Estudo comparativo das características bioquímicas funcionais e especificidade catalítica de aspartil, cisteíno e serino peptidases fúngicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Síntese de novas bases de tröger, fluorescentes via transferência protônica intramolecular no estado excitado (ESIPT)

Neste trabalho, realizou-se a síntese e a caracterização de quatro novas bases de Tröger. Estes compostos pertencem à classe de heterociclos 2-hidroxifenibenzazóis, que caracterizam-se por apresentar uma forte emissão de fluorescência, devido à reação de transferência protônica intramolecular no estado excitado -ESIPT- por eles sofrrida quando excitados por luz ultravioleta. Os heterociclos sintetizadosapesentam ligações de hidrogênio intramolecular entrte o nitrogênio azólico e a hidroxila fenólica e um granded deslocamento de Stokes, características tíicas de compostos que sofrem a ESIPT. As bases de Tröger, que são quirais, são bem conhecidas como receptores moleculares devido a concavidade que estas moléculas apresentam, Os compostos obtidos são os primeiro exmeplos de bases de Tröger fluorescentes, via ESIP, na literatura, por isso, despertam grande interesse na síntese de sondas biológicas moleculares fluorescentes. A partir da resolução quiral das bases de Tröger, estas potencialmente podem vir a ser utilizadas como indutores quirais e/ou par ao reconhecimento enantiosseletivo do DNA. A resolução quiral foi feita para uma das bases de Tröger sintetizadas.

Espalhamento de luz estático e dinâmico em polímeros do tipo polimetacrilato, fluorescentes por transferência protônica intramolecular no estado eletrônico excitado (TPIEE)

As técnicas de espalhamento de luz estático e dinâmico foram utilizadas para a caracterização dos copolímeros de PMMA-benzazolas e do PMMA, em clorofórmio e THF nos regimes diluído e semi-diluído. Os copolímeros foram obtidos pela polimerização do metil-metacrilato na presença dos corantes orgânicos do tipo benzazolas, que caracterizam-se por apresentar uma intensa emissão de fluorescência através de um mecanismo de transferência protônica intramolecular no estado eletrônico excitado. Através da técnica de espalhamento de luz estático foram obtidos parâmetros macromoleculares como a massa molar ponderal média, o raio de giro e o segundo coeficiente virial, bem como o módulo osmótico reduzido e o parâmetro g, relacionado com a arquitetura do polímero em solução. Estes parâmetros indicam que os copolímeros e o PMMA em solução diluída comportam-se como cadeias lineares flexíveis e apresentam-se como esferas homogêneas em solução. Através da espectroscopia de correlação de fótons foram obtidas funções normalizadas de correlação temporal de intensidade correspondentes a um único processo dinâmico tanto para o PMMA como para os copolímeros em regime diluído, independentemente do solvente utilizado. Esta dinâmica corresponde à difusão das cadeias poliméricas em solução. Para as soluções em regime semi-diluído (5£c£30 g·L-1), as funções de correlação temporal de intensidade apresentaram um único decaimento exponencial correspondente a difusão cooperativa dos entrelaçamento das cadeias poliméricas em solução pode ser observado em ambos os solventes. O tempo de relaxação ( t) obtido sugere que o copolímero apresenta, neste regime de diluição, uma dinâmica diferente daquela observada para o PMMA. Portanto, a incorporação da benzazola na cadeia polimérica afeta a dinâmica do polímero tanto em THF como em clorofórmio. Para soluções contendo PMMA e o Copolímero 6 na concentração de 60 g·L-1 em THF observou-se o aparecimento de um segundo movimento, mais lento, nas funções normalizadas de correlação temporal de intensidade, sugerindo a formação de uma estrutura contínua em solução. O mesmo não ocorre utilizando-se clorofórmio como solvente.

Comportamento fotofísico do antraceno em sistemas micro-heterogêneos argila-surfactantes-íons metálicos

Argilas constituem uma classe de complexos micro-heterogêneos e podem ser utilizados como substrato para adsorção. O seu comportamento de sorção em fase sólida intensificada pela presença de surfactantes, argilas organofílicas, é um importante fenômeno explorado pela tecnologia ambiental para a remoção de compostos orgânicos policíclicos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, HPA) da água, introduzidos no ambiente por fontes antropogênicas. Este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento fotofísico do antraceno, como modelo de HPA, em sistemas micro-heterogêneos argila-surfactantes-íons metálicos (M(II)= Cd(II), Cu(II), Hg(II), Ni(II) e Pb(II); surfactantes: CTACl; SDS; TR-X100). Os estudos foram conduzidos pelo monitoramento na mudança das propriedades de fluorescência estática e na supressão da emissão do antraceno utilizado como sonda fluorescente. Como supressores foram utilizados os cátions metálicos: Cd(II), Cu(II), Hg(II), Ni(II) e Pb(II). O perfil do espectro de fluorescência e os resultados dos ensaios de supressão da fluorescência da sonda permitiram inferir na localização do sítio de solubilização do antraceno nos sistemas micro-heterogêneos estudados e na conseqüente organização dos mesmos.

Preparação, caracterização e propriedades de lipossomas contendo o ácido -ciano-4-hidroxicinâmico e o agente fotossenbilizador AICIPc: um novo sistema carreador específico com ação sinérgica aplicado a terapia fotodinâmica

Ftalocianina de alumínio-cloro (AlClPc) é um fotossensibilizador de segunda geração em terapia fotodinâmica (TFD) caracterizado por seu caráter anfifílico e tendência de auto-agregação em meio aquoso, o que prejudica seu potencial de aplicação. O aCHC é um substrato de transportadores de monocarboxilato (MCT) superexpresso em células de MCF-7. Objetivando a solubilização da AlClPc e aumento de internalização em tecidos neoplásicos nos propomos aqui o uso de DSPC e DOPC em diferentes proporções para formar vesículas lipidicas mistas (LV) na presença de aCHC como sistemas veiculadores de fármaco. Lv foi preparado pelo método de injeção etanólica e formou vesículas de dimensões nanométricas (aproximadamente 100 nm) com bom índice de polidispersão, valores negativos de potencial zeta e estáveis em meio aquoso por mais de 50 dias. AlClPc se complexou com o fosfato das LV o que conferiu uma localização interfacial às moléculas de AlClPc como demonstrado pelos resultados de supressão de fluorescência. Medidas de anisotropia, fluorescência estática e resolvida no tempo corroboram com estes resultados e demonstram que a auto-agregação da AlClPc ocorre mesmo em lipossomas. Entretanto, a veiculação da AlClPc por LV em carcinoma de células escamosas oral (OSCC) levou a um processo de desagregação demonstrado por (FLIM). Este incrível comportamento é novo e aumenta o conhecimento científico sobre o mecanismo intracelular de ação de fotossensibilizadores em TFD. Em TFD, ambos os sistemas LVIII+AlClPc e LVIII+AlClPc+aCHC não apresentaram toxicidade no escuro no período de incubação de 3 h com as concentrações de lipídios, AlClPc e aCHC iguais a 0,15 mmol/L, 0,5 umol/L e 10,0 umol/L, respectivamente. De maneira inesperada, o sistema LVIII+AlClPc foi mais eficiente em TFD que o sistema LVIII+AlClPc+aCHC, devido ao caráter antioxidante do aCHC. Estes resultados abrem uma nova perspectiva do potencial uso de LV-AlClPc para o tratamento fotodinâmico.

Ion-molecule reactions of O,S-Dimethyl methylphosphonothioate : Evidence for intramolecular sulfur oxidation during VX perhydrolysis

The alkaline perhydrolysis of the nerve agent O-ethyl S-[2-(diisopropylamino)ethyl] methylphosphonothioate (VX) was investigated by studying the ion-molecule reactions of HOO(-) with O,S-dimethyl methylphosphonothioate in a modified linear ion-trap mass spectrometer. In addition to simple proton transfer, two other abundant product ions are observed at m/z 125 and 109 corresponding to the S-methyl methylphosphonothioate and methyl methylphosphonate anions, respectively. The structure of these product ions is demonstrated by a combination of collision-induced dissociation and isotope-labeling experiments that also provide evidence for their formation by nucleophilic reaction pathways, namely, (i) S(N)2 at carbon to yield the S-methyl methylphosphonothioate anion and (ii) nucleophilic addition at phosphorus affording a reactive pentavalent intermediate that readily undergoes internal sulfur oxidation and concomitant elimination of CH(3)SOH to yield the methyl methylphosphonate anion. Consistent with previous Solution phase observations of VX perhydrolysis, the toxic P-O cleavage product is not observed in this VX model system and theoretical calculations identify P-O cleavage to be energetically uncompetitive. Conversely, intramolecular sulfur oxidation is calculated to be extremely exothermic and kinetically accessible explaining its competitiveness with the facile gas phase proton transfer process. Elimination of a sulfur moiety deactivates the nerve agent VX and thus the intramolecular sulfur oxidation process reported here is also able to explain the selective perhydrolysis of the nerve agent to relatively nontoxic products.

Ground and Excited State Intramolecular Proton Transfer in Salicylic Acid: an Ab Initio Electronic Structure Investigation

Energetics of the ground and excited state intramolecular proton transfer in salicylic acid have been studied by ab initio molecular orbital calculations using the 6-31G** basis set at the restricted Hartree-Fock (RHF) and configuration interaction-single excitation (CIS) levels and also using the semiempirical method AM1 at the RHF level as well as with single and pair doubles excitation configuration interaction spanning eight frontier orbitals (PECI = 8). The ab initio potential energy profile for intramolecular proton transfer in the ground state reveals a single minimum corresponding to the primary form, in the first excited singlet state, however, there are two minima corresponding to the primary and tautomeric forms, separated by a barrier of similar to 6 kcal/mol, thus accounting for dual emission in salicylic acid. Electron density changes with electronic excitation and tautomerism indicate no zwitterion formation. Changes in spectral characteristics with change in pH, due to protonation and deprotonation of salicylic acid, are also accounted for, qualitatively. Although the AM1 calculations suggest a substantial barrier for proton transfer in the ground as well as the first excited state of SA, it predicts the transition wavelength in near quantitative accord with the experimental results for salicylic acid and its protonated and deprotonated forms.

Novel intramolecular reductive C-C coupling during borohydride reduction of a bi-enone

Borohydride reduction of the bi-enone (1) gave the structurally and mechanistically interesting compounds (4) and (5a-c) resulting from intramolecular carbon-carbon coupling.

The 310 Helical Conformation of the Amino Terminal Decapeptide of Suzukacillin. 270 MHz 'H NMR Evidence for Eight Intramolecular Hydrogen Bonds

The amino terminal suzukacillin decapeptide fragment, Boc-Aib-Pro-Val-Aib-Val-Ala-Aib-Ala-Aib-Aitbh-eO Me, two pentapeptides Boc-AibPrc-Val-AibVal-OMe and Boc-Ala-AibAla-AibAibOMe, and the tripeptide Boc-Ala-AibAibOMe have been studied by 270-MHz 'H NMR spectroscopy. By use of solvent dependence of chemical shifts in a CDC13-(CD3),S0 system and temperature dependence of amide NH chemical shifts in (CD3),S0, the intramolecularly hydrogen bonded NH groups in these peptides have been identified. The tripeptide possesses one hydrogen bond, both pentapeptides show evidence for three intramolecular hydrogen bonds, and the decapeptide has eight NH groups participating in hydrogen bonding. An Ala( 1)-Aib(2) @ turn is proposed for the tripeptide. Both pentapeptides favor 310 helical conformations composed of three consecutive B turns. The decapeptide adopts a 310 helical conformation with some flexibility at the Va1(5)-Ala(6) segment. The proposed conformations are consistent with the known stereochemical preferences of Aib residues.

Theoretical Investigation on the Effect of Different Nitrogen Donors on Intramolecular Se center dot center dot center dot N Interactions

The effect of different donor nitrogen atoms on the strength and nature of intramolecular Se center dot center dot center dot N interactions is evaluated for organoselenium compounds having N,N-dimethylaminomethyl (dime), oxazoline (oxa) and pyridyl (py) substituents. Quantum chemical calculations on three series of compounds [2-(dime)C6H4SeX (1a-g), 2-(oxa)C6H4SeX (2a-g), 2- (py)C6H4SeX (3-ag); X=Cl, Br, OH, CN, SPh, SePh, CH3] at the B3LYP/6-31G(d) level show that the stability of different conformers depends on the strength of intramolecular nonbonded Se center dot center dot center dot N interactions. Natural bond orbital (NBO), NBO deletion and atoms in molecules (AIM) analyses suggest that the nature of the Se center dot center dot center dot N interaction is predominantly covalent and involves nN ->sigma*(Se-X) orbital interaction. In the three series of compounds, the strength of the Se center dot center dot center dot N interaction decreases in the order 3>2>1 for a particular X, and it decreases in the order Cl > Br > OH>SPh approximate to CN approximate to SePh>CH3 for all the three series 1-3. However, further analyses suggest that the differences in strength of Se center dot center dot center dot N interaction in 1-3 is predominantly determined by the distance between the Se and N atoms, which in turn is an outcome of specific structures of 1, 2 and 3, and the nature of the donor nitrogen atoms involved has very little effect on the strength of Se center dot center dot center dot N interaction. It is also observed that Se center dot center dot center dot N interaction becomes stronger in polar solvents such as CHCl3, as indicated by the shorter r(Se center dot center dot center dot N) and higher E-Se center dot center dot center dot N values in CHCl3 compared to those observed in the gas phase.

Enantiospecific synthesis of thaps-8-en-5-ol via stereospecific intramolecular chirality transfer

Enantiospecific synthesis of thaps-8-en-5-ol, comprising of the carbon framework of a small group of sesquiterpenes containing three contiguous quaternary carbon atoms has been described. (R)-Carvone has been employed as the chiral starting material and a combination of intramolecular alkyation and Criegec fragmentation have been employed for intramolecular stereospecific transfer of the chirality. An intramolecular diazoketone cyclopropanation and regioselective cyclopropane ring cleavage reactions have been employed for the creation of the three requisite contiguous quaternary carbon atoms.

The intramolecular external heavy atom effect in bromo-, benzo-, and naphthonorbornenes

A theoretical analysis of the external heavy atom effect of a halogen atom on the radiative rate constant of phosphorescence is examined as a function of position of a bromine atom or atoms relative to a naphthalene or a benzene chromophore for a series of mono- and dibromo-, naphtho-, and benzonorbornenes. The theoretical results are then compared to experimentaldata and lead to the conclusion that the enhancement of the phosphorescence process takes place through the second-ordermixing of the triplet states of the chromophore with the singlet charge transfer states arising primarily from an electron transferfrom the orbitals of the heavy atom perturber to the unfilled x* orbitals of the chromophore.

An infrared spectroscopic study of C7 intramolecular hydrogen bonds in peptides

The ir-spectra in the N-H stretching region of Piv-Pro-NHMe and Boc-Pro-NHMe have been studied in carbon tetrachloride and chloroform solutions over a wide range of concentrations. Based on the concentration dependence of the N-H stretching bands, it has been shown that the characteristic N-H stretching band due to the C7 intramolecular hydrogen bond is around 3335 cm-'. Intermolecular hydrogen bonding also occurs to a small extent in these peptides, giving rise to a slight concentration dependence of the N-H stretching bands. The band around 3335 cm-* need not necessarily be due to C7 hydrogen bonds alone as proposed by Tsuboi et al. or to intermolecular hydrogen bonding alone as proposed by Maxfield et al.; this conclusion is supported by studies on Boc-Leu-NHMe, which undergoes only intermolecular hydrogen bonding We have shown that 2-Aib-Aib-OMe and Z-Aib- Ala-OMe form C7 intramolecular hydrogen bonds in addition to C5 intramolecular hydrogen bonds. The present studies also show that all the peptides studied exist in more than one conformation in solution.