Desenvolvimento de compostos de coordenação com atividades antibacterianas e antitumorais, e interações com biomoléculas

Texto

(1)CAMILLA ABBEHAUSEN. DESENVOLVIMENTO DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO COM ATIVIDADES ANTIBACTERIANAS E ANTITUMORAIS, E INTERAÇÕES COM BIOMOLÉCULAS. CAMPINAS 2014. . i .

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(3) UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE QUÍMICA CAMILLA ABBEHAUSEN DESENVOLVIMENTO DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO COM ATIVIDADES ANTIBACTERIANAS E ANTITUMORAIS, E INTERAÇÕES COM BIOMOLÉCULAS. ORIENTADOR: PROF. DR. PEDRO PAULO CORBI CO-ORIENTADOR: PROF. DR. ANDRÉ LUIZ BARBOZA FORMIGA. TESE DE DOUTORADO APRESENTADA AO INSTITUTO DE QUÍMICA DA UNICAMP PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE DOUTORA EM CIÊNCIAS. ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA POR CAMILLA ABBEHAUSEN E ORIENTADA PELO PROF. DR. PEDRO PAULO CORBI.. ________________________________ Assinatura do Orientador CAMPINAS 2014 . iii .

(4) Ficha catalográfica Universidade Estadual de Campinas Biblioteca do Instituto de Química Simone Lucas Gonçalves de Oliveira - CRB 8/8144. Ab19d. Abbehausen, Camilla, 1979AbbDesenvolvimento de compostos de coordenação com atividades antibacterianas e antitumorais, e interações com biomoléculas / Camilla Abbehausen. – Campinas, SP : [s.n.], 2014. AbbOrientador: Pedro Paulo Corbi. AbbCoorientador: André Luiz Barboza Formiga. AbbTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química. Abb1. Química bioinorgânica. 2. Complexos metálicos. 3. Agentes antineoplásicos. 4. Agentes antibacterianos. 5. Agentes anti-HIV. I. Corbi, Pedro Paulo. II. Formiga, André Luiz Barboza. III. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Química. IV. Título.. Informações para Biblioteca Digital Título em outro idioma: Development of coordination compounds with antibacterial and antitumor activities, and interaction with biomolecules Palavras-chave em inglês: Bioinorganic chemistry Metal complexes Antineoplasic agents Antibacterial agents Anti-HIV agents Área de concentração: Química Inorgânica Titulação: Doutora em Ciências Banca examinadora: Pedro Paulo Corbi [Orientador] Juliano Alves Bonacin Fernando Aparecido Sigoli Nicholas Patrick Farrell Wilton Rogério Lustri Data de defesa: 19-02-2014 Programa de Pós-Graduação: Química. . . Powered by TCPDF (www.tcpdf.org). . iv iv .

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(6) . . . Dedico esta Tese ao Dr. Barnett Rosenberg (In memoriam) por sua determinação em resolver problemas e ao Dr. Gregory House por seu bri-‐ lhantismo. . vii .

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(8) "Pretty much all the drugs I prescribe are addictive and dangerous." – “A maioria das drogas que eu prescrevo são viciantes e perigosas.” – Dr. Gregory House "Sometimes we can't see why normal isn't normal." – “Algumas vezes nós não conseguimos ver por que nor-‐ mal não é normal.” – Dr. Gregory House “You can always get what you want, but if you try so-‐ metimes, you might find you get what you need.” -‐ “Vo-‐ cê não pode ter sempre o que você quer, mas se você tentar você pode ver que teve o que precisava.” – Mick Jagger e Keith Richards da letra da música “You can’t always get what you want”. Um dos que estavam ali era paralítico fazia trinta e oi-‐ to anos. Quando o viu deitado e soube que ele vivia na-‐ quele estado durante tanto tempo, Jesus lhe perguntou: “Você quer ser curado?” – João 5:5,6 . . . ix .

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(10) Agradecimentos • Agradeço a Deus pela sua criação e por participar dela; • Aos meus pais Waldomiro e Janete por terem me dados os recursos necessários para chegar até aqui, aparentemente com as minhas próprias pernas; • À Prof. Dra. Inez Valéria por ter incentivado e aconselhado na difícil decisão de iniciar esta etapa; • Ao Prof. Dr. Pedro Paulo Corbi pela orientação, apoio e amizade; • Ao Prof. Dr. André Luiz Barboza Formiga pelo entusiasmo, o apoio e orientação durante todo este período; • Ao Prof. Dr. Nicholas Farrell por ter me aceito e me incluído em seu grupo de pesquisas, pois durante o meu tempo em seu laboratório eu me senti completamente integrada àquela comunidade; • Aos Profs. Drs. Marcelo Lancellotti, Wilton Rogério Lustri, Claudio Miguel da CostaNeto e Fabio Gozzo pela valiosa colaboração; • À Erica Peterson pela paciência de ensinar e demonstrar inúmeras vezes a metodologia de tratamento de células; • À Dra. Yun Qu pelo treinamento, auxílio e discussões a respeito dos ensaios de ressonância magnética nuclear • Aos alunos de Iniciação Científica, em especial Juliana Castro, Nina Torres, Carlos Marrote, Vivian Curto Cardoso por terem agregado muito ao trabalho. • A todos os funcionários da Unicamp, em especial à Claudia Martelli do UV, Anderson, Gustavo e Sônia do RMN, Micheli, Rita e Vanilda do ensino e Gabriela e Isabel da coordenadoria; • Aos colegas Samatha Tsotsoros, Sarah Spell, Daniel Lee e Daniel Gerard pela tremenda ajuda • Aos colegas dos Laboratórios LQBM e LQC, em especial ao Raphael Enoque, Fernando Bergamini e Suelen Sucena pelo apoio, ajuda e amizade • A todos os amigos, que me acompanharam durante ao que chamei de “fase de decisões radicais” e também durante estes quatro anos. E ainda, aos novos amigos que fiz nos Estados Unidos, os quais foram de especial importância nesta etapa. • Às agências de fomento, CNPq e CAPES pelo suporte financeiro.. . xi .

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(12) Camilla Abbehausen Curriculum Vitae ______________________________________________________________________ Dados pessoais Nome Camilla Abbehausen Filiação Waldomiro Hermann Abbehausen e Janete Abbehausen Nascimento 05/05/1979 - São Paulo/SP - Brasil Carteira de Identidade 296226567 SSP - SP - 29/01/1993 CPF 276.093.968-50 Endereço residencial Av. Ipê Roxo, 520 Parque Villa Flores - Sumaré 13175-658, SP - Brasil Telefone: 19 33964935 Endereço eletrônico E-mail para contato : camilla.abb@gmail.com ______________________________________________________________________ Formação acadêmica/titulação 2010 Doutorado em Química. Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Campinas, Brasil Título: Desenvolvimento de compostos de coordenação com atividades antibacterianas e antitumorais, e interações com biomoléculas. Orientador: Pedro Paulo Corbi Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico 2005 - 2009 Mestrado em Química. Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Campinas, Brasil Título: Síntese de Híbridos de Siloxanos e beta-ciclodextrina, Ano de obtenção: 2009 Orientador: Inez Valeria Pagotto Yoshida 1999 - 2003 Graduação em Química. Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Campinas, Brasil ______________________________________________________________________ Atuação profissional 1.Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP. Vínculo institucional 2010 - Atual. Vínculo: Bolsista de doutorado , Enquadramento funcional: Bolsista, Regime: Dedicação exclusiva _____________________________________________________________ Atividades 08/2013 – 12/2013 Estágio Docente - QG100 - Química Geral 03/2013 - 07/2013 Estágio Docente - QI542 - Química Inorgânica Experimental 03/2011 - 07/2011 Estágio Docente - QG 191 - Química Geral. . xiii .

(13) Dow Corning do Brasil - DC. _____________________________________________________________ Vínculo institucional 2010 - 2010 Vínculo: Empregatício , Enquadramento funcional: Suporte Técnico e Desenvolvimento de Aplicações , 2009 - 2009 Vínculo: Celetista formal , Enquadramento funcional: Suporte Técnico Comercial , 2007 - 2009 Vínculo: Celetista formal , Enquadramento funcional: Suporte Técnico e Desenvolvimento de Aplicações , 2002 - 2006 Vínculo: Celetista formal , Enquadramento funcional: Técnico do Laboratório de Aplicações , ______________________________________________________________________ Revisor de periódico 1.Scientific Research and Essays, 2012 - atual 2.Spectrochimica Acta. Part A, Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2012 - atual 3.European Journal of Medicinal Chemistry, 2013 - atual. ______________________________________________________________________ Produção bibliográfica. Artigos completos publicados em periódicos 1. Abbehausen, C.; Peterson, E. J.; de Paiva, R. E. F.; Corbi, P. P.; Formiga, A. L. B.; Qu, Y.; Farrell, N. P. Inorganic Chemistry 2013, 11280 - 11287. 2. Paiva, R. E. F.; Abbehausen, C.; Bergamini, F. R. G.; Thompson, A. L.; Alves, D. A.; Lancellotti, M.; Corbi, P. P. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry 2014, In press. 3. Abbehausen, C.; de Paiva, R. E. F.; Formiga, A. L. B.; Corbi, P. P. Chemical Physics 2012, 408, 62–68. 4. Abbehausen, C.; Sucena, S. F.; Lancellotti, M.; Heinrich, T. A.; Abrão, E. P.; CostaNeto, C. M.; Formiga, A. L. B.; Corbi, P. P. Journal of Molecular Structure 2013, 1035, 421–426. 5. Sucena, S. F.; Paiva, R. E. F.; Abbehausen, C.; Mattos, I. B.; Lancellotti, M.; Formiga, A. L. B.; Corbi, P. P. Spectrochimica Acta A Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2012, 89, 114–118. 6. de Paiva, R. E. F.; Abbehausen, C.; Gomes, A. F.; Gozzo, F. C.; Lustri, W. R.; Formiga, A. L. B.; Corbi, P. P. Polyhedron 2012, 36, 112–119. 7. Costa, G. S. M.; Corbi, P. P.; Abbehausen, C.; Formiga, A. L. B.; Lustri, W. R.; Cuin, A. Polyhedron 2012, 34, 210–214. 8. Bergamini, F. R. G.; Abbehausen, C.; Magalhaes, A.; Lustri, W. R.; Gomes, A. F.; Gozzo, F. C.; Corbi, P. P. Journal of Coordination Chemistry 2011, 64, 3092–3101. 9. Abbehausen, C.; Heinrich, T. A.; Abrão, E. P.; Costa-Neto, C. M.; Lustri, W. R.; Formiga, A. L. B.; Corbi, P. P. Polyhedron 2011, 30, 579–583.. . xiv .

(14) 10. Abbehausen, C.; Formiga, A. L. B.; Sabadini, E.; Yoshida, I. V. P. Journal of the Brazilian Chemical Society 2010, 21, 1867–1876. 11. Abbehausen, C.; Castro, J. F.; Spera, M. B. M.; Heinrich, T. A.; Costa-Neto, C. M.; Lustri, W. R.; Formiga, A. L. B.; Corbi, P. P. Polyhedron 2011, 30, 2354–2359. Trabalhos publicados em anais de eventos (resumo) 1. Abbehausen, C., Peterson, E. J., de Paiva, R. E. F., Corbi, P. P., Formiga, A. L. B., Qu, Y., Farrell, N. P. Gold(I)-Phosphine-N-heterocycles. Biological Activity and Specific (Ligand) Interactions on the C-terminal HIVNCp7 Zinc Finger. In: XVIth In: International Conference on Bioinorganic Chemistry, 2013, Grenoble. XVIth International Conference on Bioinorganic Chemistry, 2013. 2. Abbehausen, C., Peterson, E. J., de Paiva, R. E. F., Corbi, P. P., Formiga, A. L. B., Qu, Y., Farrell, N. P. Interactions of gold(I) complexes with C-terminal HIVNCp7 zinc finger In: 5th Symposium on Biological Chemistry, Health and Medicine, 2013, Ilhabela. 5th Symposium on Biological Chemistry, Healthy and Medicine: Frontiers and New Perspectives - Livro de Resumos, 2013. 3. Profirio, D. M., de Paiva, R. E. F., Abbehausen, C., Lustri, W.R., Corbi, Pedro P., Formiga, André L.B. Synthesis, characterization and antibacterial assays of a bis(pyrrolyl-imine) gold(III) Schiff base complex. In: XVIth International Conference on Bioinorganic Chemistry, 2013, Grenoble. XVIth International Conference on Bioinorganic Chemistry, 2013. 4. Abbehausen, C., Zanventtor, N. T., Bergamini, F. R. G., Lancellotti, M., Corbi, P. P. Synthesis, characterization and antibacterial studies of a novel Ag(I) complex with sulfadoxin In: 12th International Symposium on Metal Ions in Biology and Medicine, 2013, Punta del Leste. Abstracts and Proceedings of the 12th International Symposium on Metal Ions in Biology and Medicine, 2013. 5. Bergamini, F. R. G., de Paiva, R. E. F, Abbehausen, C., Thompson, A. L, Alves, D. A., Lancellotti, M., Corbi, P. P. Ag(I)-nimesulide/β-cyclodextrin inclusion systems: studies in solution and in the solid state. In: XII Encontro da SBpMat, 2013, Campos do Jordão. Anais do XII Encontro da SBpMat, 2013 6. Corbi, P. P., Abbehausen, C., Sucena, S. F., Lancellotti, M. Characterization and biological studies of a novel Pd(II) complex with L-alliin. In: 40th International Conference on Coordination Chemistry - ICCC40, 2012, Valência. Livro de resumos, 2012. 7. Zanvettor, N. T., Abbehausen, C., Bergamini, F. R. G., Lancellotti, M., Corbi, P. P. Estudos de síntese e caracterização de um novo complexo de Ag(I) com sulfadoxina In: 35a Reunião Anual da SBQ, 2012, Águas de Lindóia. Livro de Resumos 35ª Reunião Anual da SBQ, 2012. 8. Thompson, A. L., de Paiva, R. E. F., Abbehausen, C., Bergamini, F. R. G., Corbi, P. P. Study of the inclusion of a Ag(I)-Nimesulide complex into the cavity of βcyclodextrin. In: 243rd ACS National Meeting & Exposition, 2012, San Diego. Abstracts of Papers, 2012. . xv .

(15) 9. Bergamini, F. R. G., Abbehausen, C., Magalhães, A., Corbi, P. P. Síntese e caracterização de um complexo de Pd(II) com 2-mercaptotiazolina. In: 34a Reunião Anual da SBQ, 2011, Florianópolis. Livro de resumos da 34ª Reunião Anual da SBQ, 2011. 10. Abbehausen, C., Coltre, D., Corbi, P. P. Síntese e caracterização de um novo complexo de Pd(II) com L-aliina In: 34a Reunião Anual da SBQ, 2011, Florianópolis. Livro de resumos da 34ª Reunião Anual da SBQ, 2011. 11. Abbehausen, C., Lustri, W. R., Formiga, A. B., Corbi, P. P. Silver(I) complex with N-acetyl-L-cysteine: chemical, spectroscopic characterization and antibacterial studies In: XV Brazilian Meeting on Inorganic Chemistry - II Latin America Meeting on Biological Inorganic Chemistry, 2010, Angra dos Reis. Abstracts XV Brazilian Meeting on Inorganic Chemistry - II Latin American Meeting on Inorganic Chemistry, 2010. p.113 - 113 Orientações e Supervisões ______________________________________________________________________ Orientações Iniciação científica 1. Nina Torres Zanvettor. Complexos de Ag(I) e Pt(II) com SFX: síntese, caracterização e aplicações. 2011. - Universidade Estadual de Campinas. Bolsista FAPESP. 2. Juliana Fukuoka Castro. Novos complexos metálicos de Ag(I) e Pt(II) com 2mercaptotiazolina: síntese, caracterização e ensaios biológicos. 2011.- Universidade Estadual de Campinas. Bolsista CNPq. 3. Wesley Francisco Lino Jardim. Síntese, caracterização e aplicações farmacológicas de complexos metálicos com sulfadiazina. 2011. Iniciação científica (Farmácia) - Universidade Estadual de Campinas. Bolsista FAPESP. 4. Juliana Fukuoka Castro. Complexos de ouro, paládio e platina com mercaptanas. 2010. Iniciação científica (Farmácia) - Universidade Estadual de Campinas. Bolsista CNPq. Orientação de outra natureza 1. Fernando Rodrigues Goulart Bergamini. Síntese e caracterização de um complexo de paládio(II) contendo um ligante N,S-doador. 2010. Orientação de outra natureza (Química) - Universidade Estadual de Campinas 2. Danille Coltre. Síntese e caracterização de um complexo de Pd(II) com L-aliina. 2010.- Universidade Estadual de Campinas 3. Mariana B. Marinucci. Síntese e caracterização de um novo complexo de Ag(I) com N-acetil-L-cisteína. 2010.- Universidade Estadual de Campinas 4. Vivian Curto Cardoso. Estudos de interação de um complexo de Pd(II) deoxialiina com o DNA. 2013.- Universidade Estadual de Campinas Orientações e supervisões em andamento Iniciação científica 1. Carlos Marrote Manzano. Estudos de interação dos complexos Pt(II)-L-aliina, Pd(II)-L-aliina e Au(I)-2-mercaptotiazolina com ácidos nucleicos e aminoácidos modelo. 2013. - Universidade Estadual de Campinas. Bolsista CNPq. . xvi .

(16) Resumo DESENVOLVIMENTO DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO COM ATIVIDADES ANTIBACTERIANAS E ANTITUMORAIS, E INTERAÇÕES COM BIOMOLÉCULAS. Complexos de Pd(II) com L-aliina ([Pd(C6H11NO3S)2]), Ag(I) com N-acetil-L-cisteína ([Ag(C5H9NO3S)]),. Ag(I). com. sulfadoxina. ([Ag(C12H13N4O4S)]),. Au(I). com. 2-. mercaptotiazolina ([Au(CN)(C3H5NS2)]) e uma série de complexos trifenilfosfinoouro(I) com ligantes N-heterocíclicos ([Au(PPh3)L]+) foram sintetizados e caracterizados por um conjunto de análises químicas e espectroscópicas. O complexo de Pd(II) com Laliina apresentou-se solúvel em água. A concentração inibitória minima (CIM) sobre cepas de Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Escherichia coli apresentou valores na faixa de 125 – 500 µg mL-1 e a atividade antitumoral sobre células HeLa apresentou IC50 de aproximadamente 20 µmol L-1. O DNA se mostrou um alvo provável por estudos de fluorescência com brometo de etídio. O complexo de Au(I) com 2-mercaptotiazolina apresentou atividade antitumoral expressiva contra células HCT116, A2780, HeLa e MCF7 com IC50 da ordem de 2 µmol L-1. O complexo ainda se mostrou seletivo, sendo o IC50 para células não tumorigênicas (3T3) de 21 µmol L-1. A investigação preliminar de seus mecanismos de ação demonstrou que o DNA não parece ser o alvo para estes compostos. A atividade antibacteriana foi observada em testes de difusão em disco para as cepas de E. coli, P. aeruginosa e S. aureus. Os complexos de Ag(I) com N-acetil-L-cisteina e sulfadoxina apresentaram atividades antibacterianas significativas sobre cepas Gram-positivas e Gram-negativas avaliados pelo método de difusão em disco. Complexos do tipo [Au(PPh3)L]+, onde L = N-heterocíclico apresentaram atividades antitumorais sobre linhagens HCT116, A2780 e MCF7 com IC50 da ordem de 2 µmol L-1. Não se observou variação significativa com a utilização de diferentes L no IC50, bem como no acúmulo celular. O bloqueio do ciclo celular ocorre em fase G1 e não se observou interações com o DNA por estudos in vitro. A interação destes complexos com domínios dedos de zinco (zinc fingers, ZF) Cis2His2 e Cis3His mostrou diferenças importantes na reatividade dos complexos dependendo do tipo de finger e do ligante L. Pela primeira vez, fragmentos [Au(PPh3)-apopeptídeo] de longa vida foram observados após a ejeção do zinco nestes peptídeos. . xvii .

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(18) Abstract DEVELOPMENT OF COORDINATION COMPOUNDS WITH ANTIBACTERIAL AND ANTITUMOR ACTIVITIES, AND INTERACTIONS WITH BIOMOLECULES. Complexes of Pd(II) with L-alliin ([Pd(C6H11NO3S)2]), Ag(I) with N-acetyl-L-cysteine ([Ag(C5H9NO3S)]),. Ag(I). with. sulfadoxine. ([Ag(C12H13N4O4S)]),. Au(I). with. 2-mercaptotiazoline ([(Au(CN)(C3H5NS2)]) and a series of complexes of triphenylphosphinegold(I) with N-heterocyclic ligands ([Au(PPh3)L]+) were synthesized and characterized by a set of chemical and spectroscopic analyses. The Pd(II) complex with L-alliin is soluble in water. The minimum inhibitory concentration against S. aureus, P. aeruginosa and E. coli strains was found in the range of 125 – 500 µg mL-1 and the antitumor activity against HeLa cells showed an IC50 of 20 µmol L-1. Fluorimetric studies, using ethidium bromide as probe, showed that DNA is the probable cellular target. The Au(I) complex with 2-mercaptothiazoline presented noteworthy antitumor activity against HCT116, A2780, HeLa and MCF7 cell lines with IC50 around 2 µmol L-1. In addition, the complex showed selectivity, with the IC50 being 21 µmol L-1 for the non-tumorigenic cell line 3T3. The preliminary investigations of its biological mechanism showed that the DNA is not a target for this complex in the cells. The complex also showed antibacterial activity against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. The silver complexes with N-acetyl-L-cysteine and sulfadoxine presented significant antibacterial activities against Gram-positive and Gram-negative strains. The [Au(PPh3)L]+ complexes, which L = N-heterocyclic, showed antitumor effects against HCT116, A2780 and MCF7 with IC50 of approximately 2 µmol L-1. No significant variation was observed in the IC50 and cell uptake for the diferent L. The cell cycle arrest was observed in G1 phase and no DNA interaction was detected by in vitro studies. The reactivity of these complexes with zinc fingers models Cis2His2 and Cis3His is dependent on the kind of finger and on L. The results reported here represent the first observation of long-lived fragments [Au(PPh3)-apopeptide] in the coordination sphere of these peptides after zinc ejection.. . xix .

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(20) Sumário. LISTA DE ABREVIATURAS ...................................................................................... XXV LISTA DE FIGURAS ................................................................................................. XXXI LISTA DE TABELAS ............................................................................................. XXXVII PARTE I APRESENTAÇÃO DA TESE ......................................................................... 1 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................ 3 1.1. O câncer e as infecções bacterianas .............................................................................................. 3. 1.2. Íons metálicos em sistemas biológicos ......................................................................................... 3. 1.3 Complexos metálicos e suas aplicações na clínica médica ........................................................ 4 1.3.1 Complexos de platina como antitumorais .................................................................................... 4 1.3.2 Complexos de prata como antibacterianos .................................................................................. 6 1.3.3 Compostos de ouro como agentes antirreumáticos, antitumorais, antimicrobianos e antivirais .. 8 1.4. Proteínas dedos de zinco (Zinc Fingers, ZF) como alvos biológicos........................................ 10. 1.5 Ligantes bioativos utilizados neste estudo.................................................................................. 14 1.5.1 Considerações estruturais e de coordenação dos ligantes utilizados neste trabalho ................ 15 1.5.2 Considerações sobre a atividade biológica dos ligantes utilizados neste trabalho .................... 21. CAPÍTULO 2 OBJETIVOS .......................................................................................... 27 2.1. Objetivo geral .................................................................................................................................. 27. 2.2. Objetivos específicos ..................................................................................................................... 27. CAPÍTULO 3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................... 29 3.1. Materiais .......................................................................................................................................... 29. 3.2 Síntese dos complexos .................................................................................................................. 29 3.2.1 Síntese do complexo de Au(I) com 2-mercaptotiazolina (Aumtz) .............................................. 29 3.2.2 Síntese dos complexos de trifenilfosfinoouro(I) ......................................................................... 30 3.2.3 Síntese dos complexos com aminoácidos ................................................................................. 30 3.2.4 Síntese do complexo de Ag(I) com sulfadoxina (Agsfx) ............................................................ 31 3.3. Caracterização dos compostos ..................................................................................................... 32. . xxi .

(21) 3.4 Estudos de modelagem molecular utilizando DFT ...................................................................... 33 3.4.1 Otimizações de geometria ......................................................................................................... 33 3.4.2 Frequências vibracionais harmônicas ........................................................................................ 33 3.4.3 Transições eletrônicas ............................................................................................................... 33 3.4.4 Deslocamentos químicos de RMN ............................................................................................. 34 3.5 Estudos em culturas de células .................................................................................................... 34 3.5.1 Ensaios da atividade antibacteriana pelo método de difusão em disco ..................................... 34 3.5.2 Ensaio da atividade antibacteriana pela determinação da concentração inibitória mínima (CIM) 35 3.5.3 Ensaios de citotoxicidade ........................................................................................................... 35 3.5.4 Avaliação da absorção celular ................................................................................................... 36 3.5.5 Estudos do ciclo celular por citometria de fluxo ......................................................................... 36 3.6 Interação dos complexos com DNA.............................................................................................. 37 3.6.1 Determinação do ponto de fusão do DNA na presença e ausência dos complexos ................. 37 3.6.2 Interação do DNA com brometo de etídio (EtBr) na presença e ausência dos complexos ....... 37 3.7 Interação dos complexos com biomoléculas .............................................................................. 38 3.7.1 N-acetil-L-cisteína (nac) e L-metionina (met) ............................................................................. 38 3.7.2 N-acetil-L-triptofano .................................................................................................................... 38 3.8 Interação com ZF usando peptídeos modelo............................................................................... 39 3.8.1 Dicroísmo Circular e espectrometria de massas ....................................................................... 39 31 3.8.2 RMN de P ................................................................................................................................ 39. PARTE II RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................ 41 CAPÍTULO 4 COMPLEXOS COM AMINOÁCIDOS ................................................... 43 4.1. Síntese da L-aliina(ali) .................................................................................................................... 43. 4.2 Complexo de Pd(II) com L-aliina ................................................................................................... 43 4.2.1 Síntese ....................................................................................................................................... 43 4.2.2 Análise Elementar ...................................................................................................................... 43 4.2.3 Análise Termogravimétrica e análise térmica diferencial simultânea (TGA/DTA) ..................... 44 4.2.4 Espectrometria de massas ......................................................................................................... 45 4.2.5 Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho ....................................................... 46 4.2.6 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear ................................................................. 48 4.2.7 Estudos estruturais da coordenação por DFT ........................................................................... 52 4.2.8 Atividade antibacteriana ............................................................................................................. 55 Atividade antitumoral ............................................................................................................................. 56 4.2.9 Interação com biomoléculas - DNA ............................................................................................ 56 4.3 Complexo de Ag(I) com N-acetil-L-cisteína .................................................................................. 58 4.3.1 Análise Elementar ...................................................................................................................... 58 4.3.2 Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial simultâneas ........................................ 59 4.3.3 Espectrometria de massas ......................................................................................................... 60 4.3.4 Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho ....................................................... 60 4.3.5 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear ................................................................. 62 4.3.6 Estudos por DFT ........................................................................................................................ 63 4.3.7 Avaliação da atividade antibacteriana ........................................................................................ 65 4.3.8 Avaliação da atividade antitumoral ............................................................................................ 66. . xxii .

(22) CAPÍTULO 5 COMPLEXO DE AG(I) COM SULFADOXINA ...................................... 67 5.1 Complexo de Ag(I) com sulfadoxina ............................................................................................. 67 5.1.1 Síntese ....................................................................................................................................... 67 5.1.2 Análise Elementar ...................................................................................................................... 67 5.1.3 Análise Termogravimétrica e análise térmica diferencial simultânea ........................................ 67 5.1.4 Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho ....................................................... 68 5.1.5 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear ................................................................. 70 5.1.6 Espectrometria de Massas ......................................................................................................... 73 5.1.7 Estudos estruturais da coordenação por DFT ........................................................................... 74 5.1.8 Avaliação da atividade antibacteriana ........................................................................................ 76. CAPÍTULO 6 LIGANTES N,S-HETEROCÍCLICOS - TIAZOLIDINAS ....................... 77 6.1. Caracterização da 2-mercaptotiazolina(mtz) ................................................................................ 77. 6.2. Estudos do equilíbrio tautomérico da mtz ................................................................................... 77. 6.3 Complexo de ouro(I) com mtz (Aumtz) ......................................................................................... 88 6.3.1 Análise Elementar ...................................................................................................................... 88 6.3.2 Análise Termogravimétrica/Termo diferencial (TG/DTA) ........................................................... 88 6.3.3 Espectroscopia Vibracional de Absorção na Região do Infravermelho ..................................... 89 6.3.4 Estudos por Ressonância Magnética Nuclear ........................................................................... 91 6.3.5 Estudos por DFT ........................................................................................................................ 94 6.3.6 Avaliação da atividade antibacteriana ........................................................................................ 97 6.3.7 Avaliação da atividade antitumoral ............................................................................................ 97 6.3.8 Interações com Biomoléculas - DNA ......................................................................................... 99. CAPÍTULO 7 SÉRIE DE COMPLEXOS TRIFENILFOSFINOOURO(I)-N-HETEROCÍCLICOS ....................................................................................................................... 103 7.1. Síntese do precursor clorotrifenilfosfinoouro(I) [AuCl(PPh3)] ................................................. 103. 7.2. Síntese ........................................................................................................................................... 103. 7.3 Caracterização dos complexos [Au(PPh3)-N-heterocíclico] ..................................................... 104 7.3.1 Análise Elementar .................................................................................................................... 104 7.3.2 Ressonância magnética nuclear .............................................................................................. 104 7.3.3 Espectrometria de massas ....................................................................................................... 112 7.3.4 Titulação Potenciométrica ........................................................................................................ 114 7.4 Atividade dos complexos sobre células tumorais .................................................................... 115 7.4.1 Citotoxidade ............................................................................................................................. 115 7.4.2 Acúmulo celular ........................................................................................................................ 116 7.4.3 Bloqueio do ciclo celular (cell cycle arrest) .............................................................................. 117 7.5 Interação com Biomoléculas ....................................................................................................... 120 7.5.1 DNA .......................................................................................................................................... 120 7.5.2 Aminoácidos sulfurados ........................................................................................................... 122 7.5.3 N-acetil-triptofano ..................................................................................................................... 124 7.5.4 Interação com peptídeos modelos de Zinc Fingers (ZF) ......................................................... 126. . xxiii .

(23) PARTE III CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................... 141 CAPÍTULO 8 CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS ................................................... 143 8.1. Aminoácidos ................................................................................................................................. 143. 8.2. Sulfadoxina.................................................................................................................................... 144. 8.3. Tiazolidina (2-mercaptotiazolina) ................................................................................................ 144. 8.4. Trifenilfosfinoouro(I)-N-heterocíclicos ....................................................................................... 145. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 147. . xxiv .

(24) Lista de abreviaturas [Au(NH2pic)(PPh3)] – Complexo trifenilfosfinoouro(I) com ligante 2-amino-4-picolina e contraíon nitrato [Au(PPh3)-N-heterocíclico] – Complexo trifenilfosfinoouro(I) com ligante N-heterocíclico e contraíon nitrato [Au(PPh3)DMAP] – Complexo trifenilfosfinoouro(I) com ligante dimetilaminopiridina e contraíon nitrato [Au(PPh3)pic] – Complexo trifenilfosfinoouro(I) com ligante 4-picolina e contraíon nitrato A2780 – Human Ovarian Carcinoma Cell Line, Linhagem de Células de Carcinoma de Ovário ACN – Acetonitrila Agnac – N-acetilcisteinatoprata(I) Agsfx – Sulfadoxinatoprata(I) ali – L-aliina apoF2NCp7 – Peptídeo sem metal coordenado do segundo finger (C-terminal) do Nucleocapsídeo do vírus HIV-1 apoF3Sp1 - Peptídeo sem metal coordenado do terceiro finger do fator de transcrição Sp1 ATCC – American Type Cell Collection, Coleção de Células Norte Americana Aumtz – Ciano-2-mercaptotiazolinaouro(I) Aunac – Poly-(µ-N-acetilcisteinato)ouro(I) B3LYP – Becke, three parameter, Lee-Yang-Parr hybrid functional, Funcional Híbrido Becke, três parâmetros, Lee-Yang-Parr Balb3T3 – Mouse embryonic fibroblast cell line, Linhagem celular de fibroblastos de embrião de rato BCS – Brain Calf Serum, Soro de Cérebro Bovino BHI – Brain Heart Infusion, Infusão de Cérebro e Coração btz – Mercaptobenzotiazol. CFU – Colony Forming Unit, Unidade Formadora de Colônia. CIM – Concentração Inibitória Mínima. . xxv .

(25) Cis – Cisteína. CLSI – Clinical Laboratory Standards Institute, Instituto de Padrões de Laboratórios Clínicos. CP/MAS – Cross Polarization/Magic Angle Spinning, Polarização Cruzada / Rotação em torno do Ângulo Mágico. CT-DNA – Calf Thymus Deoxyribonucleic acid, Ácido desoxirribonucleico de timo de bezerro. DC – Espectroscopia de Dicroísmo Circular. DFT – Density Functional Theory, Teoria do Funcional de Densidade Dien - Dietilenodiamina DMA – Dimetilacetamida. DMAP – Dimetilaminopiridina. DMEM – Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium, Meio de Cultura de Eagle Modificado por Dulbecco DMF – Dimetilformamida DMSO – Dimetilsulfóxido DNA – Deoxyribonucleic acid, Ácido Desoxirribonucleico DRX – Difração de Raios X ESI-MS - Electrospray Ionization Mass Spectrometry, Espectrometria de Massas com Ionização por Eletrospray EtBr – Ethidium Bromide, Brometo de Etídio. F2NCp7 – Segundo Zinc Finger do Nucleocapsídeo do Vírus HIV-1. F3Sp1 – Terceiro Zinc Finger do Fator de Transcrição Sp1. FCS – Fetal Calf Serum, Soro Fetal Bovino. GAMESS – General Atomic and Molecular Electronic Structure System, Sistema Geral de Estrutura Eletrônica e Molecular GATA - Globin Transcription Factor, Fator de Transcrição de Globina GIAO – Gauge Invariance Atomic Orbitals HCT116 – Human Colon Carcinoma Type 116 Cell Line, Linhagem de Células de Carcinoma de Cólon tipo 116. . xxvi .

(26) HeLa – Henrietta Lacks, Cervical Cancer Cell Line, Linhagem de Células de Câncer Cervical Henrietta Lacks HF – Hartree-Fock His - Histidina HIV - Human Immunodificiency Virus, Vírus da Imunodeficiência Humana HMBC – Heteronuclear Multiple Bond Coherence, Coerência Heteronuclear a Múltiplas Ligações HOMO – Highest Occupied Molecular Orbital, Orbital Molecular Ocupado de Mais Alta Energia IC50 – Inhibitory Concentration 50%, Concentração Inibitória a 50% IC90 – Inhibitory Concentration 90%, Concentração Inibitória a 90% ICP-MS – Inductive Coupled Plasma - Mass Spectrometry, Espectrometria de Massas por Plasma Induzido Acoplado IV – Espectroscopia no infravermelho LANL2DZ – Los Alamos National Laboratory 2 Double Zeta LUMO – Lowest Unoccupied Molecular Orbital, Orbital Molecular Desocupado de Mais Baixa Energia MCF7 – Michigan Cancer Foundation 7, Human Breast/Mammarian Cancer Cell Line, Linhagen de Células Humanas Cancerígenas de Mama da Fundação do Câncer de Michigan 7. met – L-metionina MS/MS – Mass Spectrometry/Mass Spectrometry, Espectro de fragmentação de um íon específico obtido por ESI-MS MTT - Brometo de (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio mtz – 2-mercaptotiazolina mtz-S – Tautômero tiona da mtz mtz-SH – Tautômero tiol da mtz nac – N-acetil-L-cisteína NCp7 - Nucleocapsid Protein 7, Proteína do Nucleocapsídeo 7 NG97 – Human Glioma Cell Line, Linhagem de Células de Glioma Humano NH2pic – 2-amino-4-picolina . xxvii .

(27) PARP - Poliadenosinediphosphate Polymerase, Poliadenosinadifosfato polimerase PBE0 – Perdew-Burke-Ernzerhof Exchange Correlation Funcional, Funcional de Correlação de Troca Perdew-Burke-Ernzerhof PBS – Phosphate Buffer Saline, Tampão Fosfato PCM – Polarizable Continuum Model, Modelo de Polarização Contínua Pdali – Bis(aliinato)paládio(II) PDB - Protein Data Bank, Banco de Dados de Proteínas Pdnac – Bis(N-acetilcisteinato)paládio(II) Ph – Phenyl, Fenil PI – Propidium Iodide, Iodeto de Propídio pic – 4-picolina PPh3 – triphenylphosphine, trifenilfosfina Ptnac – Aquopoly(µ-N-acetilcisteinato-S)platina(II) RMN – Ressonância Magnética Nuclear RNA - Ribonucleic Acid, Ácido Ribonucleico RPMI – Roswell Park Memorial Institute Medium, Meio de cultura do Instituto Memorial Roswell Park. sfd –Sulfadiazina sfx – Sulfadoxina SIV – Simian Immunodeficiency Virus, Vírus da Imunodeficiência de Símios SIVmac215 - Simian Immunodificiency vírus, origin macaques, type 215. Vírus da Imunodeficiência de Símios, origem chimpanzés, tipo 215 Sp1 – Specificity Protein 1, Proteína de Especificidade 1 TD-DFT – Time Dependent Density Functional Theory, Teoria do Funcional de Densidade Dependente do Tempo Terpy - Terpiridina TG/DTA – Thermogravimetric and Thermodifferential Analysis, Análise Termogravimétrica e análise térmica diferencial. tht – Tetrahidrotiofeno TMS – Tetrametilsilano TRIS - Tris(hidroximetil)aminometano . xxviii .

(28) UV – Radiação Ultravioleta UV-Vis – Espectroscopia no Ultravioleta-Visível ZF - Zinc Finger, Dedo de Zinco ZIF268 - Zinc Finger Protein 268 , Proteína Dedo de Zinco 268. . xxix .

(29) . . xxx .

(30) Lista de Figuras Figura 1. Estrutura dos fármacos de platina. ................................................................... 5 Figura 2. Estrutura da sulfadiazina de prata. Adaptada da referência 42. ...................... 7 Figura 3. Compostos de Au(I): à esquerda - utilizados no tratamento da artrite reumatoide (1 - Aurotiomalato de sódio (miocrisina), 2 – aurotioglicose (solganol) e 3 – auranofina); à direita compostos de Au(I) com difosfinas quelantes testados em ensaios pré clínicos como antitumorais. Adaptados da referência 55. ......................................... 9 Figura 4. (A) Estrutura genérica do ZF Cis2His2 (Figura adaptada por Thomas Splesttstoesser da estrutura PDB 1A1L) – íon zinco em verde e (B) Exemplo da reação do ZF com o DNA. (Figura extraída da estrutura de raios X (PDB 1A1L) , representando o complexo do DNA com a proteína ZIF268 contendo três ZF). 70 ............................... 10 Figura 5. Estrutura determinada por RMN do fator de transcrição Sp1 (Figura PDB 1Sp1 – à esquerda). Representação esquemática da sequencia de aminoácidos e da esfera de coordenação do íon zinco no terceiro ZF do fator de transcrição Sp1 (à direita) ............................................................................................................................ 11 Figura 6. Ativação da NCp7 no ciclo de vida do vírus HIV-1. Atuação do nucleocapsídeo em cada etapa do ciclo. Figura adaptada da referência 81. ............... 12 Figura 7. Sequência de aminoácidos da proteína NCp7 destacando os sítios de coordenação do zinco. A linha tracejada mostra o ZF mais reativo e que foi usado como modelo em nossas pesquisas (F2NCp7). ...................................................................... 12 Figura 8. Estruturas dos aminoácidos usados neste estudo ali – L-aliina e nac – Nacetil-L-cisteína. ............................................................................................................. 15 Figura 9. Estruturas dos complexos de Pd(II), Pt(II) e Au(I) com nac obtidos por Corbi e colaboradores. Adaptado das referências 100–102. ..................................................... 16 Figura 10. Estruturas da sulfadoxina (sfx) e sulfadiazina (sfd) ...................................... 17 Figura 11. Representação estrutural dos tautômeros 1,3-tiazolidina-2-tiona (forma tiona) e 2-mercaptotiazolina (forma tiol). ................................................................................. 17 Figura 12. Complexos de coordenação Ptmtz obtidos em diferentes pHs. Adaptados da referência 49. ................................................................................................................. 19 Figura 13. Representação esquemática dos modos de coordenação das tiazolidinas. Adaptado da referência 116. ........................................................................................... 20 Figura 14. Estrutura dos ligantes N-heterocíclicos utilizados neste estudo com seus valores de pKa indicados. .............................................................................................. 21 Figura 15. Esquema das reações da L-aliina em alho e cebola pela ação da enzima aliinase (Adaptado de E. Block, Garlic and other Alliums, 2010, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK.) .......................................................................................... 23 Figura 16. (A) Estrutura molecular do aminoácido triptofano. (B) Mecanismo de ejeção do zinco em zinc fingers por um complexo Pt-nucleobase. Extraído da referência 89. 26 . . xxxi .

(31) Figura 17. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Pdali obtido em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento 10 ºC min-1. Δm representa a diferença de massa entre os dois patamares. ............................................................... 44 Figura 18 Espectro de massas (ESI-MS) do complexo Pdali, em modo positivo, realizado em acetonitrila contendo 0,1% de ácido acético ............................................ 46 Figura 19. Espectros vibracionais na região do infravermelho, adquiridos em de pastilhas de KBr, da ali e Pdali com as principais frequências de vibração indicadas .. 47 Figura 20. Fórmula estrutural da ali com carbonos e hidrogênios numerados .............. 49 Figura 21. Espectro de 13C RMN da ali e Pdali em D2O. Atribuição dos sinais realizada de acordo com estrutura da ali apresentada com os carbonos numerados. ................. 50 Figura 22. Espectros bidimensionais de RMN de [1H-15N] da ali e do Pdali obtido pela técnica de HMBC. O acoplamento do 15N com o 1H a três ligações foi utilizado para adquirir o deslocamento químico do 15N e portanto o δ do 1H foi omitido. Deslocamentos químicos do 15N indicados nos espectros. ........................................... 51 Figura 23. Estrutura da ali otimizada por DFT(B3LYP) com as principais distâncias de ligação indicadas. Legenda: cinza - carbono; azul – nitrogênio; vermelho – oxigênio ; amarelo – enxofre; branco – hidrogênio ........................................................................ 52 Figura 24. Estruturas do complexo Pdali nas geometrias cis e trans otimizadas por DFT (B3LYP). As principais distâncias e ângulos de ligação estão indicados. ..................... 53 Figura 25. Espectros no infravermelho calculados da geometria cis e trans do complexo Pdali (A) média região (B) baixa região. O espectro experimental da Pdali no IV médio é apresentado em (A). ................................................................................................... 54 Figura 26. Perfil de inibição da viabilidade celular obtido por ensaio com MTT do composto Pdali em linhagem de células tumorais HeLa. .............................................. 56 Figura 27. (A) Fórmula estrutural do brometo de etídio (EtBr). (B) Estrutura molecular do brometo de etídio intercalado entre duas bases adenina-uracila criada por Karol Langner usando os software Visual Molecular Dinamics em 2005. Figura de domínio público. .......................................................................................................................... 57 Figura 28. Curvas da intensidade de emissão do brometo de etídio (EtBr) a 600 nm versus a razão molar [EtBr]/[DNA] adicionada em amostras de CT-DNA e CTDNA+Pdali ..................................................................................................................... 58 Figura 29. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Agnac. Δm representa a diferença de massa entre dois patamares ......................................... 59 Figura 30. Espectros vibracionais na região do infravermelho da nac e Agnac, adquiridos pelo método de pastilhas de KBr, com principais frequências de vibração indicadas ........................................................................................................................ 61 Figura 31. Espectro de 13C RMN da nac e Agnac no estado sólido (CP/MAS). Atribuição dos sinais realizada de acordo com estrutura apresentada com os carbonos numerados ..................................................................................................................... 62 Figura 32. Estruturas otimizadas por DFT da nac e Agnac. Legenda: C – cinza; N – vermelho; S – amarelo; N – azul; H – branco ................................................................ 63 . xxxii .

(32) Figura 33. Espectros vibracionais simulados por DFT (B3LYP) para a nac e Agnac ... 64 Figura 34. Perfis de inibição da viabilidade celular obtidos por ensaio de MTT do composto Agnac em linhagem de células tumorais HeLa . ........................................... 66 Figura 35. Análise termogravimétrica e termo diferencial do complexo Agsfx. A diferença de massa entre os dois patamares está indicada. ......................................... 68 Figura 36. Espectro vibracional na região do infravermelho da sfx e Agsfx, adquiridos pelo método e pastilhas de KBr, com principais frequências de vibração (em cm-1) e atribuições indicadas. .................................................................................................... 69 Figura 37. Estrutura da sfx (A) e Agsfx (B) com os átomos dos anéis numerados. ...... 70 Figura 38. Espectros de 13C RMN da sfx e Agsfx no estado sólido (CP/MAS). Atribuição dos sinais realizada de acordo com estrutura com carbonos numerados (Figura 37). . 71 Figura 39. Espectro de 15N RMN da sfx e Agsfx no estado sólido (CP/MAS). Atribuição dos sinais realizada de acordo com estrutura apresentada com átomos numerados (Figura 37). .................................................................................................................... 72 Figura 40. Espectro massas ESI-MS da Agsfx em modo positivo em metanol. ............ 73 Figura 41. Estrutura otimizada da (A) sfx (B) Agsfx. Legenda: cinza - carbono; azul – nitrogênio; vermelho – oxigênio ; amarelo – enxofre; branco – hidrogênio e cinza claro prata. .............................................................................................................................. 74 Figura 42. Espectros vibracionais calculados e experimentais da sfx (A) e Agsfx (B). . 75 Figura 43. Equilíbrio tautomérico da mtz. A) Tautômero tiona B) Tautômero tiol .......... 77 Figura 44. Estruturas otimizadas da mtz-S (tiona) e da mtz-SH (tiol) por DFT (B3LYP)78 Figura 45. Espectros no infravermelho simulados para os tautômeros tiol e tiona da mtz por DFT (B3LYP) e espectro experimental da mtz no estado sólido, adquiridos pelo método de pastilhas de KBr. .......................................................................................... 79 Figura 46. Espectros eletrônicos da mtz (3,0 · 10-2 mol L-1) em diferentes solventes na faixa de 300 – 400 nm. .................................................................................................. 81 Figura 47. Orbitais de fronteira de Kohn-Sham (a) HOMO (b) LUMO do tautômero tiona, (c) HOMO (d) LUMO do tautômero tiol obtidos por DFT (B3LYP). ............................... 82 Figura 48. Espectros de RMN de 1H da mtz a 25 ˚C em diferentes solventes. ............. 83 Figura 49. Curvas de Van’t Hoff para a mtz em diferentes solventes ........................... 87 Figura 50. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Aumtz. Δm representa a diferença de massa entre os dois patamares. Caixa à direita: Análise do resíduo por DRX e seu padrão de difração teórico de acordo com JCPDS – International Centre for Diffraction Data - file 04-0784. ................................................. 89 Figura 51. Espectros vibracionais na região do infravermelho da mtz, Aumtz e K[Au(CN)2] com as principais frequências de vibração indicadas ................................. 90 Figura 52. Espectro de RMN de 1H da mtz e Aumtz adquiridos em solução de DMSOd6. Estrutura da mtz-SH com seus átomos numerados inserida no espectro. .............. 91 . . xxxiii .

(33) Figura 53. Espectros de RMN de 13C da mtz e Aumtz. Os deslocamentos químicos e atribuições, feitas de acordo com a estrutura da mtz inserida, são apresentados. ....... 92 Figura 54. Espectros bidimensionais de RMN de [1H-15N] da mtz e do Aumtz obtido pela técnica de HMBC em soluções de DMSO-d6. Deslocamentos químicos do 15N e 1H indicados nos espectros. ............................................................................................... 93 Figura 55. Estruturas otimizadas por DFT(B3LYP) dos modos de coordenação propostos. As estruturas destacadas apresentam seus espectros no IV teóricos na Figura 56. ....................................................................................................................... 94 Figura 56. Espectros vibracionais teóricos obtidos por DFT (B3LYP) em diferentes modos de coordenação da Aumtz (estruturas A e D indicadas na Figura 55) em comparação ao espectro experimental. ......................................................................... 96 Figura 57. Perfis de inibição obtidos por ensaio de MTT do composto Aumtz em diferentes linhagens de células tumorais e em fibroblasto (3T3). ................................. 98 Figura 58. Curvas da absorbância normalizada versus temperatura para obtenção doponto de fusão do DNA tratado com os compostos Aumtz nas razões molares [composto]/[DNA] indicadas no gráfico. O DNA não tratado é utilizado com controle negativo. A linha tracejada indica o ponto em que se observa um aumento de 50% na absorbância e onde se lê a temperatura de fusão. ..................................................... 101 Figura 59. Valores da intensidade de emissão do EtBr com a variação da razão molar (ri) [DNA]/[EtBr]. Comparação entre o DNA tratado com Aumtz e não tratado. .......... 102 Figura 60. Espectros de RMN de 31P dos compostos trifenilfosfinoouro(I)-Nheterocíclicos. Espectros referenciados ao (CH3)3PO4. .............................................. 105 Figura 61. Espectros de RMN de 1H do complexo [Au(PPh3)pic] e o ligante pic adquiridos em solução de CD3Cl e referenciadas ao TMS. ........................................ 106 Figura 62. Espectros de RMN de 13C do complexo [Au(PPh3)pic] e o ligante pic, adquiridos em solução de CD3Cl e referenciadas ao TMS. ........................................ 107 Figura 63. Espectros de RMN de 1H do complexo [AuNH2pic(PPh3)] e o ligante NH2pic em CDCl3 e do complexo [AuNH2pic(PPh3)] em CDCl3 + D2O. ................................... 108 Figura 64. Espectros de RMN de 13C dos complexos [Au(PPh3)NH2pic] e [AuCl(PPh3)] e do ligante NH2pic, adquiridos em CD3Cl e referenciados ao TMS. ............................. 109 Figura 65. Espectros de RMN de 1H do complexo [Au(PPh3)DMAP] e o ligante DMAP adquiridos em CD3Cl e referenciados ao TMS. ........................................................... 110 Figura 66 Espectros de RMN de 13C dos compostos [Au(PPh3)DMAP], DMAP e [AuCl(PPh3)] adquiridos em CD3Cl e referenciados ao TMS....................................... 111 Figura 67. Espectrometria de massas (ESI-MS) dos compostos trifenilfosfinoouro(I)-Nheterocíclicos ............................................................................................................... 113 Figura 68. Diagramas de espécies relativas em função do pH dos compostos obtidos por titulação potenciométrica (A) [AuCl(PPh3)]; (B) [Au(PPh3)pic] e (C) [Au(PPh3)DMAP];......................................................................................................... 114 . . xxxiv .

(34) Figura 69. Perfis de inibição da viabilidade celular obtidos por ensaio de MTT dos compostos [Au(PPh3)-N-heterocíclicos] e seu precursor [AuCl(PPh3)] em diferentes linhagens de células tumorais. .................................................................................... 116 Figura 70. Acúmulo de ouro em células da linhagem HCT116 tratadas com os compostos [Au(PPh3)-N-heterocíclicos] e [AuCl(PPh3)] medidos por ICP-MS. ........... 117 Figura 71. (A) Os estágios do ciclo celular. (B) Histograma da frequência de células em cada fase do ciclo celular medida através do DNA diploide por citometria de fluxo. Adaptado da referência 220. ......................................................................................... 118 Figura 72. Efeito dos compostos [Au(PPh3)-N-heterocíclico] e seu precursor [AuCl(PPh3)] no ciclo celular da linhagem HCT116 em tratamentos de 24 h e 48 h. Histogramas traçados como número de células versus intensidade fluorescente do iodeto de propídio. ....................................................................................................... 119 Figura 73. Curvas da absorbância normalizada versus temperatura para obtenção doponto de fusão do DNA tratado com os compostos [Au(PPh3)-N-heterocíclico] e seu precursor [AuCl(PPh3)] na razão molar [composto]/[DNA] 0,1. O DNA não tratado é utilizado com controle negativo. .................................................................................. 120 Figura 74. Valores da intensidade de emissão do EtBr com a variação da razão molar (ri) [DNA]/[EtBr] do DNA tratado com os complexos [Au(PPh3)-N-heterocíclico], [AuCl(PPh3)]. O DNA tratado com cisplatina foi usado como controle positivo e o DNA não tratado e o EtBr como controle negativo. ............................................................. 122 Figura 75. Espectros de RMN de 31P adquirido em acetonitrila dos compostos [Au(PPh3)pic] e [Au(PPh3)DMAP] e os seus respectivos produtos de reação com Nacetil-L-cisteína (nac). ................................................................................................. 123 Figura 76. Espectros de RMN de 31P dos compostos [Au(PPh3)pic] e [Au(PPh3)DMAP] e os seus respectivos produtos de reação em CD3CN com L-metionina em diferentes tempos de interação. ................................................................................................... 124 Figura 77. Curvas Eadie-Hofstee da interação dos complexos e ligantes com N-acetiltriptofano obtidos pela medida da emissão do N-acetil-triptofano ............................... 125 Figura 78. Espectros de Dicroísmo circular dos apopeptídeos e das reações dos apopeptídeos com acetato de zinco. A) NCp7 e B)Sp1 .................................................... 127 Figura 79. Espectrometria de massas realizada por eletrospray (A) do apoF2NCp7 e (B) do produto de reação do apoF2NCp7 com acetato de zinco. ............................... 128 Figura 80. Espectrometria de massas realizada por eletrospray do apoF3Sp1 e do produto de reação do apoF3Sp1 com acetato de zinco. ............................................. 129 Figura 81. ESI-MS varredura completa (modo positivo) da interação entre os compostos [Au(PPh3)-N-heterocíclico] e seu precursor [AuCl(PPh3)] com o F2NCp7 imediatamente após a mistura (tempo zero). .............................................................. 131 Figura 82. ESI-MS do composto [Au(PPh3)DMAP] (IV) incubado com F2NCp7 por 78h nas condições ambientes. ........................................................................................... 132 . . xxxv .

(35) Figura 83. MS/MS do sinal m/z 893.52 correspondente a [apoF2NCp7-AuPPh3]3+. Topo: varredura completa. Caixas: expansões das janelas m/z 100-280 e m/z 790-810. ..................................................................................................................................... 133 Figura 84. Espectros de dicroísmo circular do F2NCp7 e da sua interação com [Au(PPh3)DMAP] e seu precursor [AuCl(PPh3)] .......................................................... 134 Figura 85. RMN de 31P do compostos [Au(PPh3)DMAP] e sua interação com F2NCp7. A) [Au(PPh3)DMAP]; B) [Au(PPH3)DMAP] + F2NCp7 imediatamente após a mistura e C) [Au(PPh3)DMAP] + F2NCp7 após 7 dias. ............................................................... 135 Figura 86. ESI-MS varredura completa (modo positivo) da reação entre os compostos [Au(PPh3)-N-heterocíclico] e seu precursor [AuCl(PPh3)] com F3Sp1 imediatamente após a mistura. ............................................................................................................ 136 Figura 87. Espectros de dicroísmo circular do F3Sp1. (A) interação com [Au(PPh3)DMAP] e seu precursor [AuCl(PPh3)]. (B) Titulação do F3Sp1 com [Au(PPh3)DMAP].......................................................................................................... 138 Figura 88. Mecanismo de ejeção do Zn(II) em C-terminal NCp7 ZF pelos compostos [Au(PPh3)L]+ onde L = N-heterocíclico. Adaptado de Abbehausen C. e colaboradores Inorganic Chemistry, 2013, 52: 11280 ......................................................................... 139 . . xxxvi .

(36) Lista de Tabelas Tabela 1. Resultados de análise elementar para a L-aliina (ali) (C6H11NO3S · 0,5H2O) 43 Tabela 2. Resultados de análise elementar para o complexo de paládio com L-aliina (Pdali) (PdC12H22N2O6S2 · 2H2O) .................................................................................. 44 Tabela 3. Número de onda e respectivas atribuições das principais bandas observadas nos espectros vibracionais da ali e Pdali ....................................................................... 48 Tabela 4. Sinais de deslocamento químico do 1H (δ (ppm)) da ali e Pdali e suas respectivas atribuições. A diferença Δδ representa δPdali – δali. ..................................... 49 Tabela 5. Concentração inibitória mínima (CIM) do complexo Pdali sobre as cepas bacterianas consideradas. ............................................................................................. 55 Tabela 6. Resultados de análise elementar para a o complexo de prata com N-acetil-Lcisteína (Agnac) (AgC5H8NO3S · H2O) .......................................................................... 59 Tabela 7. Medidas do halo de inibição das cepas bacterianas tratadas com Agnac e nac. As massas utilizadas na impregnação dos discos estão indicadas. AgNO3 foi utilizado como controle. ................................................................................................. 65 Tabela 8. Resultados de análise elementar para o complexo de prata com sulfadoxina (Agsfx) (AgC12H13N4O4S). .............................................................................................. 67 Tabela 9. Valores das principais distâncias (em Å) e ângulos (em º) de ligação do grupo sulfonamida da sfx e da Agsfx calculados. Os valores experimentais da sfx são apresentados para comparação. ................................................................................... 75 Tabela 10. Perfil de sensibilidade antibiótica do complexo Ag-sfx e sfx sobre as cepas bacterianas consideradas .............................................................................................. 76 Tabela 11. Distâncias e ângulos de ligação otimizados por DFT (B3LYP) para os tautômeros da mtz. Dados experimentais obtidos por cristalografia de monocristal por Raper e colaboradores.201 ............................................................................................. 78 Tabela 12. Principais modos vibracionais teóricos para ambos os tautômeros da mtz obtidos por DFT (B3LYP) e valores experimentais ....................................................... 80 Tabela 13. Absorções eletrônicas máximas teóricas para os tautômeros tiol e tiona, obtidas por TD-DFT e experimentais (em nm). Absortividades molares experimentais. Valores em parênteses representam as constantes dielétricas dos solventes ............. 82 Tabela 14. Valores de deslocamento químico calculados e experimental do hidrogênio intercambiável NH/SH. .................................................................................................. 84 Tabela 15. Constantes de equilíbrio tautomérico (K) e energia livre de Gibbs obtidas através da integração dos sinais de 1H RMN adquiridos em diferentes temperaturas e calculadas conforme equações [5] e [6]. ....................................................................... 85 Tabela 16. Parâmetros da regressão linear dos gráficos da Figura 49, calor e entropia de tautomerização. ........................................................................................................ 87 Tabela 17. Resultados de análise elementar para a composição AuC4H4N2S2 [Au(CN)(C3H4NS2)] (Aumtz). .......................................................................................... 88 . xxxvii .

(37) Tabela 18. Números de onda e atribuições dos modos vibracionais observados para os compostos mtz e Aumtz ................................................................................................ 90 Tabela 19. Distâncias e ângulos de ligação para as estruturas do complexo Aumtz calculados. As medidas do tautômero tiol da mtz sãos apresentadas para comparação. ....................................................................................................................................... 95 Tabela 20. Medidas do halo de inibição das cepas bacterianas tratadas com Aumtz e mtz. As massas utilizadas na impregnação dos discos estão indicadas. Os antibióticos comerciais ceftriaxona (CRO) e gentamicina (GEN) foram utilizados como controles positivos. ........................................................................................................................ 97 Tabela 21. Valores de IC50 do composto Aumtz, [Au(PPh3)mtz], [Au(PPh3)btz] e cisplatina nas diferentes linhagens tumorais ................................................................. 99 Tabela 22. Resultados de análise elementar para o complexo [AuCl(PPh3)] de fórmula mínima AuC18H15PCl ................................................................................................... 103 Tabela 23. Resultados de análise elementar para a série de compostos trifenilfosfinoouro(I)-N-heterocíclicos ........................................................................... 104 Tabela 24. Valores de pKa obtidos por titulação potenciométrica dos compostos ...... 115 Tabela 25. Valores de IC50 dos compostos [Au(PPh3)N-heterocíclicos] e seu precursor [AuCl(PPh3)] nas linhagens tumorais indicadas. Cisplatina foi utilizada como controle positivo. ........................................................................................................................ 115 Tabela 26. Temperaturas de fusão do DNA tratados com diferentes razões molares de compostos. .................................................................................................................. 121 Tabela 27. Dados da regressão linear e constante de associação dos complexos e ligantes listados ........................................................................................................... 125 Tabela 28. Atribuição e abundância relativa dos principais sinais m/z encontrados nos espectros ESI-MS da Figura 81. .................................................................................. 132 Tabela 29. Atribuição e abundância relativa dos principais sinais m/z encontrados nos espectros ESI-MS da Figura 86 ................................................................................... 137 . . xxxviii .

(38) . Parte I Apresentação da Tese. . 1 .

(39) . . . 2 .