00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/2737
Tipo: Dissertação
Título: Interação entre compostos biologicamente ativos e ctDNA (Calf Thymus): uma abordagem espectroscópicaI
Título(s) alternativo(s): Interaction between biologically active compounds and ctDNA (Calf thymus): a spectroscopic approach
Autor(es): Silva, Marina de Magalhães
Primeiro Orientador: Figueiredo, Isis Martins
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Josué Carinhanha Caldas
metadata.dc.contributor.referee1: Cardoso, Sílvia Helena
metadata.dc.contributor.referee2: Botero, Wander Gustavo
Resumo: O estudo da interação entre DNA com pequenas moléculas, como fármacos, corantes orgânicos e complexos metálicos tem sido muito explorado durante as últimas décadas, visto que essas interações podem levar a compreensão dos mecanismos moleculares de ação dos fármacos contribuindo para a concepção de novos medicamentos DNA-alvo. Desta forma, esse trabalho teve como objetivo avaliar a interação de três classes de compostos derivados das β-carbolinas, bases de Schiff (aldiminas) e acridinas com ctDNA (Calf thymus), utilizando técnicas espectroscópicas e estudos teóricos, que permitiram avaliar tanto o modo de ligação quanto a magnitude de ligação dos complexos formados com ctDNA, bem como a correlação com suas respectivas atividades biológicas. Assim, de acordo com os resultados obtidos pôde-se observar que os derivados das β-carbolinas e acridinas formaram um complexo supramolecular não fluorescente, caracterizado pelo mecanismo de quenching estático. As constantes de ligação (Kb) variaram de 3,30x102 a 1,82x106 L mol-1 para os derivados das β-carbolinas, onde se observou que os alcaloides com o radical N,N-dimetilanilina apresentaram maiores valores de Kb (3,98x105 – 1,82x106 L mol-1). Para os compostos derivados das acridinas verificou-se que os valores de Kb variaram de 2,09 a 7,76x103 L mol-1, seguindo a mesma ordem em relação aos compostos avaliados quanto aos valores das energias de afinidade obtidas por meio dos estudos de docking molecular. Para a classe das aldiminas foi observado que os valores de Kb variaram de 0,37 a 3,07x105 L mol-1, sendo os compostos hidroxilados nas posições orto e para, os que demonstraram maiores valores de constantes de ligação. Adicionalmente, ensaios envolvendo iodeto de potássio, competição com brometo de etídio/acridina orange, estudos de desnaturação térmica e transferência de energia por contato foram realizados a fim de determinar o modo de interação preferencial do complexo DNA-ligante. Estes estudos demonstraram que o mecanismo principal para os derivados β-carbolínicos e acridinas ocorre por intercalação, enquanto para a classe das aldiminas via groove. Por fim, uma vez determinados os valores de Kb foi possível estabelecer correlação linear com os valores das atividades biológicas dos compostos avaliados. Ao correlacionar os valores de GI50 ou IC50 das atividades antiproliferativas com os valores de Kb observou-se uma tendência linear inversa para os derivados β-carbolinas e aldiminas (classe 1, somente hidroxiladas), indicando que quanto maior os valores de Kb, menores são os valores de GI50 ou IC50, mostrando-se seletivos para as linhagens de ovário resistente (NCI-ADR/RES), ovário (OVCAR-03) e próstata (PC-3), enquanto para as aldiminas da classe 2 (contendo radical nitro) obteve-se tendência linear direta para atividade antiproliferativa, onde os valores de Kb e GI50 aumentam proporcionalmente e sendo seletivas para a linhagem de ovário resistente. Além disso, a atividade antimalárica das acridinas foram testadas frente ao P. falciparum W2 possibilitando mostrar uma tendência inversa, ou seja, quanto maior o valor da constante de interação com DNA menor o valor de IC50 e da energia de afinidade obtidas através de docking molecular. Dessa forma, este conjunto de resultados sugere que o mecanismo de ação dos compostos avaliados tanto para atividade antiproliferativa quanto antimalárica podem estar associados à interação com o DNA como alvo farmacológico.
Abstract: DNA interactions studies with small molecules such as drugs, organic dyes and metal complexes have been a wide-ranging research theme during the last decades. Since those interactions can lead to a better comprehension at molecular level processes. The elucidation of drug action mechanisms and new drugs conception that are DNA-target designed can be achieved. So, the aim of this work was to evaluate the ctDNA (Calf thymus) interaction with three derivative classes of β-carboline, aldimine and acridine compounds, using spectrophotometric techniques and theoretical studies, leading to the evaluation of biding mode and magnitude for the ctDNA/ligand complex, as well as the correlation with their biological activities. According to the results, for the derivative β-carboline and acridine compounds there was formation of a non-fluorescent supramolecular complex, characterized by static quenching mechanism. The binding constants (Kb) ranged from 3.30x102 to 1.82x106 L mol-1 for β-carboline compounds where it was observed that the alkaloids with the N,N-dimethylaniline radical (radical b) shown greater Kb values (3.98x105-1.82x106 L mol-1). For the acridine compounds, it was verified that the Kb values ranged from 2.09 to 7.76x103 L mol-1, corroborating with predicted energy binding values obtained by the molecular docking studies. For the aldimines compounds, it was observed that the Kb values ranged from 0.37 to 3.07x105 L mol-1, being the hydroxylated compounds (orto and para positions) the ones with greatest Kb values. Additionally, the potassium iodide and competition with ethidium bromide assays, thermal denaturation profile and contact energy transfer were executed to determine the preferential biding mode of the DNA-ligand complexes. These studies have shown that the preferential binding mode for the derivate β-carboline and acridine compounds occur by intercalation, while that for aldimine compounds were preferentially by groove. Furthermore, once the Kb values were determined, the linear correlation for the biological activities of the evaluated compounds was established. An inverse linear profile for β-carboline, acridine compounds and a few derivative aldimine compounds (class 1, only hydroxyl substituted), indicating that the greater Kb values, smaller are the GI50 or IC50, being selective for resistant ovarian (NCI-ADR/RES), ovarian (OVCAR-03) and prostate (PC-3) cell lines, while class 2 aldimine compounds (radical nitro substituted) had a direct linear trend for anti-proliferative activity, where the Kb and GI50 values increase proportionally, being selective to resistant ovarian cell lines. Moreover, the anti-malaria activity for acridine compounds was evaluated towards P. falciparum W2, showing an inverse profile; that is, the greater the Kb values the smaller IC50 and binding energy obtained by molecular docking. In conclusion, the set of results suggests that the mechanism of action for the evaluated compounds in both anti-proliferative and anti-malaria activity can be associated with the DNA interaction as a pharmacological target.
Palavras-chave: Interação molecular
β-carbolinas
Aldiminas
Acridinas
ctDNA (Calf thymus)
Técnicas espectroscópicas
Docking molecular
Molecular interaction
β-carbolines
Acridines
Spectroscopic techniques
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: SILVA, Marina de Magalhães. Interação entre compostos biologicamente ativos e ctDNA (Calf Thymus): uma abordagem espectroscópicaI. 2016. 142 f. Dissertação (Mestrado em Química e Biotecnologia) - Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2016.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2737
Data do documento: 25-fev-2016
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