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Universidade Federal de São João Del-Rei

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Werlayne Tamyres

on 3 July 2014

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Transcript of Universidade Federal de São João Del-Rei

Universidade Federal de São João Del-Rei
Campus Alto Paraopeba
Graduação em Engenharia de Bioprocessos
Termodinâmica Aplicada a Bioprocessos
Investigação eletroquímica e calorimétrica da interação de novos agentes antitumorais biscatiônicos com DNA
Bruna Pralon
Jenyfer Emanuelle
Karen Sartori
Rayla Novais
Werlayne Tamyres

Ouro Branco, Julho de 2014
Introdução
Tipos de análises térmicas
Calorimetria diferencial de varredura (DSC)

É uma técnica de análise térmica que regista o fluxo de energia calorífica associado a transições nos materiais em função da temperatura.

Titulação calorimétrica isotérmica
(ITC - Isothermal Titration Calorimetry)

É uma técnica biofísica usada para determinar parâmetros termodinâmicos de interações bioquímicas.
A constante de ligação (K), energia livre de ligação de Gibbs (ΔG), entalpia (ΔH) e entropia (ΔS) podem ser determinadas.∆

ΔG= -RT lnK= ∆ΔH-TΔS

Eletrodo modificado de DNA

Parte Experimental
Resultados e discussões
Calorimetria diferencial de varredura (DSC)
Os três derivados apresentaram interações
irreversíveis características com o DNA.

Os compostos 1, 2 e 3 aumentaram o Tm do DNA, indicando a estabilização da forma enovelada do DNA.
Dentre os três compostos estudados, o derivado di-haleto 1 foi o que apresentou maior interação com o DNA, dado o maior valor de Tm obtido.
Titulação calorimétrica isotérmica (ITC)

Os resultados dos estudos da interação de 1 com o DNA, não foram conclusivos.

O composto 3 apresentou estequiometria 1:1 para um sítio do DNA, o que evidencia a interação com uma fita do DNA, com alta constante de formação KB: (4,7 ± 1,7) x 10^5.
Os parâmetros termodinâmicos obtidos para esta interação foram: constantes de formação (KB): (4,7 ± 1,7) x 10^5; entalpia (ΔH): - (1286 ± 75) cal mol-1 e entropia (ΔS): 21,6 cal molK-1.

Para o composto 2, os resultados foram muito dispersos e nota-se uma interação muito fraca .

A partir da análise dos valores de Tm e do índice de cooperatividade, conclui-se que o derivado 1 apresenta, termodinamicamente, o melhor perfil de ligação ao DNA. Devido ao fato do efeito entrópico ser dominante, provavelmente a força motriz da interação está associada ao efeito de dessolvatação do ligante e do DNA (ambos carregados) durante a interação.
Estudo eletroquímico com eletrodo modificado de dsDNA
Conclusões
Referência Bibliográfica
SILVA, Láuris Lucia da et al. Investigação eletroquímica e calorimétrica da interação de novos agentes antitumorais biscatiônicos com DNA. Quím. Nova. 2012, vol.35, n.7, pp. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422012000700007&script=sci_arttext#end. Acesso em: 22 de Junho de 2014.
Estudou-se a interação dos compostos 1, 2 e 3 com o DNA e a capacidade calorífica dessa interação.
Utilizado com o intuito de avaliar a diferença de comportamento entre os derivados S-tioureído contendo o grupo sulfeto (2), bioisostericamente modificado para N-Me (3), e o correspondente di-haleto do S-tioureído (1).
a)
O DNA não sofreu qualquer degradação, mas, que ocorreu interação com o DNA,
provavelmente eletrostática, pela atração entre os grupos fosfatos do DNA negativamente
carregados e os grupos catiônicos dos grupos S-tioureído de 2.

b)
3 interage com o dsDNA, promovendo uma mudança conformacional da fita dupla com
maior exposição das bases, que podem ser mais facilmente oxidadas na superfície do
eletrodo.

c)
Demonstra que 1 interage com a molécula do DNA, provocando mudança conformacional
do dsDNA e/ou abertura das fitas.
Como esperado o composto 1 , um di-haleto de alquila,
revela-se mais eletrofílico.
Fonte: http://sstti.ua.es/en/imagenes/scientific-instrumentation/unit-of-thermal-analysis/microcalorimetry1.jpg
Fonte: http://www.indiana.edu/~physbio/img/isothermal-calorimeter.jpg
Voltametria de pulso diferencial
Nesta técnica, todos os pulsos tem a mesma magnitude e a corrente é medida antes da aplicação do pulso e no final do período de cada pulso.
Fonte: http://gfea.sites.ufms.br/files/2012/03/DSC02925-1-300x225.jpg
Para a investigação da interação com o DNA dos grupos funcionais dicatiônicos (S- tioureídos) análogos à amidina é necessário os seguintes passos:
Procedimentos para preparação dos compostos:
• - 1,7-di-cloro-4-tia-heptano
• -1,7-bis-(2-isotioureído)-4-tia-heptano
• - N-metil-1,5- bis-(2-isotioureído)-3-aza-pentano

Calorimetria diferencial de varredura (DSC)
Titulação calorimétrica isotérmica (ITC – Isothermal Titration Calorimetry)
Eletrodo modificado de DNA
Microcalorímetria. Disponível em: http://sstti.ua.es/en/imagenes/scientific-instrumentation/unit-of-thermal-analysis/microcalorimetry1.jpg Acesso em: 9 de Junho de 2014
Titulação calorimétrica isotérmica. Disponível em: http://www.indiana.edu/~physbio/img/isothermal-calorimeter.jpg Acesso em: 9 de Junho de 2014.
Potenciostato. Disponível em: http://gfea.sites.ufms.br/files/2012/03/DSC02925-1-300x225.jpg Acesso em: 9 de Junho de 2014.
Interação mais forte com o DNA é a do di-haleto 1


Os derivados 2 e 3 apresentam interações eletrostáticas com o DNA e o derivado 1 apresenta interação eletrofílica com o DNA, um agente alquilante que deve provocar a degradação do DNA.

Os compotos biscatiônicos, especialmente o composto 3, têm potencial aplicação como novos agentes antineoplásicos.
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