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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/71763| Tipo: | Tese |
| Título : | Reatividade de compostos inorgânicos que inibem a 2-trans-enoil-ACP (COA) redutase, um alvo anti-tuberculose |
| Autor : | Sousa, Eduardo Henrique Silva de |
| Tutor: | Moreira, Ícaro de Sousa |
| Palabras clave : | Química inorgânica;Tuberculose - Prevenção e controle |
| Fecha de publicación : | 2003 |
| Citación : | SOUSA, Eduardo Henrique Silva de. Reatividade de compostos inorgânicos que inibem a 2-trans-enoil-ACP (COA) redutase, um alvo anti-tuberculose. 2003. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2003. |
| Resumen en portugués brasileño: | Este trabalho foi realizado com o objetivo principal de acrescentar informações científicas sobre a reatividade das drogas tioamida-piridina e isoniazida, bem como investigar sua química de coordenação. Adicionalmente, buscou-se avaliar a potencialidade de complexos de pentacianoferrato(II) com tais ligante em atuarem como metalodrogas antituberculose. Os complexos metálicos de pentacianoferrato(II) com os ligantes piridinicos isotionicotinamida e etionamida exibiram propriedades distintas, sendo o primeiro, similarmente aos complexos com tionicotinamida e isoniazida, coordenado através do anel piridinico. Medidas espectroscópicos por UV-VIS e RMN reforçaram tais atribuições, sendo o ligante etionamida coordenado através do grupo tioamida, como sugerido por espectroscopia e elucidado pelo uso da tiobenzamida como modelo. Os estudos espectroscópicos e de oxidação dos ligantes tioamida-piridina sugeriram que a tendência genérica de reatividade dos compostos segue a seguinte ordem: isotionicotinamida > etionamida > tionicotinamida. Com relação aos complexos com ligantes com substituintes em posição "para" ao nitrogênio piridínico, estes apresentaram maior efeito de "back-bonding" comprovado por espectroscopia e eletroquímica, sugerindo maior reatividade. A reatividade dos ligantes foi investigada empregando-se hexacianoferrato(III), que por sua vez demonstrou grande eficiência como modelo funcional, originando produtos similares aos obtidos com as enzimas de ativação KatG ou EtaA. No caso das tioamidas, espécies S-óxido foram identificadas, comprovando a adequação deste modelo. Além disso a constatação da formação do inibidor NAD-IZD durante a oxidação da isoniazida pelo hexacianoferrato(III), na presença de NAD+, credencia definitivamente este complexo como sistema modelo para a avaliação de reatividade de drogas antiTB. A investigação da formação de superóxido pela reação dos compostos orgânicos com peróxido de hidrogênio foi detectada em significativos níveis, sendo as drogas tioamida-piridina dezenas de vezes mais eficientes na formação de superóxido que a isoniazida, podendo ser esta uma importante rota de ação destas espécies in vivo, tal como tem sido proposto para a isoniazida. A reatividade dos ligantes coordenados ao pentacianoferrato(II) foi comprovadamente acentuada, observando-se a formação de produtos similares aos obtido pela oxidação das drogas quando realizadas na presença dos sistemas enzimáticos. As oxidações, supostamente por transferência de elétrons por esfera interna, também reforçam a proposta do emprego destas espécies como metalodrogas antiTB auto-ativáveis. Com o intuito de se avaliar a potencialidade destes complexos metálicos como drogas, eles foram ensaiados com a enzima nativa e mutante InhA, considerada o alvo para tais drogas antiTB. Observou-se que tais compostos inibiram a enzima ainda mais rapidamente que empregando-se a isoniazida em suas melhores condições de reatividade, e até mesmo a enzima mutante. De maior relevância ainda foi o fato da inibição enzimática não requerer a enzima de ativação KatG, nem mesmo NADH. Apesar da inibição ocorrer pelo uso de uma diversidade de complexos de pentacianoferrato(II), a mesma não é observada com outros complexos metálicos similares, tal como pentacianorutenato(Il) e pentaminas de rutenio(ll), ou com o complexo de ferro-hidroxiEDTA. Ensaios de toxicidade foram realizados em Wistar Mice via intraperitonial e intravenosa, em colaboração com o Grupo de Biotecnololgia da UFRGS, observando-se melhor tolerância ao complexo metálico com isoniazida, comparativamente a esta droga livre. Ensaios de atividade biológica em cepas de M. tuberculosis foram realizados na UFES. O MIC do complexo com isoniazida (MIC = 0,2 µg/mL) foi comparável ao da isoniazida livre. Os resultados apresentados neste trabalho são decorrentes de um conjunto de avaliações de reatividade, motivados pela idéia inicial do "design" molecular racional de metalodrogas antituberculose. Naturalmente, posteriores investigações farmacológicas, farmacocinéticas, farmacodinâmicas, e de reatividade bioquímica são necessárias para a determinação dos mecanismos de ação e para o desenvolvimento de novas drogas antiTB capazes de superar a resistência e longo tempo de tratamento. |
| Abstract: | This study was performed with thionicotinamide, ethionamide, isothionicotinamide and isoniazid along with their inorganic compounds. Once these organic ligands are active against tuberculosis, this work has aimed to evaluate theirs reactivity and potentiality as metallodrug. The coordination compounds of pentacyanoferrate(II) with ethionamide and isothionicotinamide showed different coordination mode. The latter had similar spectroscopic properties of the complexes with thionicotinamide and isoniazid, which upon characterization indicated that the coordination occurred through the nitrogen of the pyridine ring. On the other hand, the characterization data for the complex with ethionamide indicated the coordination mode through thioamide group, probably due to the steric hindrance of ethyl group. As expected, we observed that the pyridine compounds with substitution on "y" position have improved back-bonding effect upon coordination to pentacyanoferrate(II). Additionally, electron transfer reactivity studies of the free thioamide ligands suggested the following general order of reactivity: isothionicotinamide > ethionamide > thionicotinamide. Hexacyanoferrate(III) was used as a functional model for ligand oxidation showing interesting results. It produced similar intermediate (S-oxide for thioamides) and final products as observed by enzymatic reactions with KatG or EtaA. Moreover the reaction with isoniazid and NAD+ triggered by this inorganic oxidizing compound provided the NAD-IZD inhibitor as KatG does. Additional reactivity studies were performed with hydrogen peroxide and these ligands showed superoxide formation. More particularly, thioamide species showed stronger superoxide formation than isoniazid following the same pattern of reactivity above noticed by spectroscopy. These results suggest that thioamide compounds could exhibit an important superoxide production role in vivo as a side effect against tuberculosis that has been suggested for isoniazid. The coordinated ligands exhibited higher reactivity compared with the free species in solution. The oxidations processes produced similar intermediates and final compounds as using the free ligands along with their native enzymes. These results suggest our initial proposal concerning the activity improvement of these compounds. Excited about this noble possibility we pursued biochemical studies. Interesting assays were performed with wild and mutant InhA enzyme, which is the main target of these free drugs. Those coordination compounds inhibited InhA enzyme faster than isoniazid on its better reaction conditions as well as the mutant enzyme. Furthermore their inhibition worked even without KatG, activating enzyme, and NADH suggesting their efficiencies against resistant strain of M. tuberculosis. Despite this inhibition takes place with a reasonable broad range of pentacyanoferrate(II) complexes it does not occur with similar complexes such as pentacyanoruthenate(Il), pentaamimuthenium(II) or hEDTA iron complexes. This result implies InhA inhibition is close related with pentacyanoferrate(II) chemistry. Biological assays performed in collaboration with the Biotechnology Group of UFRGS and UFES showed that the complex with isoniazid presents low toxicity and anti-tuberculosis activity (MIC = 0.2 µg/mL). It was interesting to notice that even the pentaamineruthenium(lI) complex, unable to inhibit InhA, have presented activity in vitro. MIC of these compounds was as low as for free isoniazid. Finally, a low visual hepatoxicity in mouse when using coordinated isoniazid was surprisingly noticed. These striking results open new avenues for metallodrug design against mycobacteria. This work is a result of a reactivity evaluation followed by a rational inorganic drug design in attempt to develop anti-tuberculosis metallodrugs. Of course, further investigations are necessary to define the real mechanism and select a suitable compound to be used as metallodrug anti-tuberculosis able to overcome current deficiencies such as resistance and long term treatment. |
| Descripción : | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71763 |
| Aparece en las colecciones: | DQOI - Teses defendidas na UFC |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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