A cocktail of thermally stable, chemically synthesized capture agents for the efficient detection of anti-gp41 antibodies from human sera and techniques

This thesis reports on a method to improve in vitro diagnostic assays that detect immune response, with specific application to HIV-1. The inherent polyclonal diversity of the humoral immune response was addressed by using sequential in situ click chemistry to develop a cocktail of peptide-based capture agents, the components of which were raised against different, representative anti-HIV antibodies that bind to a conserved epitope of the HIV-1 envelope protein gp41. The cocktail was used to detect anti-HIV-1 antibodies from a panel of sera collected from HIV-positive patients, with improved signal-to-noise ratio relative to the gold standard commercial recombinant protein antigen. The capture agents were stable when stored as a powder for two months at temperatures close to 60°C.

Development of protein-catalyzed capture (PCC) agents with application to the specific targeting of the E17K Point mutation of Akt1

This thesis describes the expansion and improvement of the iterative in situ click chemistry OBOC peptide library screening technology. Previous work provided a proof-of-concept demonstration that this technique was advantageous for the production of protein-catalyzed capture (PCC) agents that could be used as drop-in replacements for antibodies in a variety of applications. Chapter 2 describes the technology development that was undertaken to optimize this screening process and make it readily available for a wide variety of targets. This optimization is what has allowed for the explosive growth of the PCC agent project over the past few years.

These technology improvements were applied to the discovery of PCC agents specific for single amino acid point mutations in proteins, which have many applications in cancer detection and treatment. Chapter 3 describes the use of a general all-chemical epitope-targeting strategy that can focus PCC agent development directly to a site of interest on a protein surface. This technique utilizes a chemically-synthesized chunk of the protein, called an epitope, substituted with a click handle in combination with the OBOC in situ click chemistry libraries in order to focus ligand development at a site of interest. Specifically, Chapter 3 discusses the use of this technique in developing a PCC agent specific for the E17K mutation of Akt1. Chapter 4 details the expansion of this ligand into a mutation-specific inhibitor, with applications in therapeutics.

Imidazolium-Based Organic Structure Directing Agents for the Synthesis of Microporous Materials

The central theme of this thesis is the use of imidazolium-based organic structure directing agents (OSDAs) in microporous materials synthesis. Imidazoliums are advantageous OSDAs as they are relatively inexpensive and simple to prepare, show robust stability under microporous material synthesis conditions, have led to a wide range of products, and have many permutations in structure that can be explored. The work I present involves the use of mono-, di-, and triquaternary imidazolium-based OSDAs in a wide variety of microporous material syntheses. Much of this work was motivated by successful computational predictions (Chapter 2) that led me to continue to explore these types of OSDAs. Some of the important discoveries with these OSDAs include the following: 1) Experimental evaluation and confirmation of a computational method that predicted a new OSDA for pure-silica STW, a desired framework containing helical pores that was previously very difficult to synthesize. 2) Discovery of a number of new imidazolium OSDAs to synthesize zeolite RTH, a zeolite desired for both the methanol-to-olefins reaction as well as NOX reduction in exhaust gases. This discovery enables the use of RTH for many additional investigations as the previous OSDA used to make this framework was difficult to synthesize, such that no large scale preparations would be practical. 3) The synthesis of pure-silica RTH by topotactic condensation from a layered precursor (denoted CIT-10), that can also be pillared to make a new framework material with an expanded pore system, denoted CIT-11, that can be calcined to form a new microporous material, denoted CIT-12. CIT-10 is also interesting since it is the first layered material to contain 8 membered rings through the layers, making it potentially useful in separations if delamination methods can be developed. 4) The synthesis of a new microporous material, denoted CIT-7 (framework code CSV) that contains a 2-dimensional system of 8 and 10 membered rings with a large cage at channel intersections. This material is especially important since it can be synthesized as a pure-silica framework under low-water, fluoride-mediated synthesis conditions, and as an aluminosilicate material under hydroxide mediated conditions. 5) The synthesis of high-silica heulandite (HEU) by topotactic condensation as well as direct synthesis, demonstrating new, more hydrothermally stable compositions of a previously known framework. 6) The synthesis of germanosilicate and aluminophosphate LTA using a triquaternary OSDA. All of these materials show the diverse range of products that can be formed from OSDAs that can be prepared by straightforward syntheses and have made many of these materials accessible for the first time under facile zeolite synthesis conditions.

Perinatal hipoxic ischemic injury in the auditory pathway and the effect of several neuroprotective agents

192 p.

Participação do propranolol no reparo tecidual de lesões isquêmicas cutâneas em ratos

Receptores adrenérgicos são amplamente expressos em diferentes tecidos, incluindo na pele. Recentemente foi descoberto que bloqueadores dos receptores β-adrenérgicos são capazes de modular o processo de reparo tecidual. O propranolol é um β-bloqueador não seletivo largamente utilizado na prática clínica para o tratamento de doenças cardiovasculares, parecendo apresentar propriedades antioxidantes. O objetivo desse estudo foi avaliar a resposta de diferentes doses de propranolol durante a lesão isquêmica cutânea em roedores. Ratos Wistar foram tratados com propranolol nas concentrações de 3 e 6 mg/kg. O grupo controle recebeu apenas o veículo e o grupo controle positivo recebeu vitamina E (50 mg/kg/dia). A administração do propranolol iniciou-se no dia da lesão, sendo realizada diariamente até o sacrifício. Incisões bilaterais foram feitas no dorso de cada animal. O flap foi suturado e foram realizadas lesões excisionais totais entre as lesões incisionais. A contração das lesões foi avaliada e os cortes histológicos foram corados com hematoxilina e eosina e vermelho de picrosirius. Foram utilizadas também as seguintes técnicas: Dopplerfluxometria, análises bioquímicas, análise estereológica e expressão de PECAM-1. O grupo tratado com 3 mg de propranolol apresentou uma maior redução na área total da lesão quando comparado ao grupo controle. Da mesma forma, este grupo apresentou um aumento na densidade de vasos sanguíneos, uma maior expressão de PECAM-1 e aumento na perfusão sanguínea na pele isquêmica e no sítio da lesão quando comparado ao grupo controle. Não observamos efeito antioxidante do propranolol neste modelo. Em resumo, nós sugerimos que o propranolol quando administrado na dose de 3 mg/kg/dia foi capaz de modular a angiogênese e melhorar o fechamento da lesão em modelo de roedores

Avaliação do estrese oxidativo e da via L-arginina-óxido nítrico em plaquetas na gestação normal e na pré-eclâmpsia

A Pré-eclâmpsia (PE) é uma síndrome hipertensiva específica da gravidez, atualmente compreendida como uma doença sistêmica que cursa com inflamação, distúrbios da coagulação, desordens metabólicas, disfunção endotelial e desequilíbrio entre agentes vasoconstrictores e vasodilatadores. Contudo, a fisiopatologia da PE ainda não foi completamente elucidada. Este estudo investigou, em 51 gestantes, o estresse oxidativo, a via L-arginina-óxido nítrico e agregação plaquetária, na gestação normal (n=27) e na PE (n=24). Amostras de soro e plaquetas de gestantes normotensas e com PE, foram utilizadas para a medida de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), a carbonilação de proteínas, a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx), assim como a produção de óxido nítrico (NO) pela formação de nitrito. Nas plaquetas foram avaliados, também, o transporte de L-arginina, a atividade da óxido nítrico sintase (NOS) e a agregação plaquetária. Em amostras de plasma foram realizadas medidas da proteína C reativa ultra-sensível (PCRus) e do aminoácido L-arginina. Estes resultados demonstram que não há diferença nas medidas da proteína C reativa e da L-arginina entre gestantes normotensas e com PE. A formação de nitritos e a atividade das enzimas antioxidantes SOD, CAT e GPx se encontram reduzidas no soro de gestantes com PE, enquanto a medida de TBARS e a carbonilação de proteínas não foi diferente das gestantes normotensas. Em plaquetas, o transporte de L-arginina pelo sistema y+L está diminuído na PE, ao passo que, a atividade da NOS, a formação de nitrito e a agregação plaquetária não modificaram em relação a gestação normal. A carbonilação de proteínas está aumentada em plaquetas na PE e a atividade da CAT está reduzida. Concluiu-se, que a menor formação de nitrito no soro sugere uma menor produção de NO em pacientes com PE. Este dado correlaciona com uma redução da defesa antioxidante observada pela menor atividade das enzimas SOD, CAT, GPx que deve contribuir para uma maior inativação do NO. Apesar dos níveis plasmáticos normais de L-arginina na PE, o sistema de transporte via y+L está reduzido em plaquetas, o que pode estar associado em parte ao estresse oxidativo que contribui para alterações físicas e estruturais da membrana, podendo afetar o influxo do aminoácido. Apesar do transporte de L-arginina reduzido e do aumento do estresse oxidativo em plaquetas na PE, não houve alteração da atividade da NOS, da produção de NO e da agregação plaquetária, indicando que mecanismos compensatórios possam estar contribuindo para a manutenção da produção de NO e de sua função modulatória sobre a agregação