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Made available in DSpace on 2021-06-25T10:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2020-12-17 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) Recently, a high number of copper derivatives has been evaluated as DNA-targeting metallodrugs, due to the lower toxicity and its potential to cleave DNA. Several strategies have been testing to develop metal compounds effective against tumour cells. In this work, the ternary copper (doxycycline)-(1,10-phenanthroline) complex [Cu(dox)(phen)]2+ was especially designed as an antitumoral drug, previously showing high cytotoxicity and DNA cleavage activity. We aimed to further investigate the in vitro cytotoxic activity in both tumoral and non-tumoral cells, in vitro genotoxic potential, and in vivo antitumor activity using BALB/C mouse injected with sarcoma S180 and Ehrlich cell lines. Our results indicated that this compound exhibits a moderate genotoxic potential, with selective growth inhibition of tumor cells, especially the murine melanoma B16F10. Its main mechanism of action seems to be through ROS generation. We have further shown a significant reduction of the implanted tumor size in the animal model, suggesting that this compound has great antitumoral potential against many tumor types. [Cu(dox)(phen)]2+ is selectively cytotoxic for melanoma B16F10 and showed high chemotherapeutic potential in vivo against implanted sarcoma S180 and Ehrlich ascites tumours. Institute of Genetics and Biochemistry Federal University of Uberlândia Institute of Biomedical Sciences Federal University of Uberlândia Department of Chemistry Federal Center of Technological Education of Minas Gerais Department of Chemistry Federal University of Minas Gerais Laboratory of Cytogenetics and Mutagenesis University Center of Patos de Minas Chemistry Institute São Paulo State University - UNESP Chemistry Institute São Paulo State University - UNESP

Two new bismuth(III) complexes, [BiL1Cl2] (1) and [BiL2Cl2] (2), in which L1 is (2-hydroxy-4-6-di-tert-butylbenzyl-2-pyridylmethyl)amine and L2 is 2,4-diiodo-6-((pyridine-2-ylmethylamino)methyl)phenol, were synthesized and characterized by elemental and conductivity analyses, atomic absorption spectrometry, infrared and 1H NMR spectroscopies. The molecular structure of 1 reveals that the NN'O ligand forms a 1:1 complex with bismuth through coordination via the nitrogen of the aliphatic amine, the nitrogen of the pyridine ring and the oxygen of the phenolate. The coordination sphere is completed with two chloride anions in a distorted square pyramidal geometry. Bismuth exhibits the same coordination mode in compound 2. The cytotoxic activity of 1 and 2 was investigated in a chronic myelogenous leukemia cell line. The complexes are approximately three times more potent than the corresponding free ligands, with the IC50 values 0.30 and 0.38 μM for complex 1 and 2, respectively. To address the cellular mechanisms underlying cell demise, apoptosis was quantified by flow cytometry analysis. From 0.1 μM, both complexes induce apoptosis and there is a remarkable concentration-dependent increase in the population of cells in apoptosis. The complexes were also evaluated against Gram-positive and Gram-negative bacteria. Both inhibited the bacterial growth in a concentration-dependent way, with remarkable activity in some of the tested strains, for example, complex 2 was more active than its free ligand against all bacterial strains and approximately fourteen times more potent against S. dysenteriae and S. typhimurium.

Herein, we report the synthesis and characterization of two dinuclear FeIIIZnII complexes [FeIIIZnIILP1] (1) and [FeIIIZnIILP2] (2), in which LP1 and LP2 are conjugated systems containing one and two pyrene groups, respectively, connected via the diamine -HN(CH2)4NH- spacer to the well-known N5O2-donor H2L ligand (H2L = 2-bis{[(2-pyridylmethyl)aminomethyl]-6-[(2-hydroxybenzyl)(2-pyridylmethyl)]aminomethyl}-4-methylphenol). The complex [FeIIIZnIIL1] (3), in which H2L was modified to H2L1, with a carbonyl group attached to the terminal phenol group, was included in this study for comparison purposes.1 Both complexes 1 and 2 were satisfactorily characterized in the solid state and in solution. Extended X-ray absorption fine structure data for 1 and 3 in an acetonitrile solution show that the multiply bridged structure seen in the solid state of 3 is retained in solution. Potentiometric and UV-vis titration of 1 and 2 show that electrostatic interaction between the protonated amino groups and coordinated water molecules significantly decreases the pKa of the iron(III)-bound water compared to those of 3. On the other hand, catalytic activity studies using 1 and 2 in the hydrolysis of the activated substrate bis(2,4-dinitrophenyl)phosphate (BDNPP) resulted in a significant increase in the association of the substrate (Kass ≅ 1/KM) compared to that of 3 because of electrostatic and hydrophobic interactions between BDNPP and the side-chain diaminopyrene of the ligands H2LP1 and H2LP2. In addition, the introduction of the pyrene motifs in 1 and 2 enhanced their activity toward DNA and as effective antitumor drugs, although the biochemical mechanism of the latter effect is currently under investigation. These complexes represent interesting examples of how to promote an increase in the activity of traditional artificial metal nucleases by introducing second-coordination-sphere effects.

Este artigo descreve a síntese e caracterização de um novo complexo binuclear de paládio (II) contendo o antibiótico oxitetraciclina. O complexo foi caracterizado pelas técnicas usuais de análise. Pela análise do espectro de infravermelho sugerimos que o íon paládio(II) coordena-se no anel A, mais especificamente nos oxigênios da amida e da hidroxila vizinha no anel A e aos oxigênios da carbonila em C11 e da hidroxila em C12.This article reports the synthesis and characterization of a new binuclear complex of palladium (II) containing the antibiotic oxytetracycline. The complex was characterized by the usual techniques of analysis. With respect to sites of coordination, the IR spectral data suggests the involvement the oxygen of the amide group and the oxygen of the neighbor hydroxyl group at ring A and to the carbonyl oxygen at C11 and the hydroxyl group at C12.

Gold is not included in the current list of elements considered essential to humans and there are many controversies related to its toxicity. According to the chemical characteristics of the element, Au1+ is favored for binding at sites with S donor, such as sulfhydryl group (-SH) in proteins in biological systems. This tendency raises the possibility of health-related risk, mainly linked to a long-term exposure to high and low levels of gold. This paper highlights the determination of gold by instrumental neutron activation analysis (INAA) during the assessment of exposure levels to metals and possible workers’ contamination in three galvanizing factories applying the same processes. This assessment is aimed at giving support to Worker’s Health Awareness Program of the Municipal Department of Health of Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil. INAA, mix of k 0 and monostandard methods was applied to air filter, hair and toenail samples, and to urine samples. Solvent extraction of gold was carried out followed by comparative INAA. The results revealed that gold was present in all matrixes, indicating the exposure in the workplace and suggesting endogenous contamination. Is gold playing a role as a toxic element?

The worker’s health service is guided to look for risks. There is not an evaluation of the onset of the disease linked to a long-term exposure to low levels of toxic agents. Besides, there are few records of the level of metal concentration in the environmental air in industry, as well as few records of the level of contamination of factory workers. To assess the level of pollution in workplace, galvanising industry was chosen as the object of this study. The worker exposure and contamination levels were assessed by means of airborne particulate matter collected in air filters and biomonitors. The analysis of the air filter, hair and toenail samples were carried out by Instrumental Neutron Activation Analysis, and urine samples by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometry. The statistical multivariate analysis and ANOVA methods were applied to elemental concentration. Copper and iron elements were highlighted as the main contributors on the differentiation of the classes. The results point out the effectiveness of biomonitors in occupational studies.

The k0 parametric neutron activation analysis has been applied since 1995 in the Radiochemical Sector/CDTN, Belo Horizonte, Brazil. Several certified reference materials were studied with the aim of analysing biological samples. This work is related to an IAEA co-ordinated research project whose goal is to make a survey of the exposures to metals related to occupational diseases. It has been conducted by CDTN and government departments of health. The hair samples as bioindicators were donated by galvanising factory workers in Belo Horizonte. This city and surrounding area are important industrial centres and that industry is responsible for the majority of patients who look for medical assistance because of metal contamination. The Al, Co, Cu, Cr, La, Mn, Sb and V concentrations determined in the workers' samples suggest endogenous contamination.

This work describes the synthesis and characterization of six new dinuclear platinum complexes having N,N'-di-(2-aminoethyl)-1,3-diamino-2-propanol, aryl substituted N-benzyl-1,4-butanediamines and N-benzyl-1,6-hexanediamines as ligands. They were prepared by the reaction of cis-[PtCl(2)(DMSO)(2)] (DMSO=dimethyl sulfoxide) with the appropriate ligand in water, except for one of them, which was prepared from K(2)PtCl(4). We also report the cytotoxic activity and cellular accumulation of three of these complexes in a human small-cell lung carcinoma cell line and its resistant subline. Resistant cells exhibited a lesser degree of cross-resistance to these compounds when compared to cisplatin. The accumulation of platinum in both cell lines followed the same pattern, i.e. approximately the same intracellular platinum concentration yielded the same cytotoxic effect independent of the nature of the platinum complex used.

Belo Horizonte is the fifth most populous city in Brazil and there is no data on the level of its atmospheric pollution concerning chemical elements. This study was conducted as a preliminary survey using lichens as biomonitors collected from two parks: Municipal Am?rico Ren? Giannetti, downtown, and Mangabeiras, far from the city centre, a place regarded as not polluted. Epiphytic lichens were collected and their elemental compositions were determined by neutron activation technique, k0–method. In this assessment, the local atmospheric condition could be assessed pointing out the presence of typical tracers of vehicular emissions, mainly in Municipal park. On the other hand, soil elements seem to be expressive in the air composition, mainly in Mangabeiras area. Being a perceptive differential, the high concentration of soil elements found in the Mangabeiras park samples seems to come from the surrounding mining areas. The mining dust may have been the source of these elements.

A presente dissertação tem como objetivo examinar o marco legal da biodiversidade e suas implicações na pesquisa, na sociedade, e na economia brasileira, levantando riscos e as consequências que a lei 13123/2015 poderá ocasionar à produção científica, às instituições públicas de pesquisa no Brasil e ao desenvolvimento social, econômico e tecnológico do país. As razões que justificam a pesquisa visam formas de dirimir e ou minimizar os impactos negativos deste marco legal. O objetivo geral é avaliar os impactos negativos e positivos da lei 13.123/2015 para a academia, a indústria e o como o governo contribui nesse processo. Os objetivos específicos destinam-se a identificar os principais entraves jurídicos à pesquisa, propor alternativas jurídicas à proteção do patrimônio genético brasileiro, identificar os efeitos da legislação sobre a biotecnologia, os impactos da biopirataria na pesquisa e no desenvolvimento e apontar como as diretrizes da repartição de benefícios e do protocolo de Nagoia é fator propulsor no desenvolvimento socioeconômico do país. A dissertação foca em quatro relevantes aspectos relacionados à biodiversidade, sendo o primeiro capítulo analisada a lei o decreto da biodiversidade. Destacou-se os conceitos, avanços e entraves e principalmente como a regularização/adequação do passivo de pesquisa e a carga burocrática trazem insegurança jurídica e acabam desincentivando as pesquisas. O segundo capítulo aborda a importância da biodiversidade brasileira e seu valor como propriedade intelectual e como o marco legal influencia a biotecnologia, sendo os investimentos, principalmente em P&D a base da inovação. Apresentou-se a capacidade de Minas Gerais (cluster) e do Brasil alcançarem posição de destaque no cenário internacional e a necessidade de harmonia do marco legal com as leis internas e os tratados internacionais (lei de Propriedade Industrial, CDB, acordo TRIPs) merecendo, portanto, revisão destes instrumentos jurídicos. O terceiro dedicou-se à análise dos conceitos e instrumentos jurídicos utilizados no combate à biopirataria e como a doutrina demonstra os impactos negativos nas pesquisas e no desenvolvimento. Salientou-se como as políticas públicas e a construção de uma legislação paritária e equilibrada deve ser o foco principal para mitigar os efeitos negativos, com ampla negociação junto ao Protocolo de Nagoia e a necessidade de maiores investimentos em P&D. No quarto e último capítulo aponta a competência do Poder Público para a proteção do patrimônio genético, meio ambiente equilibrado, direito fundamental, da distinção entre bens públicos e bens ambientais e da repercussão deste conceitos na repartição de benefícios prevista no marco legal da biodiversidade. A metodologia utilizada baseou-se pesquisa descritiva, exploratória, em análise histórica de forma qualitativa e envolvendo pesquisa bibliográfica, legal e documental necessárias para as abordagens do tema. Os resultados demonstraram que, desde as suas primeiras regulamentações, a lei da biodiversidade vem provocando enorme celeuma entre os principais atores envolvidos, evidenciando, assim, a necessidade de sua revisão com normas mais claras e objetivas e instrumentos jurídicos que garantam maior segurança jurídica, são medidas importantes para a gestão deste importantíssimo ativo brasileiro.

Uma das aplicações de grande destaque de complexos metálicos é na terapia do câncer. Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados doze complexos metálicos com potencial antitumoral: dez de cobre(II), um de gálio(III) e um peroxocomplexo de nióbio(V). Os complexos de cobre(II) apresentam as seguintes fórmulas: [Cu(HL1)2] (1), [Cu2(phen)2(L1)(ClO4)2] (2), [Cu2(bpy)2(L1)(ClO4)2(H2O)2] (3), [Cu2(dmp)2(L1)(ClO4)2(H2O)2] (4), [Cu(L2)2(H2O)2] (5), [Cu(phen)(L2)](ClO4) (6), [Cu(bpy)(L2)(H2O)](ClO4) (7), [Cu(dmp)(L2)](ClO4) (8), [Cu(aap)(phen)(ClO4)2] (9) e [Cu(aap)(bpy)(ClO4)2] (10); onde H2L1 = 1,4-diidroxiantraceno-9,10-diona; HL2 = 1- hidroxiantraceno-9,10-diona; aap = 4-aminoantipirina; phen = 1,10-fenantrolina; bpy = 2,2'bipiridina e dmp = 2,9-dimetil-1,10-fenantrolina. Os complexos foram caracterizados por análise elementar, medidas condutimétricas, espectroscopia vibracional na região do IV e eletrônica na região do UV-Vis, RPE e ESI-MS. A evaporação lenta de uma solução do complexo 2, em DMSO e álcool isopropílico, levou à formação do complexo 2.1, Cu2(phen)2(L1)(DMSO)2](PF6)2. Os complexos 2.1 e 6 tiveram suas estruturas determinadas por difração de raios X de monocristais. Os complexos 2, 3 e 4 são dinucleares, com o ligante L12- em ponte. Já os complexos 1, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 são mononucleares. Todos os complexos de cobre sintetizados são significativamente citotóxicos em células de leucemia mielóide crônica, linhagem K562, com valores de CI50de 1,0; 1,13; 10,0; 0,078; 0,945; 1,84; 12,7; 0,099; 1,8 e 26 µmol L-1 para os complexos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10, respectivamente. Estes complexos interagem com o DNA e apresentam constantes de afinidade da ordem de 104. Interações com o DNA também foram estudadas por espectroscopia de fluorescência, usando brometo de etídio (Eb) como sonda fluorescente. Os complexos 2, 3, 4, 6, 7 e 8 são capazes de substituir o Eb entre os pares de base do DNA. A habilidade dos complexos 2, 3, 4, 6, 9 e 10 em promover a clivagem oxidativa de DNA de plasmídeo foi estudada por eletroforese, em gel de agarose, na presença e na ausência de sequestradores de espécies reativas de oxigênio (ERO's). Diferentes ERO's são geradas no processo de clivagem do DNA pelos complexos e foi verificado que a atividade nucleásica segue a ordem 2 > 4 ~ 6 ~ 9 > 10 > 3. Além disto, foi demonstrado que estes complexos são capazes de inibir a atividade da topoisomerase. O complexo [Ga2(phen)2(L1)(NO3)2(H2O)2](NO3)2·4H2O (11) foi sintetizado e caracterizado por análise elementar, medidas condutimétricas, espectroscopias vibracional na região do IV, eletrônica na região do UV-Vis e de fluorescência (?excitação = 520 nm), ESI-MS e RMN. Na região do IV, o espectro mostrou deslocamento das principais bandas de ambos os ligantes, evidenciando a coordenação do íon metálico. Já o deslocamento batocrômico observado na região do UV-vis evidenciou a presença do complexo em solução. O complexo 11, que é fluorescente, com a intensidade da fluorescência afetada pela natureza do solvente, é ativo na linhagem K562 com CI50 = 1,0 µmol L-1 e é capaz de interagir com o DNA. Como proposta alternativa ao tratamento do câncer, a terapia fotodinâmica (TFD) vem ganhando crescente interesse. A atividade citotóxica de um peroxocomplexo de nióbio(V), aqui identificado por 12, NbO2(OH)O2.-, foi estudada na ausência e na presença de luz UV-A. A atividade citotóxica de 12 aumenta 5 vezes quando o complexo é irradiado, com valor de CI50 igual a 6,2 µmol L-1. O efeito de 12 na atividade do azul de metileno (AM), um agente fotossensibilizador utilizado na TFD, também foi estudado. A adição de 12 duplica o efeito fotocitotóxico do AM. Portanto, 12 é um candidato promissor para TFD, sozinho ou combinado com outros agentes sensibilizadores, tal como o corante AM. One of the most important uses of metal compounds is in the treatment of cancer. In this work, twelve metal complexes with anticancer potential were synthesized and characterized: ten with copper(II), one with gallium(III), and a peroxocomplex of niobium(V). The copper complexes exhibit the following formula: [Cu(HL1)2] (1), [Cu2(phen)2(L1)(ClO4)2] (2), [Cu2(bpy)2(L1)(ClO4)2(H2O)2] (3), [Cu2(dmp)2(L1)(ClO4)2(H2O)2] (4), [Cu(L2)2(H2O)2] (5), [Cu(phen)(L2)](ClO4) (6), [Cu(bpy)(L2)(H2O)](ClO4) (7), [Cu(dmp)(L2)](ClO4) (8), [Cu(aap)(phen)(ClO4)2] (9) e [Cu(aap)(bpy)(ClO4)2] (10); in which H2L1 = 1,4-dihydroxyanthracene-9,10-dione; HL2 = 1-hydroxyanthracene-9,10-dione; aap = 4-aminoantipyrine; phen = 1,10-phenanthroline; bpy = 2,2-bipyridine e dmp = 2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline. The complexes were characterized by elemental and conductivity analyses, FTIR, electronic, EPR and ESI-MS spectrometries. Slow evaporation of a solution of complex 2, in DMSOand isopropyl alcohol, yielded complex 2.1, Cu2(phen)2(L1)(dmso)2](PF6)2. The structures of complexes 2.1 and 6 were determined by single-crystal X ray diffraction. Complexes 2, 3, and 4 are dinuclear, with a bridgind L12- ligand, whereas complexes 6,7, 8, 9 and 10 are mononuclear. All copper complexes are significantly cytotoxic in myelogenous leukemia cells, K562 line, with the IC50 values of 1.0; 1.13; 10.0; 0.078; 0.945; 1.84; 12.7; 0.099; 1.8 and 26 µmol L-1 for 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10, respectively. The copper complexes interact with DNA with binding constants around 104. Interactions with DNA were also studied by spectrofluorimetry with the help of a fluorescent probe, the ethidium bromide (Eb). Complexes 2, 3, 4, 6, 7 and 8 are capableof displacing Eb from DNA base pairs. The ability of complexes 2, 3, 4, 6, 9 and 10 to oxidatively cleave plasmid DNA was investigated by agarose gel electrophoresis, in the absence and presence of reactive oxygen species (ROS) scavengers. Different ROS are generated in the DNA cleavage process and the nuclease activity follows the order 2 > 4~ 6 ~ 9 > 10 > 3. In addition, it was demonstrated that the complexes are capable of inhibiting topoisomerase-I activity. The complex [Ga2(phen)2(L1)(NO3)2(H2O)2](NO3)2. 4H2O (11) was characterized by elemental and conductivity analyses, FTIR, UV-Vis and fluorescence spectroscopies (excitation = 520 nm), ESI-MS and 1H and 13C NMR. In the FTIR spectrum of 11 the main absorptions are shifted in comparison to the free ligand spectra, evidencing the formation of a complex. In the UV-Vis spectrum, a bathocromic shift evidences the presence of the complexes in solution. The complex is fluorescent, and the fluorescence intensity is affected by the nature of the solvent. Complex 11 inhibitsthe growth of K562 cells with the IC50 = 1.0 µmol L-1 and interacts with DNA. An alternative form of cancer treatment, the photodynamic therapy (PDT), has gainedincreasing interest. The cytotoxic and photocytotoxic activities of the peroxoniobium complex, NbO2(OH)O2 - (12), was studied. The cytotoxic activity of 12 increases by 5 times upon 5 min of UV-A irradiation, with an IC50 value of 6,2 µmol L-1. The effect of12 on the activity of methylene blue, a photosensitizing agent used in PDT, was also studied. The addition of the peroxoniobate doubles the photocytotoxic effect of methylene blue. Therefore, the peroxoniobium compound prepared is a promising candidate for PDT, alone or in combination with other sensitizing agents, such as methylene blue dye.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO A doença de Alzheimer (DA) é atualmente a forma mais comum de demência. A perda sináptica no nível do sistema neurotransmissor, a presença de placas amilóides extracelulares e emaranhados neurofibrilares intracelulares são importantes eventos que diferenciam, no nível celular, a DA dentre outras demências. Do ponto de vista químico, é bem conhecido que o peptídeo A(beta) coordena os metais fisiológicos, como Cu e Zn, os quais, no cérebro de pacientes com DA, estão mal distribuídos e concentrados em placas amilóides. Apesar da agregação do peptídeo A(beta) ser uma das características mais marcantes da patogênese da DA, a função das placas extracelulares composta por esse peptídeo não é totalmente compreendida. A hipótese que a neurotoxicidade de A(beta) é melhor explicada pela sua forma oligomérica é bastante aceita pela comunidade cientifica. Há evidências que suportam a ligação entre metais fisiológicos e oligomerização de A(beta). Os compostos atenuadores de interação metal-proteína (MPACs, do inglês, Metal-Protein Attenuating Compounds) são uma classe promissora de compostos para o tratamento da DA que diferem dos agentes quelantes fortes, porque, ao invés de remover metais sistematicamente, esses corrigem interações anormais com A(beta), inibindo a oligomerização de A(beta), além de prevenir reações redox que podem gerar espécies reativas de oxigenio tóxicas. Neste contexto, o presente trabalho avalia quatro compostos com potencial para atuar como MPAC, a saber, INHHQ, HPCIH, H2QBS e INHOVA. Entre esses, três (INHHQ, HPCIH e INHOVA) pertencem à classe química de aroíl-hidrazonas. A estabilidade de cada composto foi testada durante 30 h em misturas de água/DMSO em diferentes concentrações, a fim de definir a melhor condição para os estudos biológicos, e um padrão de estabilidade adequado foi observado para todos os compostos, com exceção do INHOVA, que se demonstrou muito sensível à hidrólise. INHHQ, HPCIH e H2QBS foram analisados in vitro para avaliar a capacidades de competir com A(beta) para Cu e Zn, por análises de RMN (1)H e (1)H x (15)N HSQC: INHHQ e HPCIH apresentaram perfis de sequestro de metais similares e H2QBS mostrou uma maior capacidade para a remoção de íons metálicos do A(beta). Estudos celulares foram realizados a fim de avaliar a citotoxicidade. INHHQ e HPCIH apresentaram os perfis mais promissores, sugerindo que tais toxicidades sejam relacionadas à sobre-expressão da proteína precursora amiloide (APP, do inglês: Amyloid precursor protein). Ambas as substâncias foram avaliadas quanto a sua capacidade de afetar a rota do APP por meio de análises proteômicas em uma linha celular que sobre-expressa APP. Os resultados sugeriram a possível interação dos compostos com as gama-secretases. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda in vivo, não apresentando letalidade em doses de até 200 mg kg(-1) . Foram avaliados parâmetros bioquímicos, tais como as concentrações de GSH e Fe, Cu e Zn em cérebro, fígado, coração e rins. Os resultados sugeriram que H2QBS possui alta capacidade para deslocar os biometais em ratos, quando administrado em doses elevadas. Estudos de efetividade in vivo foram realizados para avaliar a capacidade da substância mais promissora, ou seja, INHHQ, de afetar o comportamento em modelos animais. Para esse propósito, ansiedade e memória foram avaliadas em camundongos, através dos testes de Labirinto em Cruz Elevado, Campo Aberto e Reconhecimento de Novo Objeto. Os resultados indicaram que o tratamento com INHHQ não altera a resposta defensiva relacionada ao medo/ansiedade e que doses de 10 mg kg(-1) ou maiores induzem comprometimento cognitivo temporário em camundongos saudáveis. Finalmente, provou-se que uma dosagem INHHQ inócua de 1 mg kg(-1) evita problemas de memória a curto e longo prazos induzidos pela infusão de oligômeros de Aβ em camundongos. Os resultados relatados nesta tese apontam para o INHHQ como um bom candidato para ensaios pré-clínicos adicionais, como potencial MPAC para o tratamento da DA. Alzheimer s disease (AD) is currently the most common form of dementia worldwide. The synaptic loss at the neurotransmitter system level and the presence of extracellular amyloid plaques and intracellular neurofibrillary tangles are major events that identify AD among other dementias, at the cellular level. From a chemical point of view, it is well-known that A(beta) peptide coordinates physiological metals, such as Cu and Zn, which, in AD patients brain, are poorly distributed and concentrated in amyloid plaques. Despite the fact that aggregation of the A(beta) peptide is one of the most important features of AD pathogenesis, the function of the extracellular plaques composed by this peptide is not fully understood. The hypothesis that A(beta) neurotoxicity is best explained by its oligomeric form is well accepted. There are evidences supporting the link between physiological metals and oligomerization of A(beta). Metal-Protein Attenuating Compounds (MPACs), a promising class of compounds for the management of AD and differ from strong chelating agents, once, instead of systematically removing metals, they correct abnormal interactions with A(beta), inhibiting the A(beta) oligomerization, as well as preventing redox reactions that can ultimately generate harmful reactive oxygen species (ROS). In this context, the present work evaluates four compounds with potential to act as MPACs, namely, INHHQ, HPCIH, H2QBS and INHOVA. Among them, three substances (INHHQ, HPCIH and INHOVA) belong to the chemical class of aroylhydrazones. The stability of each compound was tested over 30 h in water/DMSO mixtures of different concentrations in order to define the best condition for the biological studies and a suitable stability pattern was observed for all compounds, with the exception of INHOVA, which showed high sensibility to hydrolysis. INHHQ, HPCIH and H2QBS were analyzed in vitro in order to evaluate their ability to compete with A(beta) for Cu and Zn, by (1)H and (1)H x (15)N HSQC NMR analyses: a similar metalsequestering profile for INHHQ and HPCIH was observed, H2QBS, on the other hand, showed a higher capacity for the removal of metal ions from A(beta). Cell studies were performed in order to assess cytotoxicity. INHHQ and HPCIH showed the most promising profiles, suggesting that their toxicity was related to the amyloid precursor protein (APP) overexpression. Both substances were then evaluated concerning their capacity to affect the APP pathway by means of proteomic analyses in an exposed APP-overexpressing cell line. Results suggest possible interaction of both compounds with γ-secretases. In vivo acute toxicity assays were performed, showing no lethality at doses up to 200 mg kg(-1). Several biochemical parameters, such as GSH and Fe, Cu and Zn concentrations in brain, liver, heart and kidneys were evaluated. The results suggested that H2QBS present high capacity to displace biometals in rats, when high doses are administered. In vivo effectiveness studies were performed in order to evaluate the capacity of the most promising substance, i.e., INHHQ, of affecting behavior in animal models. For this purpose, anxiety and memory were evaluated in mice, through Elevated Plus Maze, Open Field and Novel Object Recognition tests. The results indicated that INHHQ treatment does not alter the fear / anxiety-related defensive responses and that doses of 10 mg kg(-1) or higher induce temporary cognitive impairment in healthy mice. Finally, it was proved that an innocuous INHHQ dosage of 1 mg kg (-1) does prevent short- and long-term memory impairment induced by A(beta) oligomers infusion in mice. The findings reported in this thesis definitively point to INHHQ as a good candidate for further pre-clinical trials, as a potential MPAC for AD treatment.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO Nas últimas décadas, o câncer ganhou uma dimensão maior, convertendo-se em um evidente problema de saúde pública mundial. Nesse sentido, o presente trabalho visou desenvolver compostos de coordenação que sejam menos tóxicos e mais eficazes, do que os atualmente usados no tratamento clinico, e que causem o mínimo de efeitos colaterais ao paciente no tratamento quimioterápico contra o câncer. Para isso foram sintetizados dois ligantes binucleantes um simétrico, já anteriormente sintetizado por outro grupo de pesquisa, e outro não-simétrico, este inédito. Ambos os ligantes contém como átomos doadores N, O, advindos de braços pendentes contendo grupos, tais como, amida, amina, piridina e fenol. A partir deles foram sintetizados quatro complexos homonucleares e dois heteronucleares. A escolha dos metais visou minimizar a citotóxicidade ao organismo e por isso foram usados metais fisiológicos, encontrados em diversas metaloenzimas do corpo humano. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados por diversas técnicas instrumentais de análise. Além disso, os compostos sintetizados neste trabalho e em um trabalho anterior foram testados em linhagens celulares de câncer de pulmão (A549) e de próstata (PC3) e de mama (MCF-7). Dentre os compostos testados, um deles, a saber 10 apresentou ser bastante citotóxico. Os valores de IC50 encontrados foram aproximadamente 1,3 micrômetros , 1,4 micrômetros e 1,8 micrômetros na linhagem A549, MCF-7 e PC3 , respectivamente, É importante destacar que o complexo 10 se mostrou aproximadamente cem vezes mais ativos que a própria cisplatina frente às linhagens A549 e MCF-7, tornando este estudo extremamente promissor. Nesse estudo foi possível comprovar o potencial terapêutico de compostos de coordenação na terapia do câncer destacando o caráter promissor deste ramo da ciência. Este trabalho realizou ainda um estudo a respeito da aplicação das hidrazonas na fabricação de OLEDs, utilizando o ligante H3L1 como componente emissor. In the last few decades, cancer has reached a new level, becoming an evident global public health issue. In that direction, the present work aims at developing less toxic and more effective coordination compounds, compared to the ones that are currently being used in clinical treatment, which could lead to minimal side effects to patients in chemotherapy. Therefore, two binucleating ligands were synthesized. A symmetrical one, which was previously created by other research group and a unique nonsymmetrical one. Both ligands contain N and O as donor atoms, deriving from pending arms containing groups such as amide, amine, pyridine and phenol. From them, four homonuclear and two heteronuclear complexes were synthesized. The purpose of chosen metals was to minimize the cytotoxicity to the body. Therefore, physiological metals were used, that are found in numerous metalloenzymes in human body. All synthesized compounds were characterized by several instrumental analysis techniques. Also, the compounds synthesized in this work and in a previous one have been tested in cell lines of lung cancer (A549), prostate cancer (PC3) and breast cancer (MCF-7). Among tested compounds, one compound, 10 showed a high cytotoxicity. The found IC50 values were about 1,3 micrometers, 1,4 micrometers and 1,8 micrometers in the A549, MCF-7 and PC3 line, respectively. It is important to note that the complex 10 proved almost one hundred times more active than the very front of cisplatin and A549 lines MCF-7, making this extremely promising study. In this study, it was possible to confirm the therapeutic potential of coordination compounds in cancer therapy, highlighting the promising nature of this branch of science. This study also conducted a study on the application of hydrazones in the manufacture of OLEDs using the H3L1 binder as emitting component.

O presente trabalho consistiu na investigação de bases de Schiff contendo os grupos farmacofóricos chalcona e nitrogênio mostarda, assim como seus complexos de platina(II), paládio(II) e ouro(III) visando o desenvolvimento de novos candidatos a fármacos antitumorais. Foram obtidos os complexos [Au(L1)Cl]Cl (1), [Pt(L1)Cl]0,5KCl (2), [Pd(L1)Cl]KCl (3) e [Cu(L1)Cl] (4) com 3-(4-bromofenil)-1-piridina-2-ilprop-2-en-1-ona tiossemicarbazona (HL1). Avaliou-se a atividade citotóxica dos compostos frente a linhagens de células leucêmicas e de tumores sólidos, e frente a células não tumorais Vero. Em geral 4 foi mais ativo frentes às linhagens de células tumorais testadas, com melhores resultados frente às linhagens leucêmicas JURKAT e THP-1 e frente às células de câncer de mama MCF-7, sendo de 6 a 13 vezes mais ativo que o ligante livre. No entanto, o complexo foi também o mais tóxico nas células sadias VERO. O complexo (1) foi mais ativo que o ligante livre frente à maioria das linhagens de células tumorais testadas. Quando comparado a 4, 1 desperta interesse devido à sua seletividade, pois não apresentou toxicidade nas células sadias VERO. Os complexos (2) e (3) foram inativos. O modo de ação dos complexos (1) e (4) foi investigado através de estudos da atividade inibitória in vitro das enzimas Tiorredoxina Redutase (TrxR) e Topoisomerase IB (Topo IB), e por meio de estudos de interação dos compostos com DNA plasmidial. O ligante (HL1) e CuCl2 não inibiram a enzima TrxR. Os valores de CI50 obtidos para a inibição da atividade enzimática de TrxR foram: complexo (1) CI50 = 5,55 ¿M; auranofina CI50 = 0,30 µM; HAuCl4 CI50 = 0,62 ¿M; complexo (4) CI50 = 9,63µM. Assim, TrxR poderia ser um alvo para a ação citotóxica dos complexos (1) e (4) Os complexos (1) e (4) inibiram de forma dose-dependente a atividade da Topo IB. Após a pré-incubação da enzima com os compostos antes da adição do DNA, observou-se uma melhora no efeito inibitório dos compostos. A uma concentração de 1,5¿M, 1 inibiu completamente a enzima. É importante observar que HAuCl4 sozinho foi capaz de inibir a topo IB, mas nesse caso a inibição nunca é completa. Para 4 a inibição completa da atividade enzimática é verificada para a concentração de 0,75¿M. Nenhum efeito inibitório foi observado após a incubação da enzima com a tiossemicarbazona livre ou com CuCl2 até a concentração de 50 µM. Na presença de 12 µM de 4 a etapa de clivagem foi inibida fortemente e observou-se uma inibição parcial a etapa de religação. Experimentos de docagem molecular mostraram que pela coordenação ao metal o ligante adota uma conformação adequada para a interação no sítio ativo de Topo IB. Estudos de interação dos compostos com o DNA revelaram que os complexos (1) e (4) não interagem diretamente com o DNA. Na segunda parte do presente trabalho, obtiveram-se três hidrazonas contendo o grupo nitrogênio mostarda: 4-[bis(2-cloroetil)amino]benzaldeído] fenilhidrazona (HL2), 4-[bis(2-cloroetil)amino]benzaldeído]-para-clorofenil-hidrazona (HL3) e 4-[bis(2-cloroetil)amino]benzaldeído]-metil-hidrazona (HL4). Em razão da baixa afinidade de ouro(III) por ligantes contendo oxigênio como átomos doadores, não foi possível obter complexos de ouro das hidrazonas aqui estudadas. Foram obtidas também três tiossemicarbazonas: 4-[bis(2-cloroetil)amino]benzaldeído-N(4)-feniltiossemicarbazona (HL5), 4-[bis(2-cloroetil)amino]benzaldeído-N(4)-para-clorofenil-tiossemicarbazona (HL6), 4-[bis(2-cloroetil)amino]benzaldeído-N(4)-metil-tiossemicarbazona (HL7) e os complexos [Au(L5)Cl2]2HCl (5), [Au(L6)Cl2]2HCl.2H2O (6) e [Au(L7)Cl2]2HCl.H2O (7). Avaliou-se a atividade citotóxica dos compostos frente a linhagens de células de melanoma, câncer de pulmão, câncer de mama e frente a células sadias. De uma forma geral, os compostos não foram ativos frente às linhagens testadas. No entanto, HL5 apresentou uma atividade seletiva e específica contra as células de melanoma B16F10. Devido à especificidade de HL5, ampliaram-se os estudos desse composto para diferentes linhagens celulares de melanoma. Nessa etapa, testou-se também o análogo estrutural HL2 o qual revelou-se inativo. Os complexos de ouro mostram-se também pouco ativos como agentes citotóxicos. Um estudo de mecanismo de ação de HL5 mostrou que seus efeitos antimelanomaocorrem através da indução da morte celular por necrose em células B16F10. HL5 provavelmente aumenta a sensibilidade das células aos agentes quimioterápicos e poderia ser usado em associação com medicamentos antimelanoma. Para tentar explicar a razão pela qual apenas HL5 foi capaz de induzir efeitos citotóxicos, estudos teóricos foram realizados, os quais indicaram que todos os ligantes e complexos de ouro teriam a mesma capacidade de atuar como agentes alquilantes do DNA, sugerindo que ou o processo de alquilação não ocorre ou, se ocorrer, não seria um processo determinante para o mecanismo de ação de HL5. Como os ligantes HL2, HL5-HL7 mostram valores muito distintos de logP, a hipótese de que apenas HL5 tivesse as características adequadas de lipofilia para interagir com o alvo biológico não pode ser descartada.Estudos de interação dos compostos com o DNA revelaram que o efeito antiproliferativo de HL5 e 5 observado nas células tumorais não ocorre por meio da interação direta desse composto com o DNA. The present study consisted of the investigation of Schiff bases containing chalcona and mustard nitrogen pharmacophoric groups, as well as their platinum (II), palladium (II) and gold (III) complexes for the development of new antitumor drug candidates. The complexes [Au(L1)Cl]Cl (1), [Pt(L1)Cl]0.5KCl (2), [Pd(L1)Cl]KCl (3) and[Cu(L1)Cl] (4) with 3-(4-bromophenyl)-1-pyridin-2-ylprop-2-en-1-onethiosemicarbazone(HL1) were obtained. The cytotoxic activity of the compounds against leukemic and solid tumor cell lines and against non-tumor cells Vero was evaluated. In general, 4 was more active against the tumor cell lines tested, with better results against the JURKAT and THP-1 leukemiclines and MCF-7 breast cancer cells, being 6 to 13 times more active than the free ligand. However, the complex was also the most toxic in VERO healthy cells. Complex (1) was more active than the free ligand against most of the tumor cell lines tested. When compared to 4, 1arouses interest due to its selectivity, since it did not present toxicity in the VERO healthy cells. Complexes (2) and (3) were inactive. The mode of action of complexes (1) and (4) was investigated by studies in vitro of theinhibitory activity of the enzymes Thioredoxin Redutase (TrxR) and Topoisomerase IB (Topo IB) and by interaction studies of the compounds with plasmid DNA. The ligand (HL1) and CuCl2 did not inhibit the enzyme TrxR. The IC50 values obtained for the inhibition of TrxR enzyme activity were: complex (1) IC50 = 5.55 M; auranofin IC50 =0.30 M; HAuCl4 IC50 = 0.62 M; complex (4) IC50 = 9.63 M. Thus, TrxR could be a target for the cytotoxic action of complexes (1) and (4).Complexes (1) and (4) dose-dependently inhibited Topo IB activity. After preincubation of the enzyme with the compounds prior to DNA addition, an improvement in the inhibitory effect of the compounds was observed. At a concentration of 1.5 M, 1 completely inhibited the enzyme. It is important to note that HAuCl4 alone was able to inhibit the Topo IB,but in this case, the inhibition is never complete. For 4 the complete inhibition of the enzymatic activity is verified for the concentration of 0.75M. No inhibitory effect was observed after incubation of the enzyme with the free thiosemicarbazone or with CuCl2 up to the concentrationof 50 M. In the presence of 12 M of 4 the cleavage step was strongly inhibited and partial inhibition was observed at the religation step. Experiments of molecular docking showed that the coordination to the metal ligand adopts a proper conformation for interaction in the activesite of Topo IB. Studies of the interaction of the compounds with the DNA revealed that the complexes (1) and (4) do not interact directly with the DNA. In the second part of the present work, three hydrazones containing the mustard nitrogen group were obtained: 4-[bis(2-chloroethyl)amino]benzaldehyde]phenylhydrazone (HL2), 4-[bis(2-chloroethyl)amino]benzaldehyde]-para-chlorophenylhydrazone (HL3) and 4-[bis(2- chloroethyl)amino]benzaldehyde]-methylhydrazone (HL4). Due to the low affinity of gold (III) for ligands containing oxygen as donor atoms, it was not possible to obtain gold complexes ofthe hydrazones studied here. Three thiosemicarbazones were also obtained: 4-[bis(2- chloroethyl)amino]benzaldehyde-N(4)-phenylthiosemicarbazone (HL5), 4-[bis(2-chloroethyl)amino]benzaldehyde-N(4)-para-chlorophenylthiosemicarbazone (HL6) and 4- [bis(2-chloroethyl)amino]benzaldehyde-N(4)-methylthiosemicarbazone (HL7) and the complexes [Au(L5)Cl2]2HCl (5), [Au(L6)Cl2]2HCl.2H2O (6) and [Au(L7)Cl2]2HCl.H2O (7). The cytotoxic activity of the compounds was evaluated against melanoma cell lines, lung cancer, breast cancer and healthy cells. In general, the compounds were not active againstthe tested cell lines. However, HL5 showed selective and specific activity against B16F10 melanoma cells. Due to the specificity of HL5, studies of this compound were amplified for different melanoma cell lines. In this step, the structural analogue HL2 was also tested and found to be inactive. Gold complexes also appear to be poorly active as cytotoxic agents. A study of the mechanism of action of HL5 has shown that its antimelanoma effects occur through the induction of cell death by necrosis in B16F10 cells. HL5 probably increases the sensitivity of cells to chemotherapeutic agents and could be used in combination withantimelanoma drugs. To attempt to explain why only HL5 was able to induce cytotoxic effects, theoretical studies were conducted, which indicated that all binders and gold complexes would have thesame ability to act as DNA alkylating agents, suggesting that either the alkylation does not occur or, if it occurs, would not be a determining process for the mechanism of action of HL5. As the HL2, HL5-HL7 ligands show very distinct values of logP, the hypothesis thatonly HL5 has the proper characteristics of lipophilicity to interact with the biological target can not be ruled out. Studies of interaction of the compounds with DNA revealed that the antiproliferative effect of HL5 and 5 observed in tumor cells does not occur through the direct interaction of this compound with DNA.

Uma das aplicações mais importantes de complexos metálicos é no tratamento do câncer. O aparecimento de resistência celular e os efeitos colaterais aos medicamentos atualmente disponíveis têm incentivado a pesquisa de novos compostos. Neste trabalho, sintetizamos onze complexos inéditos de Ru(II) do tipo [RuLL'2]PF6, onde L = sulfametizol (smz), sulfametoxazol (smx), sulfassalazina (ssz), sulfametoxipiridazina (smp), sulfapiridina (spd) ou hidrazida do ácido 2-tiofenocarboxílico (shyd), L' = 2,2'- bipiridina (bpy) ou 1,10-fenantrolina (phen). Os complexos foram caracterizados por análise elementar, condutimetria, temperatura de decomposição, espectroscopias no UV-vis e IV, RMN de 1H, espectrometria de massas (ESI-MS). Os complexos [Ru(bpy)2smp](PF6) (1) e [Ru(phen)2smp](PF6) (2) tiveram a estrutura determinada por difração de raios X de monocristal. Em todos os complexos a geometria em torno do íon metálico é octaédrica distorcida. Nos complexos de spd, smz, smx e smp, o Ru(II) está coordenado às sulfas através do nitrogênio sulfonamídico desprotonado e do nitrogênio do anel heterocíclico; nos complexos de ssz o rutênio está coordenado aos oxigênios docarboxilato bidentado; e no complexo da shyd, ao oxigênio da amida e ao nitrogênio da amina. A esfera de coordenação é completada por dois nitrogênios heterocíclicos das a,a-diiminas. Os complexos ligam-se à BSA por mecanismo estático com constantes de ligação variando de 104 a 106. O efeito dos complexos no crescimento de células de leucemia mielóide crônica foi avaliado. Todos os complexos possuem atividade citotóxica significativa e superior à dos ligantes livres. Os complexos 1 e 2 foram os mais ativos. As atividades fotocitotóxicas dos complexos 1, 2, [Ru(bpy)2smz](PF6) (3), [Ru(phen)2smz](PF6) (4), [Ru(bpy)2ssz](PF6) (9) e [Ru(phen)2ssz](PF6) (10) foram investigadas. A exposição à luz UV-A por 5 minutos induziu um aumento na atividade citotóxica dos complexos, com aumento de cerca de 100 vezes para o complexo 2. Os complexos 1 e 2 clivam o ADN de plasmídeo após irradiação com luz UV-A. A substituição de phen por bpy resultou na diminuição do efeito citotóxico e na clivagem de ADN. Os complexos 1 e 2 ligam-se ao CT-ADN com os valores de K = 2,8 × 104 mol L-1 e 2,5 × 105 mol L-1, respectivamente. Os complexos 1, 2, 3, 4, 9 e 10 interagem com o domínio regulatório SH3 da proteína c-Abl, que é responsável pelo desenvolvimento de leucemia mieolóide crônica. As constantes de ligação, determinadas por espectrofluorimetria, foram 1,50 × 105, 2,50 × 105, 9,78 × 103, 7,99 × 106, 4,16 × 104 e 4,02 × 105 L mol-1 para os complexos 1, 2, 3, 4, 9 e 10, respectivamente. Estudos da interação do complexo 2 com o domínio Abl-SH3 mostraram, através dos espectros de RMN, que os resíduos mais afetados foram T79, G97, W99 e Y115. One of the most important uses of metal compounds is in the treatment of cancer. The appearance of cellular resistance and the side effects associated to the known drugs have stimulated the search for new compounds. In this work, we have synthesized novel ternary complexes of Ru(II) with N-heterocyclic ligands. Eleven complexes of Ru(II) oftype [RuLL2]PF6, in which L = sulfamethizole (smz), sulfamethoxazole (smx), sulfasalazine (ssz), sulfamethoxypyridazine (smp), sulfapyridine (spd), or 2-thiophenecarboxylic acid hydrazide (shyd), L = 2,2-bipyridine (bpy) or 1,10-phenanthroline (phen) were prepared. The complexes were characterized by elemental and conductivity analyses, decomposition temperature, UV-vis, 1H NMR, and IR spectroscopies, electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). The structures of[Ru(bpy)2smp](PF6) (1) and [Ru(phen)2smp](PF6) (2) were determined by single crystal X-ray diffraction. In all complexes, the geometry around the metal ion is a distorted octahedron. In the complexes with smz, smx, spd and smp, Ru(II) is coordinated to the sulfa via the sulfonamidic nitrogen and the nitrogen of the heterocyclic ring; in the complexes with ssz Ru(II) is coordinated to the carboxylate as a chelating ligand; and inthe complex with shyd via the terminal nitrogen and the carbonyl oxygen. Two heterocyclic nitrogens of the aa-diimines complete the coordination sphere. The interactions between the Ru (II) complexes and bovine serum albumin (BSA) were investigated by fluorescence spectroscopy at pH 7.3. The experimental data indicate that both complexes bind to BSA by a static mechanism. The complexes bind to BSA with binding constants ranging from 104 to 106. The effect of complexes in the growth of chronic myelogenous leukemia cells was investigated. All complexes exhibit significant cytotoxic activity and higher than those of the corresponding free ligands. The photocytotoxic activity of the complexes 1, 2 [Ru(bpy)2smz](PF6) (3), [Ru(phen)2smz](PF6) (4), [Ru(bpy)2ssz](PF6) (9) and [Ru(phen)2ssz](PF6) (10) was also investigated. UV-light exposure for 5 min increases cytotoxicity of all complexes, withan increase of approximately 100 times in the case of 2. Complexes 1 and 2 cleave supercoiled DNA after UV light irradiation but not in dark conditions. Complexes 1 and 2 bind to CT-DNA with the values of K = 2.8 × 104 mol L-1 and 2.5 × 105 mol L-1, respectively. Complexes 1, 2, 3, 4, 9 and 10 interact with the regulatory domain SH3 of the c-Abl protein, which is responsible for the development of chronic myeloid leukemia. The binding constants, determined by spectrofluorimetry, were 1.50 × 105,2.50 × 105, 9.78 × 103, 7.99 × 106, 4.16 × 104 and 4.02 × 105 L mol-1 for complexes 1, 2, 3, 4, 9 and 10, respectively. NMR studies of the interaction of complex 2 with the Abl-SH3 domain showed that the most affected residues were T79, G97, W99 and Y115.

O presente trabalho envolveu o estudo de complexos de cobre(II) e prata(I) de ligantes bioativos derivados de estilbeno e de benzo-Y-pirona. Foram sintetizadas trans-4-estilbenocarboxaldeído-acetilhidrazona HStAc (1), trans-4-estilbenocarboxaldeído-fenilhidrazona HStPh (2), trans-4- estilbenocarboxaldeído-para-cloro-fenilhidrazona HStpClPh (3), trans-4-estilbenocarboxaldeído- para-nitro-fenilhidrazona HStpNO2Ph (4), trans-4-estilbenocarboxaldeído- para-toluil-hidrazona HStpT (5), trans-4-estilbeno-carboxaldeídobenzilhidrazona HStBz (6) e trans-4-estilbenocarboxaldeído-para-hidroxifenilhidrazona HStpOHPh (7) assim como os complexos [Cu(HStAc)2Cl2] (8), [Cu(HStpClPh)2Cl2] (9), [Cu(HStpNO2Ph)2Cl2] (10), [Cu(HStpT)2Cl2] (11), [Cu(HStBz)2Cl2] (12) e [Cu(HStpOHPh)2Cl2] (13). Cálculos teóricos revelaram que os diferentes isômeros apresentam energias muito próximas, tornando inviável determinar qual seria a geometria mais provável para os complexos. Os ligantes (1-7) e os complexos (8-13) apresentaram fraca atividade antimicrobiana e fraca atividade citotóxica contra células tumorais. As hidrazonas e seus complexos mostraram ser capazes de capturar in vitro espécies radicalares de nitrogênio e oxigênio. Os complexos (12) e (13) interagem com as albuminas do soro bovino (BSA) e do soro humano (HSA) sugerindo que poderiam ser transportados por essas proteínas. Os complexos [Cu(Nar)(Fen)(OH2)]2·2ClO4·2H2O (17) e [Cu(Hsp)(Fen)(OH2)]2·2ClO4 (18) contendo naringenina (Nar) ou hesperetina (Hsp) e o co-ligante 1,10-fenantrolina foram obtidos. Seus espectros de RPE no estado sólido sugerem tratar-se de espécies binucleares. Em solução de DMSO/água a 37 ¿C ocorre predominância de espécies mononucleares. Os complexos (17) e (18) foram estudados quanto às suas atividades citotóxicas frente a células de carcinoma de pulmão A549 e não tumorais LL24 (fibroblastos de pulmão humano) e HUVEC (Human Umbilical Vein Endothelial Cells). O complexo (18) exibe maior atividade citotóxica contra células A549 do que o complexo (17). Ambos provocam alterações morfológicas típicas de apoptose em células A549. O tratamento de células A549 com os complexos não resultou em redução do potencial de membrana mitocondrial, demonstrado que os compostos agem através de mecanismo v independente de despolarização de mitocôndria. Células A549 tratadas com (17) e (18) apresentaram redução na produção de ROS, indicando que os compostos exibem atividade antioxidante. Os complexos interagem com o DNA, e com BSA e HSA. Os complexos (17) e (18) devem ser investigados como candidatos a fármacos antineoplásicos para o tratamento de adenocarcinoma do pulmão humano. No presente trabalho foram também obtidas 3-formil-6-metilcromonafenilhidrazona HCrPh (19) e 3-formil-6-metilcromona-para-cloro-fenilhidrazona HCrpClPh (20). As hidrazonas (19) e (20) não apresentaram atividade antimicrobiana e revelaram baixa citotoxicidade frente a células tumorais B16-F10 (melanoma metastático murino) e frente a células não tumorais Melan-a (melanócito murino). Após a complexação à prata(I), com formação de [Ag(HCrPh)2]NO3¿2H2O (21) e [Ag(HCrpClPh)2]NO3 (22) a ação antifúngica melhora consideravelmente. Os complexos (21) e (22) foram mais citotóxicos que os ligantes livres frente a células B16-F10, induzindo redução da viabilidade celular de 25 e 40% respectivamente. Nas mesmas condições a cisplatina e AgNO3 induziram uma redução de 11% e 9% da viabilidade celular, respectivamente. Assim, a complexação das hidrazonas com prata(I) leva a um aumento da atividade citotóxica. Os complexos de prata(I) revelaram-se menos ativos frente às células sadias de melanócitos Melan-a em comparação com a cisplatina, indicando que provocam menos dano celular em células normais, o que é muito importante na busca de novos agentes quimioterápicos. Assim, a coordenação das hidrazonas à prata(I) constituiu importante estratégia para fazer aumentar a atividade citotóxica das hidrazonas frente a células tumorais sem contudo aumentar seu efeito citotóxico frente a células normais. O complexo (22) interage com DNA, BSA e HSA. O presente trabalho representa uma importante contribuição à Química Medicinal Inorgânica na procura de novos compostos potencialmente úteis como candidatos a protótipos de fármacos e metalofármacos antimicrobianos e antitumorais. The present work comprised an investigation on copper(II) and silver(I)complexes containing bioactive ligands derived from stilbene and benzo-Y-pyrone. Trans-4-stilbenecarboxaldehyde-acetylhydrazone HStAc (1), trans-4-stilbenecarboxaldehyde-phenylhydrazone HStPh (2), trans-4-stilbenecarboxaldehydepara-chloro-phenylhydrazone HStpClPh (3), trans-4-stilbenecarboxaldehyde-paranitro-phenylhydrazone HStpNO2Ph (4), trans-4-stilbenecarboxaldehyde-para-toluichydrazoneHStpT (5), trans-4-stilbenecarboxaldehyde-benzylhydrazone HStBz (6) and trans-4-stilbenecarboxaldehyde-para-hydroxy-phenylhydrazone HStpOHPh (7) were prepared, as well as complexes [Cu(HStAc)2Cl2] (8), [Cu(HStpClPh)2Cl2] (9), [Cu(HStpNO2Ph)2Cl2] (10), [Cu(HStpT)2Cl2] (11), [Cu(HStBz)2Cl2] (12) and [Cu(HStpOHPh)2Cl2] (13). Due to the small differences in energy of the possible isomers theoretical calculations did not allow to determine the exact geometry of thecomplexes. The ligands (1-7) and complexes (8-13) showed weak antimicrobial activity against bacteria and fungi as well as poor cytotoxic effects against tumor cells. The hydrazones and their complexes demonstrated in vitro free radical scavenging activity for reactive oxygen and nitrogen species. Complexes (12) and (13) interact with bovine (BSA) and human serum (HSA), albumin indicating that they could be transported by these proteins.Complexes Cu(Nar)(Fen)(OH2)]22ClO4·2H2O (17) and [Cu(Hsp)(Fen)(OH2)]22ClO4 (18) containing naringenin (Nar) or hesperetin (Hsp ) and 1,10-phenanthroline as co-ligand were synthesized. The EPR spectra of complexes (17-18) in powder suggested formation of binuclear species. However, in DMSO solution the monomeric species should be largely predominant at 37 oC in DMSO/water. The cytotoxic activities of complexes (17) and (18) were evaluated against A549lung adenocarcinoma cells, normal lung fibroblasts (LL-24) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). Complex (18) exhibited higher cytotoxic activity against A549 cells than complex (17). Both complexes promoted typical apoptotic morphological changes in A549 cells. A549 cells treated with the complexes did not show reduced mitochondrial membrane potential indicating that apoptosis induced bythe complexes is not associated to mitochondrial depolarization. A549 cells treated with the complexes showed reduction of ROS production, indicating that the compounds have antioxidant activity. The two complexes interact with DNA and with BSA and HSA. Thus, these complexes should be investigated as promising antineoplastic drugs candidates for the treatment of human lung adenocarcinoma.In addition, in the present work, 3-formyl-6-methylchromone-phenyl hydrazone (HCrPh, 19) and 3-formyl-6-methylchromone-para-chloro-phenyl hydrazone(HCrpClPh, 20) were also obtained. Hydrazones (19) and (20) did not present antimicrobial activity and showed low cytotoxic activity against on B16-F10 (metastatic melanoma) and Melan-a (nontumorigenic melanocyte) cells. However, upon coordination to silver(I), with formation of [Ag(HCrPh)2]NO32H2O (21) and [Ag(HCrpClPh)2]NO3 (22) improved antifungal activity was observed. Complexes (20)and (21) were more cytotoxic than the free ligands against B16-F10 cells, promoting reduction in cell viability of 25% and 40% respectively. Under the same conditions cisplatin and silver nitrate induced a reduction in cell viability of 11% and 9%, respectively. Hence, complexation of 3-formyl-6-methylchromone derived-hydrazones with silver(I) improves cytotoxic activity against tumor cells. The silver(I) complexes were less active on non-malignant Melan-a cells than cisplatin, indicating that they induced less cell damage in normal cells, which is a very important characteristic of new chemotherapeutic drug candidates. Hence, coordination of the hydrazones to silver(I) constituted an important strategy for increasing cytotoxic activity against solid tumorcells without increasing cytotoxic effects against normal cells. Complex (22) interacts with DNA and with BSA and HSA.

No presente trabalho foram desenvolvidos três sistemas de liberação controlada de antimicrobianos de interesse agrícola, como nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) carregando doxiciclina, nanopartículas de alginato-quitosana carregando curcumina e nanofibras poliméricas de policaprolactona-alginato e gelatina carregando curcumina. A atividade antimicrobiana e as cinéticas de liberação foram avaliadas em cada um dos sistemas estudados. Foram sintetizadas e caracterizadas nanopartículas de óxido de Zinco (ZnO) pelos métodos sol-gel, hidrotérmico e hidrotérmico assistido por microondas. Os compostos foram testados frente as bactérias E. carotovora, Pantoea sp, E. coli e S. aureus, apresentando ação antimicrobiana. O efeito antimicrobiano também foi avaliado por efeito fotocatalítico, onde foi evidenciada a eficiência do tratamento pela formação de defeitos na superfície como vacâncias de oxigênio e zinco intersticial. Estudos de EPR "spin trap" demostraram a relação entre densidade de defeitos de superfície e produção de radicais livre como radical hidroxila. Os estudos de absorção de dessorção de doxiciclina nas nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) mostraram a eficiência da matriz como plataforma de liberação controlada de fármacos catiônicos como doxiciclina. As nanopartículas poliméricas alginato-quitosana carregando curcumina apresentaram tamanhos de partícula entre 125 e 500 nm. Foram avaliadas frente as bactérias E. coli e S. aureus não apresentando atividade antimicrobiana. Os estudos de liberação de curcumina mostraram dependência de pH. As nanofibras poliméricas obtidas apresentaram diâmetros entre 215 - 1000 nm. O recobrimento da fibra concêntrica policaprolactona-alginato prolongou o tempo de liberação "in vitro" da curcumina. As fibras poliméricas não revelaram ação antimicrobiana nas bactérias testadas. In the present work three systems of controlled release of doxycycline and curcumin for agricultural use were developed as nanoparticles of zinc oxide (ZnO) carrying doxycycline, alginate-chitosan nanoparticles carrying curcuma and polymeric nanofibers of polycaprolactone-alginate and gelatin carrying curcuma. The antimicrobial activity and release kinetics were evaluated in each system under study. Nanoparticles of zinc oxide (ZnO) were prepared and characterized by microwave-assisted sol-gel, hydrothermal methods. The compounds were tested against the bacteria E. carotovora, Pantoea sp, E. coli and S. aureus that exhibited antimicrobial action. The antimicrobial effect was also evaluated by photocatalytic effect, where the efficiency of the treatment was evidenced by the formation of surface defects such as oxygen and interstitial zinc vacancies. EPR "Spin Trap" studies have demonstrated the relationship between surface defect density and free radical production as the hydroxyl radical. Studies of doxycycline desorption uptake in zinc oxide (ZnO) nanoparticles have shown matrix efficiency as a platform for the controlled release of cationic drugs such as doxycycline. The alginate-chitosan polymer nanoparticles carrying curcuma had particle sizes between 125 and 500 nm. They were assessed against the E. coli and S. aureus bacteria that exhibited no antimicrobial activity. The release studies showed pH dependence. The obtained polymer nano-fibers had diameters between 215-1000 nm. Coating of polycaprolactone-alginate concentric fiber extended the in vitro release time of curcuma. The polymer fibers exhibited no antimicrobial action on the tested bacteria.

Estratégias amplamente utilizadas para potencializar os efeitos citotóxicos de moléculas antitumorais com o objetivo de reduzir a dose aplicada e os efeitos colaterais são a inclusão molecular e a associação da quimioterapia com a hipertermia. No presente trabalho foram estudadas estas duas estratégias, sendo a primeira a inclusão molecular que é muito utilizada para aumentar a solubilidade, a absorção e a disponibilidade de moléculas; e a segunda, a hipertermia que é uma proposta de tratamento do câncer no qual as células dotumor são afetadas pela elevação da temperatura local, podendo ser associada com a quimioterapia para potencializar os efeitos dessa técnica. Para a inclusão molecular usou-se a hidroxipropil--ciclodextrina (HP--CD) a fim de aumentar a solubilidade, a absorção e a disponibilidade do erlotinibe (ERL), caracterizou-se fisico-quimicamente, e avaliou-se a citotoxicidade e a apoptosein vitro, e a angiogênese inflamatória in vivo em camundongos Swiss. Para avaliar o efeito citotóxico da hipertermia (aquecimento a 42°C ou 43°C por 1h) associada à cisplatina utilizou-se linhagens de câncer de mama triplo-negativos (MDA-MB-231, MDA-MB-436, MDA-MB-468 e HCC-1937), linhagens de câncer de colo do útero (ME-180 e SiHa) e linhagens de câncer de pulmão (A549 e H460). A caracterização físico-química mostrou a formação do complexo de inclusão em estado sólido e aquoso, e com uma razão molar entre o ERL e HP--CD preferencialmente de 1:1. O estudo de solubilidade de fases mostrou um diagrama do tipo AL e a calorimetria de titulação isotérmica e a espectrometria de ressonância magnética nuclear, efeito Overhauser nuclear suportam essa formação. Os ensaios de citotoxicidade mostraram uma maior citotoxicidade do composto de inclusão (ERL:HP--CD) em relação ao ERL livre (37,5 M), o que pode ser explicado pelo aumento na solubilidade do ERL pela HP--CD.Além disso, o ERL e o composto de inclusão ERL:HP--CD apresentaram citotoxicidade maior para as células tumorais (A431 e Caco-2) em relação a célula normal (osteoblastos). Em adição, o composto de inclusão apresentou atividade anti-angiogênica sem afetar a ativação e recrutamento de neutrófilos e macrófagos. Sendo assim, os resultados sugerem que o composto de inclusão (ERL:HP--CD) poderia ser utilizado para o desenvolvimento de formulações à base de ERL. Com relação ao efeito da hipertermia, o calor apresentou citotoxicidade em 3 das 4 linhagens de câncer de mama avaliadas(MDA-MB-231, MDA-MB-436 e MDA-MB-468) e em 2 linhagens de câncer de colo do útero (ME-180 e SiHa), sendo esse efeito mais evidente na temperatura de 43°C. As células de câncer de pulmão apresentaram resistência ao aquecimento. Além disso, o calor alterou o valor da concentração inibitória 50% (IC50) da cisplatina nas células MDA-MB-231 e MDA-MB-436. A hipertermia mostrou apresentar atividade citotóxica para as células tumorais, mas deve ser utilizada com critério, uma vez que determinadas células apresentaram resistência ao aumento da temperatura. Strategies widely used to potentiate the cytotoxic effects of antitumor molecules with the aim of reduce the applied dose and side effects are molecular inclusion and the combination of chemotherapy with hyperthermia. In this thesis, these two strategies were studied, the first molecular inclusion that is widely used to enhance solubility, absorption and availability molecules; and the second, hyperthermia which is a proposal for treatment of cancer where the tumor cells are affected by local temperature elevation and can be associated with chemotherapy to enhance the effects of this technique. For molecular inclusion used to hydroxypropyl--cyclodextrin (HP--CD) to enhance solubility, absorption and availability of erlotinib (ERL), was characterized physicochemicallyand evaluated the in vitro cytotoxicity and apoptosis, and in vivo inflammatory angiogenesis in Swiss mice. To evaluate the cytotoxic ofhyperthermia (heating to 42°C or 43°C for 1h) associated with cisplatin was used triple-negative breast cancer cell lines (MDA-MB-231, MDA-MB-436, MDA-MB-468 and HCC-1937), cervical cancer cell lines (ME-180 and SiHa) and lung cancer cell lines (A549 and H460). The physico-chemical characterization showed the formation of the inclusion complex in solid and aqueous state and with a molar ratio between the ERL and HP--CD preferably 1:1. Phase-solubility analysis showed AL-type diagrams and the isothermal titration calorimetry and nuclear Overhauser effect spectroscopy support that formation. Cytotoxicity assays showed a higher cytotoxicity of inclusion complex (ERL:HP--CD) in relation to the free ERL (37.5 M), which can be explained by increase in solubility of ERL by HP--CD. Furthermore, the ERL and inclusion complex ERL:HP--CD showed higher cytotoxicity to tumor cells (A431 and Caco-2) than to normal cell (osteoblasts). In addition, the inclusioncomplex exhibited antiangiogenic activity without affect the activation andrecruitment of neutrophils and macrophages. Thus, the results suggest that the inclusion complex (ERL:HP--CD) may be used for the development of ERLbased formulations. With regard the effect of hyperthermia, heat was cytotoxicity in 3 of the 4 breast cancer cell lines evaluated (MDA-MB-231, MDAMB- 436 and MDA-MB-468) and in 2 cervical cancer cell lines (ME-180 and SiHa), this being more evident on 43°C. The lung cancer cells were resistant to heat. Furthermore, the heat changed the cisplatin value of 50% inhibitory concentration (IC50) in MDA-MB-231 and MDA-MB-436 cells. Hyperthermia showed cytotoxic activity for tumor cells, but should be used with a criterion, because certain cells exhibit resistance to the temperature increase.

Nesse trabalho é descrita a obtenção de dois complexos paramagnéticos de cobre(II) inéditos. Esses compostos foram sintetizados a partir de um ligante tetramérico contendo anéis do tipo 1,2,3-triazol. A síntese dos ligantes foi realizada por meio de reações de cicloadição 1,3-dipolar alquino-azida, catalisada por Cu(I) (CuAAC), um tipo de reação de Click Chemistry. Foram obtidos quatro ligantes multiméricos: três tetraméricos (L5, L6 e L8) e um trimérico (L7). Dentre esses ligantes, somente o tetrâmero L5 foi capaz de formar compostos de coordenação estáveis pela reação de complexação com íons Cu2+, provenientes do nitrato de cobre II trihidratado, Cu(NO3)2.3H2O. Foram obtidas duas estruturas cristalinas distintas, [Cu(L5)][Cu(NO3)4] (C1) e [Cu(L5)](NO3)2 (C2), ambas na forma de cadeia catiônica unidimensional. Os íons Cu2+ apresentam geometria quadrática planar pela coordenação com quatro grupos triazol através da ligação Cu-N. E por fim, o estudo das propriedades magnéticas dos compostos C1 e C2 indicou um comportamento antiferromagnético para ambos compostos. In this work we described two novel paramagnetic complexes of Copper(II). These compounds were synthesized from a tetrameric ligand with 1,2,3-triazole rings. The synthesis of ligands was done Cu(I) catalyzed azides and alkynes 1,3-dipolar cycloaddition (CuAAC), a kind of Click Chemistry reaction. Four multimeric ligands were obtained: three tetrameric (L5, L6 and L8) and one trimeric (L7). Among these ligands, only the tetrameric L5 gave rise to stable coordination compounds through complexation with Cu2+ ions, arisen from Cu(NO3)2.3H2O. We obtained two distinct crystalline structures [Cu(L5)][Cu(NO3)4] (C1) and [Cu(L5)](NO3)2 (C2), both as one dimensional cationic chain. The Cu2+ ions have a square-planar geometry by coordination with four triazole groups through Cu-N bond. The study of magnetic properties of compounds C1 and C2 pointed to an antiferromagnetic behavior for both compounds, defined by weak inter and intra chain dipolar interactions among their metallic centers.

Nanopartículas magnéticas têm sido alvo de grande interesse em aplicações biológicas, principalmente devido ao seu caráter multifuncional. Nanopartículas de óxido de ferro, por exemplo, podem atuar como agente de contraste em ressonância magnética de imagem e como veículo guiado magneticamente, transportando o fármaco até um local específico no organismo. Por outro lado, ciclodextrinas desempenham papéis importantes em muitos campos, como em sistema de entrega de fármacos através da formação de compostos de inclusão. No presente trabalho, nanopartículas de óxido de ferro funcionalizadas com 2-hidroxi-propil-ß-ciclodextrina (HPbetaCD) e ß-ciclodextrina (BetaCD) foram obtidas pelo método de co-precipitação e em seguida revestidas com o ânion citrato. Neste caso, o sistema foi testado para liberação do fármaco aprovado para uso clínico em seres humanos, o irinotecano (IRI), que é um agente antineoplásico administrado por via intravenosa, mas ainda com muitos efeitos colaterais. Assim, foram preparados quatro tipos de dispositivos diferentes: ferrita-betaCD-IRI, ferrita-HPbetaCD-IRI, ferrita-betaCD-citrato-IRI e ferrita-HPbetaCD-citrato-IRI. Nesse contexto, pode-se entender como ferrita o óxido de ferro com fórmula Fe3O4, apesar do termo ¿ferrita¿ abranger também óxidos de ferro contendo outros metais divalentes.As nanopartículas preparadas foram caracterizadas por FTIR, medições de tamanho e potencial Zeta com base na técnica de espalhamento de luz dinâmico, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, termogravimetria, análise elementar de CHN, medidas de magnetização e espectroscopias Mössbauer e de absorção atômica. O perfil de liberação in vitro do irinotecano e ensaios biológicos de citotoxicidade em células tumorais (A431) pelo método MTT também foram avaliados. Os resultados mostraram que as nanopartículas têm morfologia esférica com diâmetros entre 8-10 nm, apresentando comportamento superparamagnético à temperatura ambiente. O recobrimento com citrato se mostrou importante na proteção contra oxidação e na diminuição da agregação das nanopartículas, garantindo também uma maior interação com o fármaco e uma cinética de liberação ligeiramente mais lenta. A funcionalização das ferritas com ß-ciclodextrina se mostrou mais eficiente do que com a 2-hidroxi-propil-ß-ciclodextrina, possuindo um percentual em massa desses dois componentes em torno de 6% e 3%, respectivamente. Os ensaios de MTT mostraram que todos os dispositivos apresentaram citotoxicidade dose-dependente frente à linhagem de células tumorais A431 com IC50 próximo à do fármaco puro. Magnetic nanoparticles are being extensively studied for biomedical applications due to their multifunctional character. Nanoparticles of iron oxide, for example, can act not only as a contrast agent in MRI but also as magnetically guided vehicle, taking the drug to a specific part of the body. On the other hand, cyclodextrins play major roles in many fields such as drug delivery system through the inclusion compounds formation. In the present work, iron oxide nanoparticles functionalized with -cyclodextrin (betaCD) and2-hydroxy-propyl--cyclodextrin (HPbetaCD) were obtained by coprecipitation method and coated with the anion citrate. In this case, the system was tested to deliver the drug approved for use in humans, irinotecan (IRI), which is an intravenous antineoplasic agent, but still with many side effects. Thus, were prepared four different devices: ferrite-betaCD-IRI ferrite-HPbetaCD-IRI, ferrite-betaCD-citrate-IRI and ferrite-HPbetaCD-citrate-IRI. In this context, one can understand the ferrites as iron oxides with the formula Fe3O4, although the ferrite term includes iron oxides with other divalent metals. The nanoparticles were characterized by FTIR, measurements of particles size and Zeta potential based on dynamic light scattering principle technique, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, elemental analysis of CHN, measurements of magnetization, Mössbauer and atomic absorption spectroscopy. The in vitro irinotecan release profile and its cytotoxicity biological assays, in cancer cells, were assessed by the MTT method. The results showed that the nanoparticles have a spherical morphology, with diameters varying between 8-10 nm, with superparamagnetic behavior at room temperature. The citrate coating proved important against the oxidations and for a reduced aggregation of the nanoparticles, also assuring a higher interaction with the drug and slightly slower release kinetics. The ferrites functionalization with betaCD has proven better than with HPbetaCD, with a mass percentage of these two compounds of 6% and 3%, respectively. The MTT assay showed that all devices have a concentration-dependent cytotoxicity toward the A431 linage of cancer cells, with IC50 near of the pure drug.

Uma das mais importantes aplicações de complexos metálicos na clínica médica é no tratamento do câncer. Entretanto, existem problemas associados ao seu uso, especialmente efeitos colaterais e o aparecimento de resistência celular, que ainda não foram resolvidos. Do mesmo modo, o aparecimento de bactérias multirresistentes representa uma grave preocupação para a saúde pública. Portanto, a crescente resistência aos medicamentos disponíveis cria uma demanda por novos agentes quimioterápicos. Visando aliar as propriedades farmacológicas da sulfassalazina (saz), sulfapiridina (sp), te-traciclina (tc) e de dois ligantes heterocíclicos tridentados às dos íons metálicos bismuto(lll) e gálio(lll), neste trabalho estão descritas a síntese, caracterização físico-química no estado sólido e em solução, a atividade citotóxica e a atividade antibacteriana de sete complexos metálicos inéditos. Os complexos [Bi(sp)3CI3], [Bi(saz)2CI], [Ga(saz)(H20)(0H)], [Bi(tc)(H20)CI2], [Ga(H20)2(tc)2](N03), [Bi(C2,H29N20)CI2] e [Bi(Ci3HnN2l20)CI2] foram caracterizados por análise elementar e condutimétrica, espectrometria de massas, infravermelho e RMN de 1H. As estruturas dos complexos [Bi(C2iH29N20)CI2] e [Bi(sp)3CI3] foram também determinadas por difração de raios-X em monocristal. A coordenação do bismuto à sulfapiridina ocorreu através do nitrogênio sulfonamídico e melhorou o efeito antibacteriano em relação ao ligante livre. Já a coordenação do bismu-to(lll) à sulfassalazina ocorreu de modo bidentado através dos oxigênios do carboxilato e fenólico e não melhorou a atividade em nenhuma das linhagens bacterianas testadas. Entretanto, ambos os complexos apresentaram melhor atividade citotóxica em células tumo-rais que seus ligantes livres, sendo a CI5o do composto de bismuto(lll) da sulfassalazina de 9,7 |j,mol L"1. O gálio(lll) também coordenou-se à sulfassalazina através de dois oxigênios do anel salicilato. A coordenação do gálio(lll) à sulfassalazina não incrementou a atividade antibacteriana em proporção considerável, e sua atividade biológica contra células tumo-rais foi relativamente próxima à do ligante. A tetraciclina coordenou-se ao bismuto(lll) de modo bidentado através do nitrogênio da amida e do oxigênio da hidroxila em C3, após desprotonação. O complexo [Bi(tc)(H20)CI2] mostrou-se um agente antibacteriano bastante promissor, apresentando atividade anti-bacteriana semelhante à da tetraciclina nas linhagens sensíveis e capaz de reverter a resistência bacteriana em linhagens resistentes de Escherichia coli que carreiam o plasmídeo pBR 322. O gálio(lll) ligou-se a duas moléculas de tetraciclina atuando como ligante biden-tado: através do oxigênio da carbonila da amida e da hidroxila em C3 após desprotonação. O complexo de gálio(lll) da tetraciclina também conseguiu reverter a resistência bacteriana ao antibiótico livre. Estes resultados são muito promissores, pois a resistência bacteriana é o maior obstáculo para o uso clínico das tetraciclinas. O complexo de bismuto da tetraciclina foi 7 vezes mais ativo que a tetraciclina livre contra células tumorais e o de gálio foi 12,7 vezes mais ativo. Finalmente, os ligantes NN'0 doadores coordenaram-se ao bismuto(lll) de forma tridenta-da, formando estruturas similares do tipo [Bi(L)CI2]. Com relação ao potencial antitumoral destes compostos, vale a pena destacar que sua atividade está entre os compostos de bismuto mais ativos descritos até o presente. Os valores de CI5o obtidos para os complexos [Bi(C2iH29N20)CI2] e [Bí(CibHiiN2I20)CI2] foram 0,3 e 0,4 |amol L"1 respectivamente. The most important application of metal complexes in clinicai medicine is the treatment of câncer. However, there are problems associated with their use, especially side effects and the emergence of resistance, which has not yet been solved. Similarly, the emergence of multi-resistant bactéria poses a serious public health concern. Therefore, increasing resistance to available drugs creates a demand for new chemotherapeutic agents. Aiming to combine the pharmacological properties of sulfasalazine (saz), sulfapyridine (sp), tetracycline (tc) and two tridentate heterocyclic ligands to the metal ions Bi (III) and Ga (III), this work describes the synthesis, physicochemical characterization both in solid state and in solution, the cytotoxic activity and antibacterial activity of seven novel metal complexes. The complexes [Bi(sp)3CI3], [Bi(saz)2CI], [Ga(saz)(H20)(0H)], [Bi(tc)(H20)CI2], [Ga(H20)2(tc)2](N03), [Bi(C2iH29N20)CI2] and [Bi(Ci3HnN2l20)CI2] were characterized by elemental analysis and conductimetric, mass spectrometry, IR and 1H NMR . The structures of the complexes [Bi(C2iH29N20)CI2] and [Bi(sp)3CI3] were also determined by single crystal X-ray diffraction methods. The coordination of bismuth to sulfapyridin occurred via the sulfonamidic nitrogen and improved the antibacterial effect as compared to the free ligand. The coordination of bismuto(lll) to sulfasalazine was bidentate through the oxygens of the carboxylate and the phenolic group and did not improve the activity in any of the bacterial strains tested. However, both complexes showed higher cytotoxic activity in tumor cells than their free ligands, with the IC5o for the compound Bi (III) and sulfasalazine equal to 9.7 mol L1. Gallium (III) also coordinated to sulfasalazine through two oxygens of the salicylate ring. The coordination of Ga (III) to sulfasalazine did not increase the antibacterial activity considerably, and its biological activity against tumor cells was relatively close to that of the ligand. Tetracycline coordinated to Bi (III) in a bidentate manner via the amide nitrogen and the hydroxyl oxygen at C3 after deprotonation. The complex [Bi(tc)(H20)CI2] appeared as a promising antibacterial agent, with an antibacterial activity similar to that of tetracycline in sensitive strains and able to overcome bacterial resistance in resistant strains of Escherichiacoli carrying the plasmid pBR322. Gallium (III) ions bind to two tetracycline molecules acting as bidentate ligand through the carbonyl oxygen of the amide and the oxygen of the deprotonated hydroxyl group at C3. The Ga (III) complex with tetracycline was also able to overcome bacterial resistance to the free antibiotic. These results are very promising since bacterial resistance is the major obstacle to the clinicai use of tetracyclines. The bismuth(lll) complex with tetracycline was 7 times more active than free tetracycline against tumor cells and that with gallium(lll) was 12.7 times more active. Finally, NN'0 donor ligands coordinated to the bismuth (III) in a tridentate manner to form similar structures of type [Bi(L)CI2]. Concerning the antitumoral potential of these compounds, it is worth noting that they are among the most active bismuth compounds described to date. IC5o values obtained for the complex [Bi(C2iH29N20)Cl2] and [Bi(Ci3Hn N2l20)CI2] were 0,3 e 0,4 pmol L1, respectively.

Foram preparados oito complexos inéditos, sendo seis de Cu(II) e dois de Ru(II): [Cu(phen)(dox)(H2O)(ClO4)](ClO4) (1); [Cu(phen)(tc)(H2O)(ClO4)](ClO4) (2); [Cu(phen)(Shyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (3); [Cu(bpy)(Shyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (4); [Cu(phen)(Ohyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (5); [Cu(bpy)(Ohyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (6); [Ru(phen)(pdShyd)(dmso)Cl](PF6) (7) e [Ru(phen)(pdOhyd)(dmso)Cl](PF6) (8). Os ligantes utilizados foram os compostos N-doadores 1,10-fenantrolina (phen) e 2,2¿-bipiridina (bpy); os antibióticos doxicilina (dox) e tetraciclina (tc); as hidrazidas do ácido 2-tiofenocarboxílico (Shyd) e do ácido 2-furóico (Ohyd) e dois ligantes inéditos: N'-(6-oxo-1,10-fenantrolina-5(6H)-ilideno)tiofeno-2-carbohidrazida (pdShyd) e N'-(6-oxo-1,10- fenantrolina-5(6H)-ilideno)furano-2-carbohidrazida (pdOhyd). Os complexos preparados foram caracterizados por análise elementar, condutimetria, espectroscopias no UV-vis e no IV, RPE (complexos de cobre), RMN de 1H (complexos de rutênio), difração de raios X de monocristal (complexos 3, 5 e 6) e espectrometria de massas (complexos 1, 2, 7 e 8). A titulação espectrofotométrica dos compostos com CT-ADN indicou que todos os complexos se ligam a essa macromolécula. Foram feitos testes de citotoxicidade na linhagem celular K562 de todos complexos e ligantes. A citotoxicidade se correlaciona com a quantidade de Cu ligada ao ADN intracelular. Também foram feitos testes de fotocitotoxicidade, todos os complexos se mostram mais ativos após a irradiação. Para os complexos 1 e 2 foram feitos estudos de clivagem e fotoclivagem do ADN. Esses compostos são os agentes mais potentes para clivagem de ADN relatados na literatura até o momento. A administração do complexo 1 causou retardo no desenvolvimento de tumor de Erlich inoculado em camundongos. Eight new complexes were prepared, six of Cu(II) and two of Ru(II): [Cu(phen)(dox)(H2O)(ClO4)](ClO4) (1); [Cu(phen)(tc)(H2O)(ClO4)](ClO4) (2); [Cu(phen)(Shyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (3); [Cu(bpy)(Shyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (4); [Cu(phen)(Ohyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (5); [Cu(bpy)(Ohyd)(acn)(ClO4)](ClO4) (6); [Ru(phen)(pdShyd)(dmso)Cl](PF6) (7) and [Ru(phen)(pdOhyd)(dmso)Cl](PF6) (8). The ligands used were the N-heterocyclic donors 1,10-phenanthroline (phen) and 2,2 '-bipyridine (bpy), the antibiotics doxycycline (dox) and tetracycline (tc), the hydrazides of 2-thiophenecarboxylic acid (Shyd) and 2-furoic acid (Ohyd) and two novel N-heterocyclic donors: N'-(6-oxo-1,10-phenanthroline-5(6H)-ylidene)thiophene-2-carbohydrazide (pdShyd) and N'-(6-oxo-1,10-phenanthroline-5(6H)-ylidene)furan-2-carbohydrazide (pdOhyd). The complexes were characterized by elemental analysis, conductimetry, UV-vis and IR spectroscopy, EPR (for copper complexes), NMR (for ruthenium complexes), single crystal X-ray diffraction (for complexes 3, 5 and 6) and mass spectrometry (for complexes 1, 2, 7 and 8). The cytotoxic effect of all complexes and ligands in a chronic myelogenous leukemia cell line was studied. Exposure to UV-A irradiation enhances the cytotoxic activity of all complexes. The cytotoxic activity of these complexes correlated well with the intracellular concentration of copper and the number of Cu-DNA adducts formed inside the cells. Complexes 1 and 2 present an expressive plasmid DNA cleacage activity generating single and double-strand breaks, under mild reaction conditions, and even in the absence of any additional oxidant or reducing agent. Spectrophotometric titrations with CT-DNA indicated that all complexes bind to this macromolecule. They are the most potent DNA cleavage agents reported so far. The administration of complex 1 retards the appearance of Ehrlich tumor inoculated in mice.

Neste trabalho são descritas a síntese e a caracterização estrutural de oito compostos de coordenação inéditos, sendo cinco blocos construtores de paládio(II) e três magnetos moleculares derivados dos mesmos. Os blocos construtores são complexos metálicos derivados dos pró-ligantes opba (1,2-fenilenobis(oxamato)) e mpba (1,3-fenilenobis(oxamato)): K2[Pd(opba)].2H2O, K4[Pd2(mpba)2].4H2O, (PPh4)2[Pd(opba)], [Pd(NH3)4] [Pd(opba)] e K4[Pd2(mpba)2].H2O.dmso (onde PPh4 é o cátion tetrafenilfosfônio e dmso é dimetilsulfóxido). As estruturas cristalinas dos três últimos compostos foram elucidadas por difração de raios X de monocristal, e consistem nos primeiros exemplos de complexos de paládio(II) contendo ligantes do tipo oxamato totalmente desprotonados. Os clusters [Cu(bpca)]2[Pd(opba)].2dmso e [Cu(bpca)]4[Pd2(mpba)2].6H2O (onde bpca é o íon bis(2-piridilcarbonil)amideto) e o polímero de coordenação [Co(H2O)2{Pd(opba)}]n.n dmso também tiveram suas estruturas cristalinas determinadas por difração de raios X de monocristal. O polímero de coordenação apresentou uma evidência de transição de fase cristalina em 177 K. A análise das propriedades magnéticas dos blocos construtores mostrou que os ânions complexos [Pd(opba)]2- e [Pd2(mpba)2]2- são diamagnéticos, o que confirma a geometria quadrático plana para os íons paládio(II). As medidas magnéticas para os clusters e para o polímero de coordenação mostraram que as unidades portadoras de spin cobre(II) ou cobalto(II) são isoladas magneticamente devido à presença dos íons paládio(II) entre elas. Tanto os clusters quanto o polímero de coordenação são paramagnéticos a temperatura do ambiente e apresentam acoplamentos antiferromagnéticos a baixas temperaturas. This work describes the synthesis and structural characterization of eight new coordination compounds, five of them being building blocks containing palladium(II) and three of them molecular magnets derivate. The building blocks are metal complexes based on proligands opba (1,2-phenylenebis(oxamato)) and mpba (1,3-phenylenebis(oxamato)): K2[Pd(opba)].2H2O, K4[Pd2(mpba)2].4H2O, (PPh4)2[Pd(opba)], [Pd(NH3)4][Pd(opba)] and K4[Pd2(mpba)2].H2O.dmso (in which PPh4+ is the tetraphenylphosphonium cation and dmso is dimethylsulfoxide). The crystal structures of the last three compounds were elucidated by single crystal X-ray diffraction, and consist in the first examples of palladium(II) complexes containing oxamate ligands fully deprotonated. The clusters [Cu(bpca)]2[Pd(opba)].z2dmso and [Cu(bpca)]4[Pd2(mpba)2].6H2O (bpca = bis(2-pyridilcarbonil)amidate anion) and coordination polymer [Co(H2O)2{Pd(opba)}]nn dmso had their crystal structures determined by single crystal X-ray diffraction. The coordination polymer presented an evidence of single-crystal-to-single-crystal phase transition at 177 K. The study of magnetic properties of building blocks revealed that [Pd(opba)]2- and [Pd2(mpba)2]2- anions are diamagnetic, which is in agreement of the square planar geometry of palladium(II) ions. The magnetic measurements of clusters and coordination polymer showed that the spin carrier units copper(II) or cobalt(II) are magnetically isolated due to the presence of palladium(II) between them. The clusters as well as the coordination polymer are paramagnetic at room temperature and exhibit antiferromagnetic coupling at low temperatures.

Nesta tese, foram estudadas as reações de troca de ligante cloreto em solução aquosa de complexos que possuem alguma importância biológica. Os complexos escolhidos foram [Ru(NH3)5(Cl)]2+ e trans-[Ru(NH3)4(Py)(Cl)]2+. Cálculos utilizando a Teoria do Funcional de Densidade, mediante a aproximação híbrida QM/EFP, foram realizados para estimar as propriedades estruturais, eletrônicas e energéticas das espécies reagentes, estado de transição e produto ao longo da curva de energia. Estudos da coordenação dos complexos [Ru(NH3)5(H2O)]2+ e trans-[Ru(NH3)4(Py)( H2O)]2+ ao DNA foram realizados para obter o sítio de coordenação preferencial, N3 ou N7, das nucleobases de adenina e guanina. Utilizando nível de teoria DFT e MP2 estimou-se a formação dos adutos de Ru(II)-DNA, [Ru(NH3)4(Nucleobase)(L)]2+ para L= NH3 e L=Py. Usamos também a DFT para investigar a estrutura, a natureza da ligação M(II)- NO e o espectro eletrônico dos complexos [M(imidazol)(PPIX)(L)]q, com M= Fe2+ e Ru2+ e L=NO+, NO e NO-, onde todas as possibilidades de coordenação (.1-N, .1-O e .2-ON) foram utilizadas. Para o estudo da natureza da ligação usamos a Análise de Decomposição de Cargas (CDA) e a Análise da Decomposição da Energia. Utilizamos TD-DFT com o funcional TPSSh para realizar os estudos espectroscópicos dos complexos de [Ru(imidazol)(PPIX)(NO)] e [Ru(imidazol)(PPIX)(NO+)]+. In this thesis, we studied the ligand exchange reactions in aqueous chloride complexes that have some biological importance. The were chosen [Ru(NH3)5(Cl)]2+ e trans-[Ru(NH3)4(Py)(Cl)]2+ complexes. Calculations using the Density Functional Theory, by approximating hybrid QM / EFP, were performed to estimate the structural, electronic and energy properties of the reacting species, product and transition state along the potential energy curve. Studies of the coordination of Ru(NH3)5(H2O)]2+ and trans-[Ru(NH3)4(Py)(H2O)]2+ to DNA were performed to obtain the preferred coordination site, N3 or N7, to the adenine or guanine nucleobases. Using level of theory DFT and MP2 estimated the formation of adducts of Ru(II)-DNA, [Ru(NH3)4(Nucleobase)(L)]2+ for L= NH3 and L=Py. We also used the DFT for investigating the structure, the nature of the binding M(II)-NO and electronic spectra of the complexes M(imidazol)(PPIX)(L)]q, with M=Fe2+ and Ru2+ and L=NO+, NO e NO-, where all the possibilities for coordination (1-N, 1-O and 2-ON) were used. To study the nature of the binding we use the Charge Decomposition Analysis (CDA) and the Energy Decomposition Analysis (EDA). We use TD-DFT with the functional TPSSh to perform spectroscopic studies of complexes [Ru(imidazole)(PPIX)(NO)] and [Ru(imidazole)(PPIX)(NO+)].

Neste trabalho foi estudado o potencial antitumoral de dez complexos metalicos, previamente caracterizados, sendo sete deles de Pt(II), dois de Cu(II) e um de Ga(III). Dentre os compostos de platina(II), 1, 2 e 3 sao complexos de cisplatina com aminoacidos; 4 e 5 de cisplatina eligantes purinicos; e 6 e 7 sao complexos de Pt(II) com antibioticos usados no tratamento da tuberculose, respectivamente, a pirazinamida e a isoniazida. 8 e 9 sao complexos de Cu(II) e 10 um complexo de Ga(III). Os objetivos foram: i) estudar o efeito dos complexos no crescimento de celulas tumorais; ii) estudar a incorporacao dos complexos de Pt(II) mais ativos pelas celulas tumorais; iii) estudar a interacao dos complexos mais ativos com o ADN e iv) estudar a interacao dos complexos que se ligarem ao ADN com um nucleotideo modelo.Uma dos principais aplicacoes de complexos metalicos em clinica medica e no tratamento do cancer. O ADN, devido a sua importancia no ciclo de divisao celular, e um dos principais alvos de antitumorais. Visando esclarecer o mecanismo de acao dos compostos mais ativosforam feitos estudos da sua interacao com o ADN por espectrofotometria de absorcao na regiao do UV-Vis e com um nucleotideo modelo, a guanosinamonofosfato, por espectrometria de RMN de 1H uni- e bidimensional COSY e de 31P. Alem da elucidacao do mecanismo deacao, outro aspecto fundamental e o estudo da incorporacao celular dos complexos, pois uma quantidade suficiente de droga deve se acumular dentro das celulas e, mais especificamente, dentro do nucleo. A concentracao intracelular de platina foi determinada por espectrometriade absorcao atomica em forno de grafita. Para todos os complexos foi avaliada a concentracao necessaria para inibir em 50% o crescimento celular, CI50, na linhagem de leucemia mieloide cronica, K562. Os complexos 1, 2 e 5 nao apresentaram atividade citotoxica significativa. Ja 3, 4, 6 e 7 exibiram uma boa atividade citotoxica, com valores de CI50, respectivamente, de 2,93, 1,00, 6,34 e 24,4 Êmol L-1. Em todos os casos, a coordenacao a ions Pt(II) aumentou a atividade, pois a CI50 de todos os complexos foi inferior a dos ligantes livres. Foi encontradauma boa correlacao entre a atividade citotoxica e a concentracao intracelular de platina, apos a incubacao das celulas com concentracoes equitoxicas de 3, 4, 6 e 7. A incubacao com a CI50 leva a uma concentracao intracelular de platina igual a 2,18 x 10-16; 0,47 x 10-16; 2,65 x 10-16 e 23,18 x 10-16 mol celula-1, para 3, 4, 6 e 7, respectivamente. Estes resultados sao importantes, pois evidenciam que o efeito citotoxico observado esta diretamente relacionado a presenca da platina. Foi demonstrado que 4 e 6 formam um complexo ternario com o ADN, sendo os valores das constantes de afinidade, respectivamente, 1,45 x 105 e 5,92 x 103. O complexo 4 foi o mais ativo e apresentou afinidade pelo ADN cerca de 25 vezes maior que 6. As interacoes entre 3 e 6 e um nucleotideo modelo, a 5 f-GMP, foram estudadas por RMN. Os resultados obtidos indicam que o complexo 3 liga-se ao N7 da base nitrogenada. Para o complexo 6, foi proposta a formacao de um quelato, no qual a platina se coordena a 5 f-GMPvia N7 e um oxigenio do grupo a-fosfato. Os resultados obtidos sugerem que o mecanismo da atividade citotoxica dos compostos de platina(II) estudados pode envolver a interacao com o ADN e o sitio dessa interacao pode ser o N7 da guanina. Os complexos de Cu(II), 8 e 9,apresentaram valores de CI50 relativamente altos e foram descartados como possiveis agentes antitumorais. Finalmente, o complexo de Ga(III), 10, foi muito ativo com a CI50 de 1,80 Êmol L-1. Foi evidenciada a formacao de uma especie ternaria entre 10 e o ADN, com umaconstante de afinidade de 5,67 x 104. Foi proposto que 10 se coordena ao nucleotideo 5 f-GMP, atraves de um oxigenio do grupo a-fosfato. O complexo 10 pode ser considerado um promissor agente antitumoral. This work reports on the antitumoral potential of ten metallic complexes, previously characterized, seven of them being of Pt(II), two of Cu(II) and one of Ga(III). Among the platinum(II) complexes, 1, 2, and 3 are complexes of cisplatin and aminoacids; 4 and 5 of cisplatin and purinic ligands; and 6 and 7 are Pt(II) complexes with two antibiotics used in thetreatment of tuberculosis, the pyrazinamide and the isoniazide, respectively. 8 and 9 are compounds of Cu(II) and 10, a Ga(III) complex. The goals of this work were: i) to study the effect of the complexes on the growth of tumor cells; ii) to study the uptake of the most activePt(II) complexes by tumor cells; iii) to study the interaction of the most active complexes with DNA; and iv) to study the interactions of the complexes able to bind DNA with a nucleotide model. The most important use of metallic complexes in medical practice is in the treatmentof cancer. DNA, due to its importance in the cellular cycle, is one of the main targets for antitumorals. Aiming to elucidate the mechanism of action of the most active compounds, a study of their interactions with DNA was undertaken by UV-Vis spectrophotometry, and witha nucleotide model, the guanosine 5'-monophosphate by mono-dimensional 1H, twodimensional 1H COSY and 31P NMR spectrometry. Besides the elucidation of the mechanismof action, another fundamental aspect is the study of cellular uptake of the compounds, since a sufficient amount of drug must accumulate inside cells and, more specifically, in the nucleus. The intracellular platinum concentration was assessed by flameless atomic absorptionspectrometry. For all compounds, the concentration required to inhibit 50 % of cell growth, the IC50, was determined in a chronic mielogenous leukemia cell line, the K562. Complexes 1, 2, and 5 did not show a significant cytotoxic activity whereas 3, 4, 6, and 7 have exhibited aconsiderable activity, with IC50 values of 2.93, 1.00, 6.34, and 24.4 ìmol L-1, respectively. In all cases, coordination to Pt(II) ions led to an increase in the activity, since the IC50 of all complexes was inferior to that of free ligands. A good correlation between cytotoxic action and intracellular platinum concentration was found, after incubating cells with equitoxicconcentrations of 3, 4, 6, and 7. The incubation with IC50 doses led to an intracellular platinum concentration of 2.18 x 10-16; 0.47 x 10-16; 2.65 x 10-16, and 23.18 x 10-16 mol cell-1, for 3, 4, 6, and 7, respectively. These results are important because they indicate that the observed cytotoxic effect is directly related to the presence of platinum. Compounds 4 and 6form a ternary complex with DNA, with the affinity constants of 1.45 x 105 and 5.92 x 103,8 respectively. Complex 4 was the most active and showed an affinity to DNA approximately 25 times higher than that of 6. The interactions between 3 or 6 and the guanosine 5'- monophosphate were studied by NMR. The results obtained indicate that complex 3 binds to N7 of the nitrogenated base. For complex 6, the formation of a quelate, in which platinum(II) coordinates to 5'-GMP via N7 and one of the oxygens of the a-phosphate group, was proposed. The obtained results suggest that the mechanism of the cytotoxic activity of the platinum(II) complexes studied may involve an interaction with DNA and that N7 of guaninecan be the site of this interaction. The Cu(II) complexes, 8 and 9, showed relatively high IC50 values and were discarded as potential antitumoral agents. Finally, the gallium(III) complex, or complex 10, was very active with the IC50 of 1.80 ìmol L-1. The formation of a ternary species between 10 and DNA, with the affinity constant of 5.67 x 104, was evidenced. Thecoordination of gallium to the nucleotide 5'-GMP was proposed to occur through an a-phosphate oxygen. Complex 10 can be considered a promising antitumoral agent.

Neste trabalho, através de diferentes metodologias teóricas foi estudada a reação de substituição de ligantes da cisplatina, bem como processos de interação com a água que antecedem a reação de substituição. As curvas de energia potencial (CEP) entre a cisplatina, eespécies análogas, [Pt(NH3)2H2OCl]+1 e cis-[Pt(NH3)2(H2O)]+2 e a água foram detalhadamente estudadas, caracterizando as principais interações intermoleculares envolvidas na reação. Foram realizados inúmeros cálculos ab initio de alto nível, analisando o comportamento e as contribuições para 32 CEPs. O efeito da correção do erro de superposição de base nestas curvas também foi avaliado, através do procedimento de Counterpoise, principalmente em relação ao uso do pseudopotencial de caroço para o átomo de platina. As contribuições deindução, dispersão e eletrostática para a energia de interação total entre a cisplatina e a água, foram investigadas através do método clássico de expansão de multipolos. Estes resultados foram comparados com as contribuições eletrostática e de correlação eletrônica, obtidas através de métodos ab initio de alto nível fornecendo um bom acordo. Foi determinada a extrema importância da descrição do potencial eletrostático para descrever as interações, principalmente no que se refere às espécies ionizadas madp e dap. O estudo da reação de substituição foi conduzido em fase gás e em solução. Variaçõesdo modelo do contínuo polarizável foram utilizadas, incluindo otimização de geometria em solução e utilização das propriedades do meio biológico (constante dielétrica e força iônica) no qual ocorre a reação. Os resultados em solução apresentam um melhor acordo com o experimento quando os reagentes e produtos são as espécies intermediárias da reação e quando se utiliza o nível MP2. Após a otimização em solução, não ocorrem mudanças expressivas para a energia livre de ativação e de reação em relação à fase gás. A inclusãoimplícita dos efeitos do meio biológico também não alterou significativamente os resultados em solução. Dois conjuntos de parâmetros Lennard-Jones (LJ) desenvolvidos para a cisplatinaforam testados quanto à transferabilidade para as espécies madp e dap. O conjunto 1 (Pt=1,055 e Pt=3,659) foi derivado de curvas de energia potencial corrigidas do BSSE. O conjunto 2 (Pt=7,010 e Pt=2,559) foi obtido através de CEPs sem correção do BSSE. Foiobservado que o melhor acordo geral é obtido através do conjunto de parâmetros sem o envolvimento da correção do BSSE. Apesar deste resultado preliminar, simulações clássicas de Monte Carlo foram conduzidas para a reação utilizando os dois conjuntos de parâmetrosLJ. Após toda a análise estrutural das espécies em solução, foi demonstrado que a presença de duas moléculas de água axiais necessárias para estabilizar as estruturas em solução éobservada apenas nos resultados sem a correção do BSSE, atestando que o conjunto 2 de parâmetros LJ é o mais adequado para o estudo de cisplatina e análogos em solução. In this work, different theoretical methods were used to study the cisplatin substitution reaction, as well as the intermolecular interactions that occur before this reaction. Potential energy curves (PEC) between cisplatin and water, and its hydrolyzed species, [Pt(NH3)2H2OCl]+1 and cis-[Pt(NH3)2(H2O)]+2, were studied in details, providing the majorintermolecular interactions involved in the hydrolysis reaction. High level ab initio calculations were carried out, observing the PECs contributions. The effects of the correction due to basis set superposition error, BSSE, were evaluated through the Counterpoise method, particularlyconcerning to the use of effective core potential for platinum atom. In this same stage, the induction, dispersion and electrostatic contributions were described through the classical method of multipoles expansion. These results are in good agreement with electronic correlation contributions obtained with high level ab initio calculations. The importance of the electrostatic potential description, mainly for the charged species madp and dap was also found. The substitution reaction study was carried out in gas phase and in solution. Somepolarizable continuum model variations were used, including geometry optimization in solution and biological medium properties as the dielectric constant and ionic strength. The results calculated in solution are in the best agreement with the experimental data, when the reactantand products are the intermediary species of the reaction at the MP2 theoretical level. After the optimization in solution, no expressive changes were found. In the same way, the implicit inclusion of biological medium effects did not alter the results in solution. Two sets of Lennard-Jones (LJ) parameters developed for cisplatin molecule were tested for transferability to the madp and dap species. The set 1, (Pt=1.055 and Pt=3.659), was obtained through PECs with BSSE correction. The set 2 (Pt=7.010 and Pt=2.559), was developed through PECs without BSSE correction. The best general agreement was obtained when the set without BSSE correction was used. In spite of this result, classical Monte Carlo simulations were carried out for the cisplatin reaction using both LJ parameters sets. After all structural analysis of the species in solution only for the results without BSSE correction, were found two axial water molecules that is needed to stabilize these structures in solution. This fact confirms that set 2 of LJ parameters is the most applicable to the study of cisplatin and analogues in solution.

A metodologia aqui proposta difere dos demais sistemas de adsorção de arsênio pelo fato de não depender da oxidação prévia do íon arsenito, As (III) a arsenato, As (V) para garantir a eficiência de sua remoção e ainda pelo fato do arsenito ser mais eficientemente adsorvido em pH ácido como uma espécie neutra. Os resultados experimentais obtidos a partir de análises da estrutura molecular do complexo de adsorção por intermédio da espectroscopia de absorção de Raios-X (EXAFS e XANES) apontam para a ocorrência de adsorção específica dos átomos de arsênio em seu estado trivalente, os quais se ligam diretamente aos átomos de enxofre presentes na biomassa por meio de ligações covalentes. O complexo de adsorção As (III)/S formado com proporção 1:3, possui geometria trigonal piramidal com distâncias interatômicas de aproximadamente 2,24-2,26 . Em pHs mais elevados, entretanto, a adsorção do arsenito é diminuída e o complexo de adsorção apresenta-se estruturalmente diferente. As análises XANES e EXAFS de tal complexo obtido em pH 10,5 apontam para uma oxidação parcial do arsenito e para a ocorrência de um complexo de adsorção com geometria desordenada. Nestas condições experimentais as espécies de arsênio desprotonadas são adsorvidas pela biomassa como o oxi-ânion arsenito. Apenas um átomo de oxigênio da primeira esfera de coordenação do arsênio é substituído pelo enxofre, originando um complexo As (III)/S com proporção 1:1 onde a distância As-S se encontra aumentada, 2,31 . Através do emprego da Espectroscopia Vibracional Raman foi possível caracterizar a biomassa empregada e ainda elucidar alguns pontos importantes sobre o mecanismo de adsorção do arsenito. A estrutura secundária da queratina presente na amostra de biomassa em seu estado natural foi identificada como sendo, predominantemente, do tipo folha -pregueada, além disso os grupos vibracionais característicos das proteínas, em geral, foram observados. Foi possível ainda confirmar a participação dos átomos de enxofre da cistina na complexação do As (III) visto que o surgimento de bandas características dos grupos vibracionais da ligação As-S estava associado à diminuição da intensidade do sinal das bandas atribuídas à ligação S-S. As predições teóricas das estruturas dos complexos de adsorção de arsênio calculadas por meio da teoria DFT (Density Functional Teory) legitimaram os dados experimentais obtidos e contribuíram para a discussão dos mesmos. Confirmou-se a hipótese de que biomassa animal rica em cisteína seria capaz de adsorver especificamente o arsênio em seu estado trivalente. Foi possível propor um mecanismo para explicar essa adsorção e identificar a estrutura molecular do complexo formado. Based on biochemical and toxicological fundamentals that explain arsenic toxicity, a novel approach for the treatment of arsenic-containing waters was developed. The approach involved the use of an abundant cysteine-rich waste biomass for the selective removal of As (III) from waters. The trivalent species is considered the most mobile andtoxic hydrosoluble arsenic species. Following the selection of the waste biomass for the present investigations - chicken feathers - the material was evaluated under different conditions of sorbent preparationand S/L ratio, pH (2-10.5) and the presence of competitor ions (phosphate and As (V)). The experiments demonstrated that the biomass is highly selective for the As (III) species with no significant effect of the studied competitor ions on adsorption capacity and the maximum uptake (170 molAs/g biomass) is obtained under acidicconditions. These findings were explained by a unique adsorption mechanism based on the results obtained by the combination of two experimental techniques, X- ray Absorption spectroscopy (EXAFS and XANES) and RAMAN spectroscopy, with theoretical modeling by Density Functional Theory - DFT calculations. XAS measurements indicated inner-sphere complexation of As (III) by the biomasssulfur atoms. The adsorption structure was represented by a trigonal, pyramidal geometry, with an As/S ratio of 1:3 and an As-S interatomic distance of pproximately2.24-2.26 A. Arsenic uptake leads to the release of 3 water molecules produced by the reaction of the OH groups in the neutral As(OH)3 species, which predominates under pH