mecanismos moleculares em angiogênese sem um ligante identificado. Entretanto, como sugerido através de estudos de deleção gênica, este receptor é uma molécula essencial na angiogênese, apresentando um papel importante no desenvolvimento da vascularização da retina e desenvolvimento de tumores. O nosso objetivo foi estudar a participação do domínio extracelular de Tie1 na neovascularização e, no processo, identificar possíveis ligantes para este receptor. Através da tecnologia de phage display, identificamos um peptídeo específico e seletivo para Tie1, sugerindo a existência de um sítio de ligação único neste receptor. Mostramos que este peptídeo é capaz de inibir a proliferação de células endoteliais induzida por Ang1, um ligante bem caracterizado de Tie2 que também modula a atividade de Tie1. Além disso, também mostramos que este peptídeo inibe a angiogênese in vivo num modelo animal bastante relevante para estudo de doenças humanas, o modelo da retinopatia induzida por oxigênio. Uma vez que este peptídeo liga-se a um sítio único e seletivo para Tie1, hipotetizamos que o mesmo poderia mimetizar possíveis ligantes naturais deste receptor. Para identificá-los, proteínas com mimetopo cruzado com este peptídeo foram identificadas em extrato proteico de diferentes linhagens celulares. Tais proteínas são possíveis candidatos a interação com Tie1. Em resumo, demonstramos que o domínio extracelular de Tie1 é importante para a angiogênese patológica e identificamos proteínas como possíveis ligantes deste receptor, o que poderá contribuir para um melhor entendimento da participação de Tie1 na formação de vasos. O peptídeo aqui identificado poderá ser ainda uma ferramenta útil para o desenvolvimento de novas terapias anti-angiogênicas com importantes aplicações à saúde humana. / Tie1 is a tyrosine kinase receptor expressed by endothelial cells and important in angiogenesis, the formation of new blood vessels from pre-existing ones. This receptor belongs to a small family of receptors composed of two members only (Tie1 and Tie2) to which angiopoietins have been identified as ligands for Tie2. On the other hand, Tie1 is still an orphan receptor with no ligand identified to date. Thus, it is difficult to assess Tie1 mechanism of action in neovascularization without a known ligand. Nevertheless, gene deletion studies have shown that Tie1 is essential in angiogenesis, and plays an important role in retinal and tumoral vascularization. The aim of our study was to evaluate the participation of Tie1 extracellular domain in angiogenesis, and in the process, to identify putative ligands for this receptor. Utilizing phage display, we have identified and characterized a Tie1 specific and selective ligand peptide, which suggests the existence of a binding site unique to this receptor and not shared by other family members. We show that this peptide prevents endothelial cells proliferation, induced by angiopoetin-1, a ligand for Tie2 but which also modulates Tie1 activity. Using a well-accepted mouse model for human diseases, the oxygen induced retinopathy model, we show that this peptide inhibits angiogenesis in vivo. Since this peptide maps to a unique binding site in Tie1, we hypothesized that it might mimic a natural ligand for this receptor. To identify them, proteins with cross reactive epitopes with an anti-peptide sera were identified by proteomic approaches. These proteins are thus possible ligands for Tie1. In summary, we have shown that Tie1 extracellular domain is important in angiogenesis and we have identified putative ligand for this receptor, which might contribute to a better understanding of the molecular mechanisms associated with Tie1 in blood vessel formation. The peptide here characterized may also be an important tool for the development of novel anti-angiogenesis therapeutic approaches for disesase with an angiogenic component.

[pt] O estudo da síntese e das propriedades de complexos de Cu (II) com aminoácidos e compostos de interesse biológico, tanto em solução aquosa como na fase sólida, pode permitir avaliar o comportamento desses complexos em organismos vivos. Assim, neste trabalho, realizou-se um estudo de complexos de Cu (II) com os ligantes fosfocreatina e tirosina na fase sólida. As sínteses foram realizadas em meio aquoso, utilizando-se soluções 0,2 mol.L-1 de cobre (II), de adenosina trifosfato (ATP) e de tirosina (Tyr), no sistema Cu(II)-ATP-Tyr, e de cobre (II), de fosfocreatina (PCr) e de tirosina (Tyr), no sistema Cu-PCr-Tyr, obtendo-se cristais e um sólido na forma de pó (ambos azuis), respectivamente. Esses compostos foram caracterizados pelas técnicas espectroscópicas de absorção atômica, de absorção na região do infravermelho e na região UV-visível, e ainda, por análises elementar e termogravimétrica. Os resultados indicam que, no sistema Cu(II)-ATP-Tyr, houve formação do complexo binário Cu-Tyr2, e que a complexação do cátion Cu (II) parece ter ocorrido pelos grupos carboxilato e amina das duas moléculas de tirosina. No sistema Cu(II)-PCr-Tyr, os resultados apontam para a formação de um complexo ternário, que pode ser representado pela fórmula Cu(II)-Tyr- H2O-PO3H2, no qual o cátion Cu (II) parece ter-se complexado pelos grupos carboxilato e amina da tirosina, e ainda, por um grupamento fosfito isolado proveniente da ruptura da molécula de fosfocreatina, além de se coordenar também com uma molécula de água. / [en] Studies on synthesis and properties of copper (II) complexes with aminoacids and compounds of biological interest, in either aqueous solution or solid phase, are important to evaluate behavior in living organisms. For this reason, copper (II) complexes with the ligands phosphocreatine, adenosine triphosphate and tyrosine were studied. The synthesis were carried out in aqueous phase using solution 0,2 mol.L-1 of Cu (II), adenosine triphosphate and tyrosine for the system Cu(II)-ATP-Tyr, and Cu (II), phosphocreatine and tyrosine for the system Cu(II)- PCr-Tyr. A crystal and a powder, both blue, were obtained, respectively: and were characterized by elemental and themogravimetric analyses and by atomic absorption, infrared and UV-vis spectroscopy. It may be inferred that the complex Cu(II)-Tyr2 was formed in the synthesis of Cu(II)-ATP-Tyr system, in which the copper (II) coordinates through the carboxyl and amine groups from both tyrosine molecules. In the synthesis of Cu(II)-PCr-Tyr system, the results may indicate the formation of the complex Cu(II)-Tyr-H2O-PO3H2, in which the copper (II) may coordinates through the carboxyl and amine groups from tyrosine, and through a phosphite group from a broken phosphocreatine molecule and also through a water molecule.

Tuberculose (TB) é um grave problema de saúde pública, sendo a segunda maior causa de morte entre doenças infecto contagiosas. Em 2014, 9,6 milhões de casos e, aproximadamente, 1,5 milhão de mortes foram reportados. O Programa Nacional de Controle da Tuberculose preconiza para o tratamento a administração simultânea de quatro medicamentos. Contudo, casos de tratamento inadequado favorecem o surgimento de cepas multirresistentes e extensivamente resistentes aos medicamentos disponíveis. Diante disso, torna-se urgente a necessidade de investigar novos alvos moleculares e desenvolver novos fármacos que sejam úteis e eficazes para o tratamento da infecção. As proteínas tirosina fosfatases (PTPs) constituem uma grande família de enzimas responsáveis pela hidrólise do fosfato ligado aos resíduos de tirosina em proteínas. A importância destas fosfatases reside no fato de estarem envolvidas na regulação de uma série de funções celulares, tais como crescimento, interação intercelular, metabolismo, transcrição, motilidade e resposta imune. A partir da análise do genoma do Mycabacteirum tuberculosis, foram identificadas duas proteínas tirosinas fosfatases (PtpA e PtpB), responsáveis pela sua sobrevivência nos macrófagos do hospedeiro. Ambas as enzimas têm sido exploradas como alvo molecular para o desenvolvimento de novos fármacos para a tuberculose. Nessa dissertação, as sequências gênicas que codificam para as enzimas PtpA e PtpB de M. tuberculosis foram clonadas com sucesso nos vetores de expressão. A expressão solúvel das proteínas permitiu o estabelecimento de um protocolo padronizado de purificação. Ensaios de cristalização foram conduzidos e cristais de proteínas obtidos tiveram os dados cristalográficos coletados. Para a enzima PtpB foi possível determinar a estrutura cristalográfica em alta resolução em complexo com um grupo fosfato no sítio catalítico. Essa estrutura foi então utilizada na etapa posterior de descoberta de novos candidatos a inibidores. Os trabalhos computacionais conduzidos incluíram uma combinação de estratégias para a identificação de pontos de interação relevantes para o processo de reconhecimento molecular e ligação bem como para a construção de modelos farmacofóricos 3D específicos para cada enzima. Esses dados foram utilizados para a seleção de um conjunto de 8 candidatos a inibidores da PtpA e 5 candidatos a inibidores da PtpB. Portanto, estudos de biologia molecular estrutural e química medicinal foram empregados com sucesso para o estabelecimento de uma plataforma produtiva dos alvos selecionados bem como para a seleção de novos candidatos a inibidores. / Tuberculosis (TB) is a serious public health problem and the second leading cause of death among infectious diseases. In 2014, 9.6 million cases, and approximately 1.5 million deaths were reported. The National Program for Tuberculosis Control recommends the simultaneous administration of four drugs as treatment for the disease. However, inadequate treatment determines the emergence of multidrug- and extensively-resistant strains to available drugs. Therefore, new molecular targets and drugs are urgently needed for the treatment of the infection. The protein tyrosine phosphatases (PTPs) are a large family of enzymes responsible for the hydrolysis of phosphate group bound to tyrosine residues in proteins. The importance of these molecules is related to the regulation of a number of cellular functions, including growth, intercellular interaction, metabolism, transcription, motility and immune response. Based on Mycabacteirum tuberculosis genome analysis, two protein tyrosine phosphatases (PTPA and PtpB) were related to mycobacterium survival in host macrophages. Both enzymes have been explored as a molecular target for the development of new drugs for TB. In this dissertation, the gene sequences encoding the enzymes PtpA and PtpB from M. tuberculosis were successfully cloned in expression vectors. The soluble expression of the proteins allowed the establishment of a standardized purification protocol. Crystallization assays were conducted, protein crystals were obtained, and crystallographic data were collected. We determine the crystallographic structure of PtpB in complex with a phosphate group in the catalytic site at high resolution. This structure was then used in the subsequent step for the discovery of new inhibitor candidates. Computational studies included a combination of strategies for identifying interaction points relevant to the process of molecular recognition and binding as well as the construction of 3D pharmacophore models specific for each enzyme. These data were used to select a set of 8 and 5 compounds as PtpA and PtpB inhibitor candidates, respectively. Therefore, structural molecular biology and medicinal chemistry studies have been successfully conducted for the establishment of a platform aimed to the production of the selected targets as well as for the selection of new inhibitor candidates.