A espectroscopia de emissão e sua aplicação no estudo de moléculas orgânicas com interesse farmacológico

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Autor(a) principal: Castro, Gisele Franco de
Data de Publicação: 2020
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/4950561863058781
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8038
Resumo: As moléculas orgânicas bioativas (MOB) têm sua aplicação estendida tanto na física quanto na medicina devido as suas propriedades fotofísicas. O estudo da interação dessas moléculas com o meio biológico é um caminho para potencializar esses efeitos, principalmente os farmacológicos. Esse tipo de estudo muitas vezes por serem medidas indiretas deixam algumas incógnitas com relação a: espécie ativa; mecanismo de transporte na membrana biológica; tipo de interação e sítio associativo. A espectroscopia de emissão com o uso de pseudomembranas (micelas) possibilita responder ou elucidar estas questões. Buscou-se analisar três MOB: o DHMC, a Harmina e o APNH, todas com anel aromático em suas estruturas e propriedades biológicas distintas: antifúngico, alucinógeno e um carcinogênico, respectivamente. Foram utilizados cálculos da DFT com base 6-31 + G* e funcional B3LYP com o programa Spartan16 ® e Origin ® simulando ambientes hidrofílico e hidrofóbicos. Posteriormente foram realizadas medidas espectroscópicas de absorção UV-VIS e emissão (λexc= 313nm) em solvente hidrofóbico, hidrofílico e em micelas (neutra, aniônica e catiônica). A espécie ação do DHMC é o DHMC-H. O DHMC + desprotona e entra na micela e permanece acorado em sua região hidrofílica. A molécula Harmina comportou-se de forma diferente conforme a carga da micela. Quando a micela é neutra o monocátion desprotona e dentro da micela coexistem duas espécies: HR ancorada na região hidrofóbica e a espécie HR-H ancorada na região hidrofílica. Agora quando a carga micelar é negativa a Harmina tem como espécie ativa o HR-forte. Essa espécie fica ancorada na região aquosa formando um complexo de ligação de hidrogênio entre o nitrogênio da piridina da espécie HR. A carga micelar também propiciou um comportamento fotofísico distinto para a molécula APNH. A emissão em micela neutra foi semelhante ao comportamento fotofísico em meio hidrofílico. O APNH entrou na micela e ficou na região próxima à superfície. O APNH em micela aniônica teve suas propriedades fotofísicas anuladas e em micela catiônica o APNH ficou na região hidrofóbica (no núcleo da micela). Esse comportamento fotofísico ajuda a esclarecer o entendimento do mecanismo de transporte do APNH para o interior de uma micela. Também auxilia a compreensão da carcinogenicidade dessa molécula frente as células. Os sistemas de emissão juntamente com as outras metodologias foram eficazes no estudo das propriedades fotofísicas destas moléculas, demonstrando que essa metodologia também é uma forma de auxílio ao entendimento da interação droga/pseudomembrana fornecendo uma ideia da ação farmacológica.
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spelling A espectroscopia de emissão e sua aplicação no estudo de moléculas orgânicas com interesse farmacológicoEmission spectroscopy and its application in the study of organic molecules with pharmacological interestEspectroscopia de emissãoMoléculas orgânicas bioativasFarmacologia experimentalMembrana biológicaPropriedades fotofísicasCIÊNCIAS EXATAS E DA TERRAMoléculas bioativasInteraçãoEmissãoPropriedades supramolecularesPseudomembranaAção farmacológicaAs moléculas orgânicas bioativas (MOB) têm sua aplicação estendida tanto na física quanto na medicina devido as suas propriedades fotofísicas. O estudo da interação dessas moléculas com o meio biológico é um caminho para potencializar esses efeitos, principalmente os farmacológicos. Esse tipo de estudo muitas vezes por serem medidas indiretas deixam algumas incógnitas com relação a: espécie ativa; mecanismo de transporte na membrana biológica; tipo de interação e sítio associativo. A espectroscopia de emissão com o uso de pseudomembranas (micelas) possibilita responder ou elucidar estas questões. Buscou-se analisar três MOB: o DHMC, a Harmina e o APNH, todas com anel aromático em suas estruturas e propriedades biológicas distintas: antifúngico, alucinógeno e um carcinogênico, respectivamente. Foram utilizados cálculos da DFT com base 6-31 + G* e funcional B3LYP com o programa Spartan16 ® e Origin ® simulando ambientes hidrofílico e hidrofóbicos. Posteriormente foram realizadas medidas espectroscópicas de absorção UV-VIS e emissão (λexc= 313nm) em solvente hidrofóbico, hidrofílico e em micelas (neutra, aniônica e catiônica). A espécie ação do DHMC é o DHMC-H. O DHMC + desprotona e entra na micela e permanece acorado em sua região hidrofílica. A molécula Harmina comportou-se de forma diferente conforme a carga da micela. Quando a micela é neutra o monocátion desprotona e dentro da micela coexistem duas espécies: HR ancorada na região hidrofóbica e a espécie HR-H ancorada na região hidrofílica. Agora quando a carga micelar é negativa a Harmina tem como espécie ativa o HR-forte. Essa espécie fica ancorada na região aquosa formando um complexo de ligação de hidrogênio entre o nitrogênio da piridina da espécie HR. A carga micelar também propiciou um comportamento fotofísico distinto para a molécula APNH. A emissão em micela neutra foi semelhante ao comportamento fotofísico em meio hidrofílico. O APNH entrou na micela e ficou na região próxima à superfície. O APNH em micela aniônica teve suas propriedades fotofísicas anuladas e em micela catiônica o APNH ficou na região hidrofóbica (no núcleo da micela). Esse comportamento fotofísico ajuda a esclarecer o entendimento do mecanismo de transporte do APNH para o interior de uma micela. Também auxilia a compreensão da carcinogenicidade dessa molécula frente as células. Os sistemas de emissão juntamente com as outras metodologias foram eficazes no estudo das propriedades fotofísicas destas moléculas, demonstrando que essa metodologia também é uma forma de auxílio ao entendimento da interação droga/pseudomembrana fornecendo uma ideia da ação farmacológica.The bioactive organic molecules (MOB) have their application extended both in physics and in medicine due to their photophysical properties. The study of the interaction of these molecules with the biological environment is a way to enhance these effects, especially pharmacological effects. This type of study often because they are indirect measures leave some unknowns regarding: active species; transport mechanism in the biological membrane; type of interaction and associative site. Emission spectroscopy using pseudomembranes (micelles) makes it possible to answer or elucidate these questions. We sought to analyze three MOBs: DHMC, Harmina and APNH. All with aromatic ring in their structures and distinct biological properties: antifungal, hallucinogenic and carcinogenic, respectively. DFT calculations based on 6-31 + G * and functional B3LYP were used with the Spartan16 ® and Origin ® program simulating hydrophilic and hydrophobic environments. Subsequently, spectroscopic measurements of UV-VIS absorption and emission (λexc = 313nm) were performed in hydrophobic, hydrophilic solvent and in micelles (neutral, anionic and cationic). The DHMC action species is DHMC-H. DHMC + deprotones and enters the micelle and remains anchored in its hydrophilic region. The Harmina molecule behaved differently according to the micelle charge. When the micelle is neutral, the deprotoned monocation and within the micelle two species coexist: HR anchored in the hydrophobic region and the HR-H species anchored in the hydrophilic region. Now when the micellar load is negative, Harmina has HR-forte as its active species. This species is anchored in the aqueous region, forming a hydrogen bonding complex between the nitrogen of the HR species pyridine. The micellar charge also provided a distinct photophysical behavior for the APNH molecule. The neutral micelle emission was similar to the photophysical behavior in hydrophilic medium. The APNH entered the micelle and stayed in the region close to the surface. APHH in anionic micelle had its photophysical properties canceled and in cationic micelle APNH was in the hydrophobic region (in the micelle nucleus). This photophysical behavior helps to clarify the understanding of the mechanism of transport of APNH into a micelle. It also helps to understand the carcinogenicity of this molecule in front of cells. The emission systems along with the other methodologies were effective in studying the photophysical properties of these molecules, demonstrating that this methodology is also a way of helping to understand the drug / pseudomembrane interaction, providing an idea of the pharmacological action.Universidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências ExatasBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em QuímicaMarques, Alberto dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/9942676168552776Lucena Junior, Juracy Regis dehttp://lattes.cnpq.br/8119528339396944Lopes, José Arimatéia Dantashttp://lattes.cnpq.br/3421337623011794Segala, Karenhttp://lattes.cnpq.br/4698491030183035Castro, Gisele Franco dehttp://lattes.cnpq.br/49505618630587812020-12-08T20:56:53Z2020-07-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCASTRO, Gisele Franco de. A espectroscopia de emissão e sua aplicação no estudo de moléculas orgânicas com interesse farmacológico. 2020. 148 f. 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