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http://hdl.handle.net/11422/27593
| Type: | Dissertação |
| Title: | Avaliação da atividade antioxidante de compostos de coordenação com os metais de transição ferro, cobre e manganês |
| Author(s)/Inventor(s): | Mattos, Larissa Maura de Melo |
| Advisor: | Pereira, Marcos Dias |
| Abstract: | As espécies reativas de oxigênio (EROs) desempenham um papel fundamental no metabolismo celular. No entanto, quando em excesso, superando a capacidade do sistema antioxidante, ou pela deficiência do mesmo podem gerar estresse oxidativo. A levedura Saccharomyces cerevisiae é um dos melhores modelos de sistema eucariótico unicelular para estudos sobre estresse oxidativo. Possui mecanismos próprios de ativação metabólica e de detoxificação, que não estão presentes em bactérias, permitindo ensaios para avaliação da atividade antioxidante de inúmeros compostos de forma rápida, econômica e reprodutível. Além das leveduras S. cerevisiae, larvas de Galleria mellonella vêm se apresentando como um ótimo modelo de estudo em substituição dos modelos de experimentação animal devido a sua facilidade de manipulação, semelhança entre seu sistema imune inato ao dos mamíferos, reprodução dos resultados encontrados em animais de experimentação e inexistência de regulamentação ética. Os compostos de coordenação contêm um ou mais átomos ou íons centrais, aos quais estão ligados moléculas neutras ou carregadas, além disso o átomo central é, geralmente, um metal de transição, capaz de formar ligações coordenadas com seus ligantes. As interessantes propriedades medicinais destes compostos têm motivado a síntese e caracterização de novos compostos antitumorais e/ou antioxidantes. Este trabalho teve por objetivo estudar o potencial antioxidante de três complexos de coordenação com os metais ferro, cobre e manganês. A atividade antioxidante foi analisada in vitro pela redução do DPPH e in vivo através do uso de Saccharomyces cerevisiae e Galleria mellonella Em S. cerevisiae a atividade antioxidante foi realizada em células de metabolismo fermentativo, e tratadas por 1h com cada composto por adição direta à cultura celular. Após os tratamentos, as células foram coletadas por centrifugação, lavadas com H2O estéril, ressuspensas em meio YPD 2% e depois estressadas com 1,0mM de H2O2 ou 30mM de menadiona por 1h. Para a peroxidação lipídica foi utilizado o método de TBARS, que consiste na detecção do malondialdeído formado durante o processo de peroxidação lipídica nas células. Para indução e ativação da Hsp104-GFP as células foram tratadas com os compostos durante 1h e, então foi realizada a visualização em microscópio de fluorescência. A análise da ativação da catalase e SOD foram realizadas através do acompanhamento da decomposição do H2O2 e da inibição da redução do azul de nitrotetrazólio (NBT) à formazan, respectivamente, na presença ou ausência do tratamento com os compostos de coordenação. Para os experimentos de envelhecimento cronológico as células cresceram até a fase estacionária, e submetidas ao tratamento (ou não) com os compostos, e mantidas a 28ºC a 160rpm durante 28 dias. A absorção do composto foi realizada por ICP-MS. Para analisar a atividade antioxidante em Galleria mellonella, as larvas de G. mellonella foram tratadas com os compostos através de injeção diretamente na hemocele e depois estressadas com 5M de H2O2. A sobrevivência das larvas foi acompanhada durante 7 dias. O ensaio DPPH indicou uma atividade antioxidante moderada com um valor de EC50(μM) de 64,3, 67,1 e 30,81 para os compostos de coordenação contendo os metais Fe, Cu e Mn, respectivamente. Nos testes in vivo os compostos apresentaram maior proteção nas concentrações de 12,5, 25 e 50μM. Os compostos reduziram entre 25% e 68% os valores de peroxidação lipídica quando comparados com o dano causado pelo H2O2. Foi observado que os compostos induziram a expressão da proteína de choque térmico Hsp104, mas não sua ativação. O tratamento com os compostos não ativou a catalase, porém foi capaz de ativar a Sod. Além disso, o tratamento com os compostos também foi capaz de prolongar o tempo de vida cronológico das células. Foi observado um aumento na absorção dos metais Fe, Mn e Cu com o aumento da concentração à que as células foram expostas, além de alterações na concentração de outros metais. As larvas de G. mellonella tratadas com os compostos apresentaram maior sobrevivência após o estresse provocado por 5M de H2O2, além disso, o tratamento não afetou a diferenciação entre as fases do ciclo de vida das larvas. |
| Abstract: | Reactive oxygen species (ROS) play a key role in cell metabolism. However, when in excess, surpassing the capacity of the antioxidant system, or due to its deficiency, it can generate oxidative stress. The yeast Saccharomyces cerevisiae is one of the best models of the unicellular eukaryotic system for studies on oxidative stress. The active components of metabolic activation and detoxification, which are not present in bacteria, allow tests to assess the antioxidant activity of compounds in a fast, economical and reproducible way. In addition to the S. cerevisiae yeasts, additional Galleria mellonella larvae expand as an excellent study model to replace animal experimentation models due to their ease of handling, similarity between their innate immune system to that of mammals, reproduction of those found in animals. experimentation and lack of ethical religion. Coordination compounds combine one or more central atoms or ions, to which neutral or charged molecules are attached, in addition the central atom is generally a transition metal, capable of forming coordinated bonds with its ligands. The medicinal properties of the compounds have motivated the synthesis and characterization of new antitumor and/or antioxidant compounds. This work aimed to study the antioxidant potential of three coordination complexes with metals iron, copper and manganese. Antioxidant activity was analyzed in vitro by DPPH reduction and in vivo through the use of Saccharomyces cerevisiae and Galleria mellonella In S. cerevisiae the antioxidant activity was performed in fermentative metabolism cells, and treated for 1h with each compound by direct addition to the culture cell phone. After treatments, cells were collected by centrifugation, washed with sterile H2O, resuspended in 2% YPD medium and then stressed with 1.0mM H2O2 or 30mM menadione for 1h. For lipid peroxidation, the TBARS method is used, which consists of detecting malondialdehyde formed during the lipid peroxidation process in cells. For induction and activation of Hsp104-GFP, the cells were treated with the compounds for 1h and then visualized under a fluorescence microscope. The analysis of catalase and SOD activation was performed by monitoring the decomposition of H2O2 and the inhibition of the reduction of nitrotetrazolium blue (NBT) to formazan, respectively, in the presence or absence of treatment with coordination compounds. For the chronological aging experiments how cells were grown to the stationary phase, and subjected to treatment (or not) with the compounds, and kept at 28°C at 160rpm for 28 days. Compound absorption was performed by ICP-MS. To analyze the antioxidant activity in Galleria mellonella, G. mellonella larvae were treated with the compounds through injection directly into the hemocoel and then stressed with 5M H2O2. The larvae were followed for 7 days. The DPPH assay indicates moderate antioxidant activity with an EC50 (μM) value of 64.3, 67.1 and 30.81 for coordination compounds containing the metals Fe, Cu and Mn, respectively. In in vivo tests they provide greater protection in the 12.5, 25 and 50μM standards. The compounds reduced between 25% and 68% the values of lipid peroxidation when compared to the damage emitted by H2O2. It was observed that the compounds induced the expression of the heat shock protein Hsp104, but not its activation. Treatment with compounds not active to catalase, however, was able to activate Sod. Furthermore, treatment with the compounds was also able to prolong the chronological lifespan of cells. An increase in the absorption of Fe, Mn and Cu metals was observed with the increase in the concentration to which the cells were exposed, in addition to changes in the concentration of other metals. G. mellonella larvae treated with the main compounds after stress caused by 5M H2O2, in addition, the treatment did not affect the differentiation between the stages of the larvae's life cycle. |
| Keywords: | Antioxidantes Complexos de coordenação Estresse oxidativo Saccharomyces cerevisiae Galleria mellonella |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Bioquímica |
| Production unit: | Instituto de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 2021 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | MATTOS, Larissa Maura de Melo. Avaliação da atividade antioxidante de compostos de coordenação contendo os metais de transição ferro, cobre e manganês. 2021. 112 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) – Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021. |
| Appears in Collections: | Bioquímica |
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