Orientadora : Profª Drª Giovana Gioppo Nunes / Coorientador : Profª. Drª. Jaísa Fernandes Soares / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 10/08/2016 / Inclui referências : f. 111-120;131 / Resumo: Nas últimas décadas, compostos de vanádio têm produzido resultados promissores na supressão do crescimento e da disseminação de tumores, atuando também na manutenção do DNA, levando à proteção da célula contra a instabilidade genômica. Recentemente, nosso grupo de pesquisa relatou a síntese de (Me4N)6[V15O36(Cl)] (A) e a atividade quimioprotetora frente à reação de alquilação do DNA plasmidial pUC19 por agentes potencialmente carcinogênicos. Visando uma ampliação do número de compostos avaliados para esta finalidade, neste trabalho, preparou-se um novo polioxovanadato de valência mista. A reação entre NH4VO3, manitol e KH2PO4 produziu cristais verde-escuros em 75% de rendimento (B). O produto B foi caracterizado por difratometria de raios X de monocristal, dosagem de metal, métodos espectroscópicos (IV, Raman, UV/Vis/NIR, RPE e RMN de 51V) e análise termogravimétrica. A análise por difratometria de raios X de monocristal revelou a formação do polioxovanadato (NH4)7[H6VV 10VIV 4O38(PO4)]?9H2O. O agregado aniônico possui estrutura pseudoesférica formada por 14 centros de vanádio (V=O) unidos por grupos oxo em ponte e um ânion fosfato encapsulado no centro. A análise de RMN de 51V de B em D2O em diferentes concentrações mostrou que o polioxovanadato sofre um equilíbrio de agregação-desagregação envolvendo rearranjos múltiplos entre espécies de valência mista com espécies de menor nuclearidade (H2VO4 -, H2V2O7 2-, V4O12 4- e V5O15 5-), nas soluções mais diluídas, e com [H4V14O38(PO4)]5- e [HxV10O28]6-x, nas soluções mais concentradas. Os polioxovanadatos A e B foram avaliados em sua atividade quimioprotetora frente à ação do agente alquilante dietilsulfato (DES), utilizando como sistema modelo culturas bacterianas de Escherichia coli DH5?. O polioxovanadato A não foi tóxico em nenhuma das concentrações avaliadas, enquanto que B causou uma diminuição gradativa da porcentagem de viabilidade celular em concentrações acima de 0,1 mmol L-1. Nos ensaios de quimioproteção, o polioxovanadato A levou a um aumento na viabilidade celular de até 40%, quando comparado com o controle. O composto B, por sua vez, não foi capaz de proteger a bactéria da ação do agente alquilante, apresentando uma potencialização do efeito tóxico. As análises de RMN de 51V de A e B em meio de cultura LB (Luria Broth) mostraram que a estrutura polinuclear de A foi mais estável, mesmo após sucessivas adições de DES, formando decavanadato somente quando altas concentrações do agente alquilante foram adicionadas. As soluções de B em LB apresentaram sinais típicos do ânion decavanadato, [HV10O28]5-, evidenciando a quebra do agregado antes da primeira adição de DES. Estudos iniciais do mecanismo envolvido indicam que o efeito quimioprotetor é dependente da estabilidade do polioxovanadato em solução e é limitado pela formação de espécies pouco reativas como o decavanadato e de espécies mononucleares contendo oxovanádio(IV). Palavras-chave: Vanádio; Polioxovanadato; Valência mista; Quimioproteção; Alquilação; Escherichia coli / Abstract: In recent decades, vanadium compounds have produced promising results in the suppression of growth and spread of tumors, also playing a role in DNA maintenance that leads to the protection of the cell from genomic instability. Recently, our research group reported the synthesis of (Me4N)6[V15O36(Cl)] (A) and its chemoprotective activity against the alkylation reaction of DNA plasmid pUC19 by potentially carcinogenic agents. Aiming to increase the number of evaluated compounds for this purpose, in the present work, a new mixed valence polyoxovanadate was prepared. The reaction between NH4VO3, mannitol and KH2PO4 produced dark green crystals of (NH4)7[H6V14O38(PO4)]?9H2O (B) in 75% yield. The product was characterized by single-crystal X-ray diffractometry, metal analysis, spectroscopic methods (IR, Raman, UV/Vis/NIR, EPR and 51V NMR) and by thermogravimetric analysis. The anionic aggregate of B has a pseudospherical structure formed by 14 vanadium centers (V=O) connected by oxo groups, with a phosphate anion encapsulated in the center. The 51V NMR analysis in D2O of different concentrations of B showed that the polynuclear species undergoes an aggregation-disaggregation equilibrium, which involves multiple rearrangements between mixed valence species and species of lower nuclearity (H2VO4 -, H2V2O7 2-, V4O12 4- and V5O15 5-) in more dilute solutions; and with [H4V14O38(PO4)]5- and [HxV10O28]6-x in more concentrated solutions. The polyoxovanadates A and B were evaluated for their chemoprotective activity against the alkylating agent diethylsulphate (DES) using Escherichia coli DH5? cell cultures as a model system. The polyoxovanadate A was shown to be non-toxic in any of the tested concentrations, whereas B caused a gradual decrease in the percentage of cell viability at concentrations above 0.1 mmol L-1. In the chemoprotective assays, A led to an increase in cell viability up to 40% as compared with the control. Compound B, in turn, was unable to protect the bacteria from the effects of the alkylating agent, enhancing the toxic effect. 51V NMR analysis of A and B in Luria broth (LB) showed that the polynuclear structure of A was more stable in solution, even after successive additions of DES, producing decavanadate only with the addition of high concentrations of the alkylating agent. The solutions of B in LB exhibit signals typical of the decavanadate anion, [HV10O28]5?, revealing that the aggregate structure breaks prior to the first addition of DES. Initial studies of the involved mechanism suggest that the chemoprotective effect is dependent on the stability of the polyoxovanadates in solution and is limited by the formation of poorly reactive decomposition products, such as decavanadate and mononuclear oxidovanadium(IV) species. Keywords: Vanadium; Polyoxovanadate; Mixed valence; Chemoprotection; Alkylation; Escherichia coli
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/45961 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Postal, Kahoana |
| Contributors | Soares, Jaísa Fernandes, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química, Nunes, Giovana Gioppo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 131 f. : il. algumas color., tabs., grafs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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