Avaliação de atividade citotóxica e propriedades biológicas de diferentes compostos heterocíclicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Viegas, Gonçalo da Costa
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/17453
Resumo: As naftoquinonas e fenazinas têm-se revelado como famílias de compostos de elevado interesse devido à sua capacidade de interação com diversos alvos biológicos. Nesta dissertação, com o objetivo de estender a biblioteca de compostos com potencial interesse biológico, foram avaliados os efeitos de compostos de ambas as famílias sobre alguns alvos biológicos. Foi estudada a de inibição in vitro da acetilcolinesterase (AChE), alvo terapêutico para a doença de Alzheimer, e previsto o mecanismo de ação por estudos de interação in silico de docking molecular. Foi ainda determinado o efeito destes compostos sobre a morte celular em linhas celulares cancerígenas humanas, sendo posteriormente investigado o mecanismo de ação por avaliação da capacidade antioxidante, da indução da apoptose por citometria de fluxo e da sua interação com o DNA. Os derivados das fenazinas estudados revelaram capacidade de interação com o DNA, evidenciado mecanismos semelhantes associados ao fármaco doxorrubicina. Verificou-se um elevado potencial inibitório para derivados com substituintes de menor diâmetro molecular, N,5-dimetil-3-imino-3,5-dihidrofenazina-2-amina (1.b) e 2-hidroxi-4,8-dimetil-4,4a,10,10a-tetrahidro-3H-fenoxazina-3-ona (2.b) para a AChE e modos de interação previstos in silico semelhantes ao fármaco donepezilo. Os derivados das naftoquinonas revelaram um elevado potencial inibitório da AChE apresentando valores de inibição elevados quando funcionalizados com substituintes causadores de um aumento de densidade eletrónica nos anéis aromáticos, responsáveis pelas interações chave com a AChE, revelando modos de interação previstos in silico semelhantes ao donepezilo. Esta família de compostos revelou-se também com um elevado potencial citotóxico contra células Hep G2, apresentado o composto mais promissor, 4-(p-fenilenodiamina)-1,2-naftoquinona (4.b) um valor de EC50 (3±1 μM) próximo da doxorrubicina (1,46 μM). Em conclusão, este trabalho permitiu estabelecer a ligação entre a estrutura molecular das fenazinas e naftoquinonas e a sua atividade biológica, sendo possível também estabelecer ligações entre o tipo de alterações na estrutura destes compostos que permitem melhorar a sua atividade biológica.
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Foi ainda determinado o efeito destes compostos sobre a morte celular em linhas celulares cancerígenas humanas, sendo posteriormente investigado o mecanismo de ação por avaliação da capacidade antioxidante, da indução da apoptose por citometria de fluxo e da sua interação com o DNA. Os derivados das fenazinas estudados revelaram capacidade de interação com o DNA, evidenciado mecanismos semelhantes associados ao fármaco doxorrubicina. Verificou-se um elevado potencial inibitório para derivados com substituintes de menor diâmetro molecular, N,5-dimetil-3-imino-3,5-dihidrofenazina-2-amina (1.b) e 2-hidroxi-4,8-dimetil-4,4a,10,10a-tetrahidro-3H-fenoxazina-3-ona (2.b) para a AChE e modos de interação previstos in silico semelhantes ao fármaco donepezilo. Os derivados das naftoquinonas revelaram um elevado potencial inibitório da AChE apresentando valores de inibição elevados quando funcionalizados com substituintes causadores de um aumento de densidade eletrónica nos anéis aromáticos, responsáveis pelas interações chave com a AChE, revelando modos de interação previstos in silico semelhantes ao donepezilo. Esta família de compostos revelou-se também com um elevado potencial citotóxico contra células Hep G2, apresentado o composto mais promissor, 4-(p-fenilenodiamina)-1,2-naftoquinona (4.b) um valor de EC50 (3±1 μM) próximo da doxorrubicina (1,46 μM). Em conclusão, este trabalho permitiu estabelecer a ligação entre a estrutura molecular das fenazinas e naftoquinonas e a sua atividade biológica, sendo possível também estabelecer ligações entre o tipo de alterações na estrutura destes compostos que permitem melhorar a sua atividade biológica.Naphthoquinones and phenazines have proven to be compound families of high interest due to their ability to interact with various biological targets. In this dissertation, to expand the library of molecules with potential biological interest, various derivates from these families were studied against different biological targets. The compounds were studied via in vitro testing as Alzheimer’s disease therapeutical target, enzyme acetylcholinesterase (AChE) inhibitors, alongside in silico predictions of inhibition mechanisms by molecular docking. Cytotoxicity was studied on human cancer cell lines and, additionally, cell death mechanisms were investigated by analysis of antioxidant activity, DNA interaction and flow cytometry. Phenazine derivates revealed the capacity to interact with DNA in a similar mode as the commercial pharmaceutical doxorubicin. An elevated potential was also revealed in terms of AChE interaction, especially in deviates with low diameter ligands, 5-methyl-4,5-dihydrophenazine-2,3-diamine (1.b) and 2-hydroxy-4,8-dimethyl-4,4-dihydro-3H-phenoxazin-3-one (2.b), revealing similar in silico predicted interactions modes to AChE as the commercial pharmaceutical donepezil. Naphthoquinone derivates revealed an elevated inhibition potential when functionalized with ligands, responsible for an increased electronic density in key aromatic rings related to AChE interaction, revealing similar in silico predicted binding modes to donepezil. This family also revealed an elevated cytotoxic potential against Hep G2 cells, highlighting 4-(hydroxyphenylamino)naphthalene-1,2-dione (4.b) as the most promissory compound, with an EC50 of 3±1 μM, close to doxorubicin’s EC50 of 1,46 μM. This dissertation closes with the conclusions of success in establishing the connection between phenazines and naphthoquinones molecular structure and their biological activity, alongside the connection between structural changes that permit the increase and optimization of biological activity.Sousa, Ana Catarina Cardoso dePacheco, Rita Isabel DiasRCIPLViegas, Gonçalo da Costa2024-05-18T11:03:27Z20232023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/17453urn:tid:203467485porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-02-12T10:56:55Zoai:repositorio.ipl.pt:10400.21/17453Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T20:09:10.354162Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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