Estudos estruturais com fosfolipases A2 isoladas de venenos de serpentes dos gêneros Bothrops e Crotalus

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Síntese, caracterização e estudo de atividade biológica de complexos de prata(I) contendo ligantes baseados na 1,10-fenantrolina e tiouréia

Pós-graduação em Química - IQ

Theoretical and experimental spectroscopic studies of the first highly luminescent binuclear hydrocinnamate of Eu(III), Tb(III) and Gd(III) with bidentate 2,2 '-bipyridine ligand

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Atenolol characterization in solid formulations available in Brazilian market

Atenolol is the most used drug in Brazil to hypertension treatment. Two crystal structures are known for this molecule: a racemic form (R,S)-atenolol and a pure form S-atenolol. The racemic form is found in commercial tablets. X-ray powder diffraction (XRD) is an adequate tool to study crystalline structures including drugs. Using the Rietveld Method with XRD data it is possible to quantify the crystalline structures existing in the raw material. Other methods like Le Bail and Pawley can be used to the profile fit and phases identification. For this work we analyzed three tablets of atenolol, two generics and the reference (materials were purchased from a drugstore at the city of Araraquara). These tablets were analyzed by Rietveld, Le Bail and Pawley methods. All tablets exhibited the racemic mixture API (R,S)-atenolol. Some crystalline excipients could be characterized: magnesium carbonate hydrate, lactose monohydrate and talc. The conclusion is that the three methods can be efficiently used to characterize the three atenolol tablets.

Estudo dos compostos voláteis da decomposição térmica dos anti-helmínticos Albendazol e Mebendazol

The albendazole and mebendazole drugs are benzimidazole derivatives and belong to the anthelmintic class. These drugs are particularly recommended for the treatment against worms present in the gastrointestinal tract of animals and humans, by acting directly on the worm metabolism. The need for thermally study drugs is related to all the parameters that these analyzes include: presence or absence of polymorphs, possible changes in the crystallinity of the drugs, as well as the quality control during the manufacturing process thereof. In this study the thermal behavior of anthelmintic albendazole and commercial mebendazole and its recrystallisation in organic solvents, such as acetic acid and formic acid in dimethylformamide to mebendazole, and albendazole were studied using TG-DSC techniques, TG-FTIR, FTIR and XRD. TG-DSC techniques were used so it could collect information about the thermal stability of the compounds steps for thermal decomposition process and also prove its melting temperature. For recrystallization of drugs in organic solvents, the TG-DSC curves were analyzed to compare and determine that the occurrence of polymorphs. The coupled TG-FTIR technique allowed the analysis of volatile products which were released during the thermal decomposition of the commercial mebendazole. The absorption spectroscopy in the infrared region was performed to mebendazole, and albendazole in order to show the difference in functional groups of both, comparing the spectra with commercial drugs and see if there was recrystallized changes in the absorption band where the drug was recrystallized or when heated. The diffraction technique by powder X-ray method was used for comparison of the crystal structures of commercial drugs and recrystallization in organic solvents to identify changes in crystallinity both, which might suggest the formation of polymorphs

Lamivudine salts with improved solubilities

To optimize solubility of drugs, current strategies mainly focus on engineering and screening of smart crystal phases. Two salts of the anti-human immunodeficiency virus (HIV) drug lamivudinenamely, lamivudine hydrochloride and lamivudine hydrochloride monohydrate, were prepared in the course of screening the crystallization conditions of lamivudine duplex, an uncommon DNA-mimic, double-stranded helical structure made up of partially protonated drug pairs. Here, water solubilities of lamivudine hydrochloride, lamivudine hydrochloride monohydrate, and lamivudine duplex are reported. The aqueous solubility of this anti-HIV drug was significantly increased in both salts and also in lamivudine duplex in relation to the water solubility of lamivudine form II. In comparison with the lamivudine form II incorporated into therapeutic formulations, the drug solubility was increased at a temperature of 299 +/- 2 K by factors of 1.2, 3.3, and 4.5 in lamivudine hydrochloride, lamivudine hydrochloride monohydrate, and lamivudine duplex, respectively, demonstrating that this solid-state property of lamivudine can be improved by crystal engineering strategies. Solubility profiles were understood on the basis of structural and solventsolute interaction approaches. At last, correlations between solubility and crystal structures allowed for a rational approach to understand how this physicochemical feature could be enhanced by engineering new salts of the drug. (C) 2012 Wiley Periodicals, Inc. and the American Pharmacists Association J Pharm Sci 101:21432154, 2012

Base-Paired and Base-Stacked Structures of the Anti-HIV Drug Lamivudine: A Nucleoside DNA-Mimicry with Unprecedented Topology

We have prepared a DNA-mimicry of nucleosides in which the anti-HIV drug lamivudine (beta-L-2',3'-dideoxy-3'-thiacytidine, 3TC) self-assembles into a base-paired and helically base-stacked hexagonal structure. Face-to-face and face-to-tail stacked 3TC=3TC dimers base-paired through two hydrogen bonds between neutral cytosines by either N-H center dot center dot center dot O or N-H center dot center dot center dot N atoms give rise to a right-handed DNA-mimicry of lamivudine with an unusual highly symmetric hexagonal lattice and topology. In addition, a base-paired and base-stacked supramolecular architecture of lamivudine hemihydrochloride hemihydrate was also obtained as a result of our crystal screenings. This structure is formed through partially face-to-face stacked lamivudine pairs held together by protonated and neutral fragments. However, no helical stacking occurs in this structure in which lamivudine also adopts unusual conformations as the C1'-endo and C1'-exo sugar puckers and cytosine orientations intermediate between the anti and syn conformations. As a conclusion drawn from the nucleoside duplex, the hexagonal DNA-mimicry of lamivudine reveals that such double-stranded helices can be assembled without counterions and organic solvents but with higher crystallographic symmetry instead, because only water crystallizes together with lamivudine in this structure.

Synthesis and Characterization of the Europium(III) Pentakis(picrate) Complexes with Imidazolium Countercations: Structural and Photoluminescence Study

Six new lanthanide complexes of stoichiometric formula (C)(2)[Ln(Pic)(5)]-where (C) is a imidazolium cation coming from the ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium picrate (BMIm-Pic), 1-butyl-3-ethylimidazolium picrate (BEIm-Pic), and 1,3-dibutylimidazolium picrate (BBIm-Pic), and Ln is Eu(III) or Gd(III) ions-have been prepared and characterized. To the best of our knowledge, these are the first cases of Ln(III) pentakis(picrate) complexes. The crystal structures of (BEIm)(2)[Eu(Pic)(5)] and (BBIm)(2)[Eu(Pic)(5)] compounds were determined by single-crystal X-ray diffraction. The [Eu(Pic)(5)](2-) polyhedra have nine oxygen atoms coordinated to the Eu(III) ion, four oxygen atoms from bidentate picrate, and one oxygen atom from monodentate picrate. The structures of the Eu complexes were also calculated using the sparkle model for lanthanide complexes, allowing an analysis of intramolecular energy transfer processes in the coordination compounds. The photoluminescence properties of the Eu(III) complexes were then studied experimentally and theoretically, leading to a rationalization of their emission quantum yields.

Structure and luminescent investigation of the Ln(III)-beta-diketonate complexes containing tertiary amides

The synthesis and photoluminescent properties of Ln(III)-thenoyltrifluoroacetonate and dibenzoylmethanate complexes (Ln = Eu(III) and Gd(III) ions) containing tertiary amides such as dimethylacetamide (DMA), dimethylformamide (DMF), and dimethylbenzamide (DMB) as neutral ligands are reported. The Ln complexes were characterized by elemental analysis, complexometric titration with EDTA, and infrared spectroscopy. Single-crystal X-ray structure data of the [Eu(DBM)(3).(DMA)] compound indicates that this complex crystallizes in the triclinic system, space group PT with the following cell parameters: a = 10.2580(3) angstrom, b = 10.3843(2) angstrom, c= 22.3517(5) angstrom, alpha = 78.906(2)degrees, beta = 78.049(2)degrees, lambda= 63.239(2)degrees, V= 2066.41(9) angstrom(3), and Z = 2. The coordination polyhedron for the Eu(III) complex may be described as an approximate C-2v distorted monocapped trigonal prism. The optical properties of the Eu(III) complexes were studied based on the intensity parameters and luminescence quantum yield (q). The values of the ohm(2) parameter of the Eu-DBM complexes are larger than those for the Eu-TTA complexes, indicating that the Eu(III) ion is in a more polarizable chemical environment in the former case. The geometries of the complexes have been optimized by using the Sparkle Model, and the results have been used to perform theoretical predictions of the ligand-to-metal energy transfer via direct and exchange Coulomb mechanisms. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Crystal structure of dihydroorotate dehydrogenase from Leishmania major

Dihydroorotate dehydrogenase (DHODH) is the fourth enzyme in the de novo pyrimidine biosynthetic pathway and has been exploited as the target for therapy against proliferative and parasitic diseases. In this study, we report the crystal structures of DHODH from Leishmania major, the species of Leishmania associated with zoonotic cutaneous leishmaniasis, in its apo form and in complex with orotate and fumarate molecules. Both orotate and fumarate were found to bind to the same active site and exploit similar interactions, consistent with a ping-pong mechanism described for class 1A DHODHs. Analysis of LmDHODH structures reveals that rearrangements in the conformation of the catalytic loop have direct influence on the dimeric interface. This is the first structural evidence of a relationship between the dimeric form and the catalytic mechanism. According to our analysis, the high sequence and structural similarity observed among trypanosomatid DHODH suggest that a single strategy of structure-based inhibitor design can be used to validate DHODH as a druggable target against multiple neglected tropical diseases such as Leishmaniasis, Sleeping sickness and Chagas' diseases. (C) 2012 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Cocristalli di acidi dicarbossilici: sintesi, caratterizzazione e stabilità allo stato solido

It is well-known that crystalline materials obtain their fundamental physical properties from the molecular arrangement within the solid, and altering the placement and or interactions between these molecules can impact the properties of the particular solid. Solid state chemistry looks at an attempt to alter the chemical and physical solid-state properties of APIs through many different strategies as the formation of salts, polymorphs, hydrates, solvates, and cocrystals. The final aim of this work is to study the chemical and physical propriety of new crystal structures. The work consists of three parts. The first is the cocrystallization of α,ω-alkanedicarboxylics acids with pirimidine. Single-crystal X-ray diffraction analysis of this adduct have been carried out at RT, 150 and 200 K. The cocrystals show an alteration of their melting point similar to pure acids. The two significant deviations are for the cocrystals with succinico and glutarico acids. The second object of work is the structure determination of β polymorph undecandioic acids. In literature is known the other polymorph α. We observed that the thermodynamic relation for this dimorphics system is monotropic. In the third part we synthesized and analyzed the stability of four new salts of serine and oxalic acid. This project highlights the advantage of the solid state synthesis.

From discrete anions to extended solids: new uranium thiophosphates

Die wichtigste Klasse zeotyper Verbindungen sind die Thio- und Selenophosphate der Übergangsmetalle. Ziel dieser Dissertation war die Darstellung und Charakterisierung neuer Uranthiophosphate. Die dargestellten Verbindungen enthalten vierwertige Urankationen, die von acht Schwefelatomen koordiniert sind. Da die enthaltenen Thiophosphatanionen in den meisten Fällen als zweizähnige Liganden fungieren, entstehen dreidimensionale Netzwerke mit pseudotetraedrisch koordinierten Metallzentren. In der Verbindung U(P2S6)2 durchdringen sich drei identische diamantartige Netzwerke, wodurch optimale Raumerfüllung erreicht wird. Die Einführung von Alkalimetallkationen in das System führt zu einer Vielzahl neuer Verbindungen, deren Eigenschaften durch die Stöchiometrie der Edukte und durch die Kationenradien bestimmt werden. Beispielsweise enthält die Kristallstruktur von Na2U(PS4)2 zweidimensionale anionische [U(PS4)2]n-Schichten, während die analoge Verbindung CsLiU(PS4)2 eine poröse dreidimensionale Netzwerkstruktur besitzt. Der Vergleich der untersuchten quaternären und quinären Verbindungen zeigt, dass eine Korrelation zwischen dem Kationenradius und dem Durchmesser der Poren besteht. Dies lässt auf eine Templatfunktion der Alkalimetallkationen beim Aufbau der anionischen Teilstruktur schließen. Die neuen Verbindungen wurden aus reaktiven Polysulfidschmelzflüssen oder durch Auflösen amorpher Vorläufer in Alkalimetallchloridschmelzen synthetisiert. Die Kristallstrukturen wurden durch Einkristall-Röntgenmethoden bestimmt. Ein Vergleich der magnetischen Eigenschaften der Verbindungen beweist, dass in allen untersuchten Fällen U(IV) vorliegt. Die Substanzen zeigen paramagnetisches Verhalten, in UP2S7 und CsLiU(PS4)2 sind außerdem antiferromagnetische Wechselwirkungen zwischen benachbarten Uranatomen nachweisbar.

Die Kristallstruktur zweier Atmungsproteine: das Hämoglobin des Meerschweinchens und das 24-mere Hämocyanin des Kaiserskorpions

Im Verlauf der vorgestellten Arbeit konnten die Kristallstrukturen zweier Atmungsproteine gelöst werden. Da diese Strukturen mit verschiedenen Auflösungen gelöst wurden, wurden für die beiden Modelle unterschiedliche Methoden verwendet.rnrnDie Kristalle des Hämoglobins des Meerschweinchens Cavia porcellus erlaubten eine Messung von Streureflexen bis zu einer Auflösung von 1.7 Ǻ. Damit konnten das Molecular Replacement und das folgende Refinement mit geringen Vorgaben durchgeführt werden.rnAnhand der ermittelten Struktur konnte gezeigt werden, dass die Höhenadaptation des Hämoglobins des Meerschweinchens auf einer Stabilisierung des R2-Zustandes und einer gleichzeitigen Destabilisierung des T-Zustandes beruht. Die zu Grunde liegenden Aminosäureaustausche konnten identifiziert und der resultierende Mechanismus postuliert werden. Die Durchführung von Mutagenese-Experimenten am Hämoglobin des Meerschweinchens könnte die vorgestellte Hypothese bestätigen.rnrnDie Kristallstruktur des 24-meren Hämocyanins aus Pandinus imperator konnte durch eine Kombination von Röntgenkristallographie und Homologiemodellierung mit einer Auflösung von 6.5 Ǻ gelöst werden. Allerdings wäre die Bestimmung der Phasen durch Molecular Replacement ohne die vor kurzem publizierte Kryo-EM Struktur nicht möglich gewesen [Cong et al., 2009].rnDamit ist es durch die Kombination verschiedener Methoden erstmalig gelungen die Struktur eines Hämocyanins dieser Größe (Mw = 1.7 MDa) zu lösen. Die Auflösung von 6.5 Ǻ, eine für die Kristallographie relativ geringe Auflösung, erlaubte die Bestimmung des Cα-Traces des Proteins mit hoher Genauigkeit.rnDurch die Kristallstruktur konnte das zu Grunde liegende Kryo-EM Modell aus [Cong et al., 2009] bestätigt werden. Insbesondere die Position der α-Helices konnte mittels Kristallographie mit einer höheren Genauigkeit bestimmt werden. Durch die Verwendung von OMIT-Maps wurde sichergestellt, dass die Struktur nicht "kopiert" wurde. Die Übereinstimmung ist deshalb auf die Struktur des Hämocyanins im gemessenen Kristall zurückzuführen, nicht auf einen Bias bei der Auswertung.rnAnhand der Kristallstruktur konnten für die Kooperativität im Trimer potentiell entscheidende Aminosäuren identifiziert werden. Diese Aminosäuren könnten im Vergleich zur bekannten trimeren Struktur aus Limulus polyphemus zur Ausbildung zusätzlicher Bindungen zwischen den Untereinheiten führen. Diese Bindungen könnten eine wichtige Rolle beim Konformationsübergang zwischen dem T- und R-Zustand spielen.rn

Untersuchung multimerer Proteinkomplexe mit oberflächenanalytischen und röntgenspektroskopischen Methoden

Zusammenfassung rnrnIn dieser Arbeit wurden Untersuchungen an zwei verschiedenen multimeren Proteinkomplexen durchgeführt: Zum einen am Hämocyanin aus Homarus americanus mittels Röntgen-L-Kantenspektroskopie und zum anderen am α-Toxin aus Staphylococcus aureus, hinsichtlich der Interaktion an speziellen Raft-artigen Membranabschnitten, mittels AFM.rnFür das Hämocyanin aus Homarus americanus konnte ein neuer Aspekt bezüglich der Bindung von Sauerstoff aufgezeigt werden. Ein zuvor nicht in Betracht gezogener und diskutierter Einfluss von Wassermolekülen auf diesen Vorgang konnte mittels der Methode der Röntgen-L-Kantenspektroskopie dargestellt werden. Erstmals war es möglich die beiden verschiedenen Beladungszustände (Oxy-, Deoxy-Zustand) des Hämocyanin mittels dieser Methode in physiologisch ähnlicher Umgebung zu untersuchen. Vergleiche der erhaltenen L-Kanten-Spektren mit denen anorganischer Vergleichslösungen ließen auf eine Interaktion von Wassermolekülen mit den beiden Kupferatomen des aktiven Zentrums schließen. Dadurch wurde erstmals ein möglicher Einfluss des Wassers auf den Oxygenierungsprozess des Hämocyanins auf elektronischer Ebene aufgezeigt. Vergleichende Betrachtungen von Röntgenkristallstrukturen verschiedener Typ-3-Kupferproteine bestätigten, dass auch hier ein Einfluss von Wassermolekülen auf die aktiven Zentren möglich ist. Vorgeschlagen wird dabei, dass an Stelle der Überlappung der 3d-Orbitale des Kupfers mit den 2p-Orbitalen des Sauerstoffs, wie sie im sauerstoffbeladenen Zustand auftritt, im sauerstoffunbeladenen Zustand eine Wechselwirkung der 3d-Orbitale des Kupfers mit den LUMOS der Wassermoleküle möglich wird, und ein Elektronen- bzw. Ladungstransfer von den Kupfern auf die Wassermoleküle erfolgen kann. rnAFM-Untersuchungen hinsichtlich der Interaktion des α-Toxins aus Staphylococcus aureus mit oberflächenunterstützten Modellmembranen wiesen darauf hin, dass eine bevorzugte Anbindung und zumindest teilweise Integration der α-Toxine in Raft-artige Membranbereiche stattfindet. Für verschiedene ternäre Lipidsysteme konnten phasenseparierte Modellmembranen abgebildet und die unterschiedlichen Domänenformen zugeordnet werden. Der Anbindungsprozess der Toxine an diese oberflächenunterstützte Modellmembranen erfolgte dann wahrscheinlich vornehmlich an den speziellen Raft-artigen Domänen, wohingegen die Insertion der Poren vorrangig an den Grenzbereichen zwischen den Domänen auftrat. Mögliche Ursache dafür sind die räumlichen Besonderheiten dieser Grenzflächen. Membranen weisen an den Schnittstellen zwischen zwei Domänenformen eine erhöhte Unordnung auf, was sich u.a. in einer geringeren Packungsdichte der Phospholipide und dem erhöhten Freiheitsgrad ihrer Kopfgruppen bemerkbar macht. Außerdem kommt es auf Grund der Interaktion der beteiligten Membranbestandteile Sphingomyelin und Cholesterol untereinander zu einer speziellen Ausrichtung der Phosphocholin-Kopfgruppen und innerhalb der Raft-artigen Domänen zu einer erhöhten Packungsdichte der Phospholipide. Die in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse unterstützten demnach die in der Literatur postulierte Vermutung der bevorzugten Interaktion und Integration der Toxin-Moleküle mit Raft-artigen Membrandomänen. Die Insertion der Pore erfolgt aber wahrscheinlich bevorzugt an den Grenzbereichen zwischen den auftretenden Domänen.rn

Synthesis, structures, redox and photophysical properties of benzodifuran-functionalised pyrene and anthracene fluorophores

Benzodifuran-functionalised pyrene and anthracene fluorophores 1 and 2 were obtained in reasonable yields. Their single crystal structures, electrochemical, optical absorption, and fluorescence characteristics have been described. They show strong luminescence with high quantum yields of 0.53 for 1 and 0.48 for 2.