Redox activation in Medical Chemistry is very important. Electrochemical studies provide termodynamic and kinetic parameters of bioactive compounds, under different conditions that may be related to their biological activity in living cells. Quinones are considered privileged scaffolds in medicinal chemistry due to their structural properties and biological activities against pathogenic protozoa and many cancer cells lines. The present thesis focused in the investigation of more than 40 hybrid quinones and their precursors, with different substitutions organized in classes according to the quinone structure and substitution pattern. Electrochemical, fluorimetric and spectrophotometric techniques, computational studies and biological assays were performed. Electrochemical techniques have been used extensively to provide insights into the modes of action of drugs. Although quinones reduction studies reveal a complex mechanism strongly dependent on the reaction media, these compounds displayed a typical electrochemical behavior in aprotic media (DMF/TBAP or TBAPF6). The dsDNA biosensor and ssDNA experiments were used to analyse the positive and direct interaction of some quinones with DNA and oxygen studies showed the formed radical anions interact with oxygen. Additionally, biological assays and computational studies were performed, in order to try understanding the molecular mechanism of biological action of these compounds and to make correlations structure/electroactivity/biological activity. Among biological assays, the protecting effect of some quinones against lipid peroxidation and activity on biofilm-producing bactéria were performed. From biological data in different câncer cell lines and/or trypomastigote forms of Trypanosoma cruzi, comparison with electrochemical parameters, obtained in aprotic medium, was held, with a positive trend: there is an ideal range for reduction activation of the quinones. If the quinones are very easily reduced, they turn less active, as well as when they are reduced too negatively (more negative potentials), their biological activity is lost. These results and the positive correlations can inspire the design of the next- generation of bioactive quinones, in terms of increased selectivity and efficiency against several diseases, mainly those biochemically connected to oxidative stress and biological alkylation. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A ativação redox em Química Medicinal tem importância fundamental. Estudos eletroquímicos são os mais apropriados para análises nessa área e fornecem parâmetros termodinâmicos e cinéticos de compostos bioativos, em diferentes condições, que podem ser correlacionados com a atividade biológica real. As quinonas são consideradas moléculas com estrutura privilegiada devido a suas propriedades estruturais e atividades biologicamente frente a protozoários e muitas linhas de células cancerígenas. O presente trabalho realizou a investigação de mais de 40 quinonas híbridas e seus precursores, com diferentes substituições, destacando-se as calcogenoquinonas (Classe 2), as triazólicas (classes 1, 3, 4,7), derivados azaantraquinônicos (classe 6), anilínicos e miscelâneas. Foram utilizadas técnicas eletroquímicas, fluorimétricas, espectrofotométricas, computacionais, juntamente com alguns ensaios biológicos. Em termos eletroquímicos, fez-se o estudo ciclovoltamétrico em meio aprótico (DMF/ TBAPF6 ou DMF/ TBAP), de processos de redução e oxidação, em ausência e presença de oxigênio. Em meio prótico tamponado, utilizou-se o biossensor de DNA, para análise de uma possível interação quinona/DNA, tanto na sua forma original, como a partir de seus produtos de redução, além de estudos de fluorescência. Análises computacionais foram efetuadas para auxiliar na definição de mecanismos eletródicos e para estudos de correlação estrutura/ atividade. Entre os ensaios biológicos, investigou-se o potencial protetor de algumas quinonas frente à peroxidação lipídica e sua atividade em relação a bactérias formadoras de biofilmes. A partir de dados biológicos em linhagens de células cancerígenas e/ou formas tripomastigotas de Trypanosoma cruzi, foram feitas comparações com parâmetros eletroquímicos, obtidos em meio aprótico, com tendência positiva: existe uma faixa ideal para a bioativação por redução das quinonas. Se as quinonas são muito facilmente reduzidas, elas perdem atividade, por redução antecipada fora do sítio de ação; por outro lado, se elas são reduzidas em potencial muito negativo, tornam-se também menos ativas. Estes resultados e as correlações positivas encontradas são úteis no planejamento de novos conjuntos de quinonas sintéticas mais seletivas e eficientes em relação a uma série de doenças, principalmente aquelas de base bioquímica ligada ao estresse oxidativo e alquilação biológica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/2528 |
| Date | 12 December 2016 |
| Creators | Paiva, Yen Galdino de |
| Contributors | Goulart, Marília Oliveira Fonseca, http://lattes.cnpq.br/5271094336884473, Navarro, Marcelo, http://lattes.cnpq.br/3399488325797270, Santana, Antônio Euzébio Goulart, http://lattes.cnpq.br/8895697287739745, Souza, Antônio Albuquerque de, http://lattes.cnpq.br/7344135285199504, Colle, Vinícius del, http://lattes.cnpq.br/2569899437213303 |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/2528/2/license.txt, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/2528/1/Eletroqu%C3%ADmica+medicinal+de+quinonas+-+integra%C3%A7%C3%A3o+entre+eletroqu%C3%ADmica%2C+atividades+biol%C3%B3gicas%2C+intera%C3%A7%C3%A3o+com+DNA+e+m%C3%A9todos+computacionais.pdf |
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