Síntese de miméticos da urease de Canavalia ensiformis e avaliação mecanística da decomposição da ureia

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Sebastiany, Leticia Klein
Orientador(a): Marques Netto, Caterina Gruenwaldt Cunha lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/13410
Resumo: Urease is a metalloenzyme found in many different organisms, which is also associated to virulence factors, such as pielonefritis. Hence, the study of urease inhibitors is necessary to control its activity. For a better design of urease inhibitors it is necessary to understand its hydrolysis mechanism and enzyme biomimetics arise as a simple alternative to study some aspects of enzymes. In this work, four urease mimics were designs, synthesized, characterized and evaluated in urea´s hydrolysis. These mimetic compounds were based on dinuclear nickel complexes using new bis-triazole ligands, which were designed to render a similar environment than ureases´s active site. All characterizations (Mass Spectrometry, Elemental Analysis, Thermogravimetric, Infrared, UV-Vis, Cyclic Voltammetry, Electrochemical Spectrum, Magnetic Analysis), converge to the proposed structures for each mimetic. It was observed that all complexes could form ammonia from urea, exhibiting decay in ammonia concentration over reaction time, suggesting that ammonia was being lost by volatilization or coordination. The reaction intermediate was determined by 15N NMR, observing the appearance of a peak at 244 ppm that can be attributed to the isocyanate, characteristic of an elimination mechanism. It was also possible to detect the active species of the complex in the reaction, which is the aquo complex, suggesting that the mechanism occurs via the external sphere, since urea is not coordinated in solution to the complex. This mechanism differs from proposed mechanisms for urease and other mimetic complexes, but the reaction intermediate is in agreement with the mechanism of other mimetic complexes.
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In this work, four urease mimics were designs, synthesized, characterized and evaluated in urea´s hydrolysis. These mimetic compounds were based on dinuclear nickel complexes using new bis-triazole ligands, which were designed to render a similar environment than ureases´s active site. All characterizations (Mass Spectrometry, Elemental Analysis, Thermogravimetric, Infrared, UV-Vis, Cyclic Voltammetry, Electrochemical Spectrum, Magnetic Analysis), converge to the proposed structures for each mimetic. It was observed that all complexes could form ammonia from urea, exhibiting decay in ammonia concentration over reaction time, suggesting that ammonia was being lost by volatilization or coordination. The reaction intermediate was determined by 15N NMR, observing the appearance of a peak at 244 ppm that can be attributed to the isocyanate, characteristic of an elimination mechanism. It was also possible to detect the active species of the complex in the reaction, which is the aquo complex, suggesting that the mechanism occurs via the external sphere, since urea is not coordinated in solution to the complex. This mechanism differs from proposed mechanisms for urease and other mimetic complexes, but the reaction intermediate is in agreement with the mechanism of other mimetic complexes.A urease é uma metaloenzima que pode ser encontrada em diversos organismos, estando associada à fatores de virulência como por exemplo, a pielonefrite. Deste modo, torna-se necessária a aplicação de inibidores da enzima de modo à controlar ou cessar sua atividade. A proposta de eficientes inibidores requer primeiramente o conhecimento mecanístico da hidrólise da ureia, em que para simplificar o estudo do mecanismo da reação, podem ser utilizados miméticos desta enzima. Neste trabalho, quatro miméticos da urease foram desenhados, sintetizados, caracterizados e estudados frente à hidrólise de ureia. Estes miméticos foram compostos de complexos binucleares de níquel com ligantes bistriazóis inéditos previamente sintetizados, modelados de modo que após a complexação, o centro metálico se torne mais semelhante ao sítio ativo da enzima. Todas as caracterizações feitas (Espectrometria de massas, análise elementar, análise termogravimétrica, infravermelho, UV-Vis, voltametria cíclica, espectroeletroquímica, análises magnéticas), convergem para as estruturas propostas para cada mimético. Observou-se que todos os complexos eram capazes de decompor a ureia para formação de amônia, no entanto, a reação apresenta perfil de decaimento da concentração de amônia, sugerindo que a amônia formada esteja sendo perdida via coordenação ou volatilização. O intermediário da reação foi determinado por 15N RMN, observando-se o surgimento de um pico em 244 ppm que pode ser atribuído ao isocianato, característico de um mecanismo de eliminação. Foi possível ainda a detecção da espécie ativa do complexo na reação, que se trata do aquo complexo, sugerindo-se que o mecanismo ocorra via esfera externa, visto que a ureia não é coordenada em solução ao complexo. Este mecanismo se difere de mecanismos já propostos, no entanto o intermediário está de acordo com outros estudos de miméticos de urease, os quais também possuem mecanismo de reação diferente do enzimático.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 141313/2017-0porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMiméticos enzimáticosProposta mecanísticaEnzymatic mimeticsMechanistic proposalUreaseCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICASíntese de miméticos da urease de Canavalia ensiformis e avaliação mecanística da decomposição da ureiaSynthesis of mimetics of Canavalia ensiformis Urease and mechanistic evaluation of urea decompositioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis600a84e9273-fd13-44ac-b2fc-ddf08a2293b8reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALtese-Leticia_VS final.pdftese-Leticia_VS final.pdfTese de doutoradoapplication/pdf11866854https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/88afd309-c62a-4058-b2ac-effc0b584270/downloade4b56c3fcffab029dc11665eb2bbde4bMD51trueAnonymousREADCarta_Homologação.pdfCarta_Homologação.pdfcarta comprovanteapplication/pdf146063https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f13a9b94-df46-4588-be7c-d5dab14a4763/download08c1a38ba74666dc8598e9f086482287MD53falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/b0645a33-909c-4e83-ba2a-47efc50d47cd/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54falseAnonymousREADTEXTtese-Leticia_VS final.pdf.txttese-Leticia_VS final.pdf.txtExtracted texttext/plain293629https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d0fbd9c0-f49d-4f7f-b81e-0dd2beb3c779/downloadfdfdc7bc996c0d49a7a726c369ed1c5eMD59falseAnonymousREADCarta_Homologação.pdf.txtCarta_Homologação.pdf.txtExtracted texttext/plain1449https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5e60d107-ba84-4214-89e8-112e2d73192f/downloadd4baba0bd47f8b048614f85167cd9082MD511falseAnonymousREADTHUMBNAILtese-Leticia_VS final.pdf.jpgtese-Leticia_VS final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10480https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e890382c-8bcc-4c16-918a-b07fd0e8452d/download5a9af2c03b976a3dba8261f2d828146fMD510falseAnonymousREADCarta_Homologação.pdf.jpgCarta_Homologação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9487https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/cd4107f0-d660-4fc5-b035-e0f9b54fd8f8/download194e2c0d448ce7f8fce43f250172f697MD512falseAnonymousREAD20.500.14289/134102025-02-05 19:29:10.811http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/13410https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T22:29:10Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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