Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9BDVHX
metadata.dc.type: Tese de Doutorado
Title: Complexos metálicos de fluorquinolonas: síntese, atividade biológica e estudos do mecanismo de ação
metadata.dc.creator: Ligiane Rios Gouvea
metadata.dc.contributor.advisor1: Leticia Regina de Souza Teixeira
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Paulo Jorge Sanches Barbeira
metadata.dc.contributor.referee1: Gaspar Diaz Munoz
metadata.dc.contributor.referee2: Gilson de Freitas Silva
metadata.dc.contributor.referee3: Alzir Azevedo Batista
metadata.dc.contributor.referee4: Renata Galvão de Lima
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho, três complexos de Au(III) das fluorquinolonas norfloxacina (NOR), levofloxacina (LEVO) e esparfloxacina (SPAR) foram obtidos e caracterizados com técnicas físico-químicas e espectroscópicas: [AuCl2(NOR)]Cl.2H2O (1), [AuCl2(LEVO)]Cl.2H2O (2), [AuCl2(SPAR)]Cl.2H2O (3). Nestes complexos, NOR, LEVO e SPAR estão coordenados de forma neutra e bidentada ao Au(III), através dos átomos de nitrogênio do anel de piperazina, que é um modo incomum de coordenação para esta classe de compostos. Dois íons cloreto ocupam os sítios de coordenação restantes. A atividade citotóxica das fluorquinolonas e seus complexos de Au(III) foram testadas utilizando as linhagens tumorais A20 (Linfoma murino), B16-F10 (Melanoma murino), K562 (Leucemia mielóide humana) e como células normais (controle) utilizou-se a linhagem estabelecida MCR-5 (fibroblasto de pulmão humano) e L919 (Fibroblasto de pulmão murino). Todos os complexos foram mais ativos que seus ligantes livres correspondentes. O complexo [AuCl2(LEVO)]Cl.2H2O (2) foi selecionado para a fragmentação do DNA e análise de ciclo celular. Titulações espectroscópicas com calf-thymus DNA (CT DNA) mostraram que os complexos podem se ligar ao CT DNA, provavelmente por um contato externo (ligação eletrostática ou sulco, resultante do empilhamento dos pares de bases na dupla hélice). Os complexos apresentam boa interação com a albumina do soro bovino (BSA), com valores de constante de ligação relativamente elevadas. Complexos de Zn(II) com norfloxacina (NOR), ofloxacina (OFLO) e esparfloxacina (SPAR) na ausência ou na presença de 1,10-fenantrolina (fen) foram obtidos e caracterizados. Em todos os complexos, os ligantes foram coordenados através dos oxigênios da carbonila da cetona e do grupo carboxílico. Geometrias tetraédricas foram propostas para [ZnCl2(NOR)].H2O (4), [ZnCl2(OFLO)] (5), [ZnCl2(SPAR)] (6) e geometria octaédrica para [ZnCl2(NOR)(phen)].2H2O (8). As constantes de ionização dos complexos de Zn(II) com a NOR foram calculadas já que a atividade biológica dos fármacos depende do seu valor de pH. A interação desses complexos com CT DNA sugere que os complexos de Zn(II) podem ligar-se moderadamente por intercalação entre as bases de DNA. As interações entre os complexos de Zn(II) com a NOR e albumina do soro bovino (BSA) foram investigadas por espectroscopia de fluorescência no estado estacionário e resolvida no tempo, em pH 7,4. Os dados experimentais indicam que ambos os complexos se ligam à BSA por mecanismo estático. O gráfico da equação modificada de Stern-Volmer para o complexo (8) demonstra uma ligação preferencial perto de um dos dois resíduos de triptofano de BSA. As constantes de ligação obtidas (Kb) mostraram que a BSA teve maior afinidade para o complexo (8) do que para o complexo (4). Essa interação preferencial com sítios da proteína pode ser importante para os seus mecanismos de ação biológicos. A análise in vitro dos complexos de Zn(II) e seus ligantes contra as formas tripomastigotas sanguíneas e amastigotas intracelulares do Trypanosoma cruzi, o agente causador da doença de Chagas, mostrou que o complexo (8) foi o mais ativo contra as formas tripomastigotas da corrente sanguínea. Atividades antifúngicas e antibacterianas dos complexos de Zn(II) contra várias bactérias e fungos foram realizadas e comparadas com os ligantes NOR, OFLO e SPAR. Os complexos de Zn(II) mostraram uma atividade antimicrobiana mais elevada do que as fluorquinolonas frente ao fungo Aspergillus niger e a bactéria Salmonella typhi. Os complexos de manganês, [MnCl2(NOR)(H2O)2] (9), [MnCl2(SPAR)(H2O)2].3H2O (10), [MnCl2(NOR)(phen)].2H2O (11) e [MnCl2(SPAR)(phen)].3H2O (12), foram obtidos da reação do MnCl2.4H2O com a norfloxacina (NOR) e a esparfloxacina (SPAR). Em todos os casos, a NOR e a SPAR se coordenam na forma neutra ou zwiteriônica ao Zn(II). O efeito antifúngico e antibacteriano dos complexes (9-12) e seus ligantes foi testado frente a várias bactérias e fungos. Alguns complexos de Mn(II) exibiram alta atividade quando comparados com os ligantes. Estes complexos interagem com albumina sérica humana pelo processo estático. Com os valores obtidos para os parâmetros termodinâmicos (deltaG, deltaH e deltaS) inferiu-se que o processo de formação do sistema HSA-complexos de Mn(II) é espontâneo e que as forças de dispersão de London e ligação de hidrogênio desempenharam papéis importantes na estabilização do complexo.
Abstract: In this work, three Au(III) complexes of the fluoroquinolones norfloxacin (NOR), levofloxacin (LEVO) and sparfloxacin (SPAR) were prepared and characterized with physicochemical and spectroscopic techniques: [AuCl2(NOR)]Cl.2H2O (1), [AuCl2(LEVO)]Cl.2H2O (2), [AuCl2(SPAR)]Cl.2H2O (3). In these complexes, NOR, LEVO andSPAR act as bidentate neutral ligands bound to Au(III) through the nitrogen atoms of the piperazine ring, which is an unusual mode of coordination for this class of compounds. Two chloride ions occupy the remaining coordination sites. The cytotoxic activity of the fluoroquinolones and their Au(III) complexes was tested against the A20 (murine lymphoma), B16-F10 (murine melanoma) and K562 (human myeloidleukemia) tumor cell lines as well as the L919 (murine lung fibroblasts) and MCR-5 (human lung fibroblasts) normal cells lines. All complexes were more active than their corresponding free ligands. Complex [AuCl2(LEVO)]Cl (2) was selected for DNA fragmentation and cell cycleanalysis. Spectroscopic titration with calf-thymus DNA (CT DNA) showed that the complexes can bind to CT DNA, probably by an external contact (electrostatic or groove binding, resulting from stacking of the base pairs in the double helix). The complexes exhibit good binding propensity tobovine serum albumin (BSA) having relatively high binding constant values. Zn(II) complexes with norfloxacin (NOR), ofloxacin (OFLO) and sparfloxacin (SPAR) in the absence or in the presence of the 1,10-phenanthroline (phen) were obtained and characterized.In all complexes, the ligands were coordinated through oxygen atoms of the carbonyl group of the ketone and carboxylic acid. Tetrahedral geometries were proposed for [ZnCl2(NOR)].H2O (4), [ZnCl2(OFLO)] (5), [ZnCl2(SPAR)] (6) and octahedral geometry for [ZnCl2(NOR)(phen)].2H2O (8). The ionization constants of Zn(II) complexes with the NOR were calculated as the biological activity of the drug depends on its pH value. The interaction of these compounds with CT DNA suggests that the Zn(II) complexes can bind moderately by intercalation between DNAbases. The interactions between the Zn(II) complexes with the NOR and bovine serum albumin (BSA) were investigated by steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy at pH 7.4. The experimental data showed static quenching of BSA fluorescence, indicating that bothcomplexes bind to BSA. A modified Stern-Volmer plot for the quenching by complex (8) demonstrated preferential binding near one of the two tryptophan residues of BSA. The binding constants obtained (Kb) showed that BSA had higher affinity for complex (8) than for complex(4). This preferential interaction with protein sites could be important to their biological mechanisms of action. The analysis in vitro of the Zn(II) complexes and corresponding ligand were assayed against Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease and the data showed that complex (8) was the most active against bloodstream trypomastigotes. Antifungal and antibacterial activities of the Zn(II) complexes were evaluated and compared with the reference drugs SPAR, OFLO and NOR. The Zn(II) complexes showed higherantimicrobial activity than the fluoroquinolones against Aspergillus niger and Salmonella typhi. Mn(II) complexes, [MnCl2(NOR)(H2O)2] (9), [MnCl2(SPAR)(H2O)2].3H2O (10), [MnCl2(NOR)(phen)].2H2O (11) e [MnCl2(SPAR)(phen)].3H2O (12), with norfloxacin (NOR)and sparfloxacin (SPAR) were obtained from MnCl2.4H2O. In all cases the NOR and SPAR coordinate in the neutral zwitterionic form to Mn(II).Complexes (912), together with the corresponding ligands were evaluated for their antifungal and antibacterial effects. Some Mn(II) complexes exhibited higher potency than the free ligants. These complexes interacted with human serum albumin by the static process. The values obtained for the thermodynamic parameters (G, H and S) suggested that the formation process of HSA-Mn(II) complexes was spontaneous and that the London forces and hydrogen bonding played important roles in stabilizing the complexes.
metadata.dc.subject.other: Química inorgânica
Mecanismo de ação (Bioquímica)
Antibióticos
Complexos metálicos
metadata.dc.language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
metadata.dc.publisher.initials: UFMG
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9BDVHX
Issue Date: 26-Jul-2013
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