Estudo da influência de grupos retiradores de elétrons em novos complexos de vanádio (III) e (IV) como modelos para as vanádio-trasferrinas

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Pós-Graduação em QuímicaO vanádio é um elemento essencial em muitos processos biológicos, podendo ser encontrado nas haloperoxidases de algas marinhas e líquens, e em algumas nitrogenases. Em organismos superiores, o vanádio encontra-se ligado as transferrinas, formando as vanádio-transferrinas, as quais são a provável forma de transporte do vanádio nesses organismos. Buscando uma melhor compreensão a respeito do sítio de coordenação das vanádio-transferrinas, tem-se utilizado o estudo de compostos modelo cujas propriedades espectroscópicas sejam comparáveis às apresentadas pela proteína. Neste trabalho são apresentas a síntese e caracterização de dois novos ligantes contendo grupos retiradores de elétrons e de seus complexos de vanádio(III) e oxovanádio(IV), propostos como modelos para as vanádio-transferrinas. Através da resolução das estruturas por raios-X, observou-se uma influência dos grupos Br e NO2 nos comprimentos de ligação V-O e V-N em relação aos complexos com H. A influência desses grupos também foi observada nos estudos de EPR e UV-Vis. Os estudos espectroscópicos permitiram, pela primeira vez, a atribuição da banda de transferência de carga observada nos espectros eletrônicos dos complexos de oxovanádio(IV), como sendo um processo TCLM do tipo Ofenolato®VIV. Através da análise do comportamento redox dos complexos de vanádio(III) e (IV), encontrou-se uma correlação linear entre E1/2 e sp. A estabilidade dos complexos de vanádio(III) frente a oxidação por O2 atmosférico, bem como as propriedades espectroscópicas apresentadas pelos complexos de vanádio(III) e (IV) elegem estes compostos como modelos para as transferrinas de vanádio(III) e (IV)

DNA-interacting properties of two analogous square-planar cis-chlorido complexes: copper versus palladium

Two square-planar coordination compounds, namely [Cu(CPYA)Cl2] (1) and [Pd(CPYA)Cl2] (2), were prepared from the ligand 4-chloro-N-(pyridin-2-ylmethyl)aniline (CPYA) and two chloride salts, and were fully characterized, including by X-ray diffraction. Spectroscopic, electrophoretic and AFM studies revealed that the two isostructural compounds were interacting differently with DNA. In both cases, the initial interaction involves electrostatic contacts of the CPYA ligand in the minor groove (as suggested by molecular docking), but subsequent strong binding occurs with the palladium(II) complex 2, whereas the binding with the copper complex 1 is weaker and concentration dependent. The strong binding of 2 eventually leads to the cleavage of the double strand and the redox activity of 1 allows to oxidatively cleave the biomolecule

Synthesis, characterization and catalytic activity of two novel cis-dioxovanadium(v) complexes: [VO2(L)] and [VO2(Hlox)]

Two novel complexes, [VO2(L)] (1) and [VO2(HLox)] (2), were synthesized and characterized by IV, UV-Vis and NMR spectroscopy, cyclic voltammetry, elemental analysis and X-ray diffraction. The synthesis of a new ligand, H2Lox, is also described. Complexes 1 and 2 were obtained by the reaction of [VO(acac)2] with the ligands HL and H2Lox, respectively. Alternatively, 2 was also obtained by the reaction of HL with [VO(acac)2] in the presence of hydroxylamine, and by the reaction of 1 with hydroxylamine. Crystallographic data show that complexes 1 and 2 have similar molecular structures, in which the cis-dioxovanadium(V) center is coordinated to L- or HLox-, respectively, in a distorted octahedral environment. The catalytic activity of these compounds towards cyclohexane oxidation was evaluated using H2O2 and t-BuOOH as oxidants. Both complexes presented > 70% selectivity for cyclohexylhydroperoxide formation. B3LYP/6-31G(d) calculations were used to confirm the geometry and to help assign the electronic spectra

A New Heterobinuclear FeIIICuII Complex with a Single Terminal FeIII–O(phenolate) Bond. Relevance to Purple Acid Phosphatases and Nucleases

A novel heterobinuclear mixed valence complex [Fe^IIICu^II(BPBPMP)(OAc)_2]ClO_4, 1, with the unsymmetrical N_5O_2 donor ligand 2-bis[{(2-pyridylmethyl)aminomethyl}-6-{(2-hydroxybenzyl)(2-pyridylmethyl)} aminomethyl]-4-methylphenol (H_2BPBPMP) has been synthesized and characterized. A combination of data from mass spectrometry, potentiometric titrations, X-ray absorption and electron paramagnetic resonance spectroscopy, as well as kinetics measurements indicates that in ethanol/water solutions an [Fe^III-(nu)OH-Cu^IIOH_2]+ species is generated which is the likely catalyst for 2,4-bis(dinitrophenyl)phosphate and DNA hydrolysis. Insofar as the data are consistent with the presence of an Fe_III-bound hydroxide acting as a nucleophile during catalysis, 1 presents a suitable mimic for the hydrolytic enzyme purple acid phosphatase. Notably, 1 is significantly more reactive than its isostructural homologues with different metal composition (Fe^IIIM^II, where M^II is Zn^II, Mn^II, Ni^II,or Fe^II). Of particular interest is the observation that cleavage of double-stranded plasmid DNA occurs even at very low concentrations of 1 (2.5 nuM), under physiological conditions (optimum pH of 7.0), with a rate enhancement of 2.7 x 10^7 over the uncatalyzed reaction. Thus, 1 is one of the most effective model complexes to date, mimicking the function of nucleases

Desenvolvimento de novos modelos estruturais e funcionais para as fosfatases ácidas púrpuras

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química.As Fosfatases Ácidas Púrpuras - PAPs constituem uma classe de metaloenzimas que contém um sítio ativo do tipo Fe3+M2+ (M = Fe, Mn ou Zn), capazes de promover a hidrólise de ésteres de fosfato e anidridos numa faixa de pH de 4-7. Durante a catálise o grupo fosfato liga-se ao sítio M2+ onde é ativado para um ataque nucleofílico do hidróxido terminal ligado ao sítio de Fe3+ sobre o fósforo. O grupo de saída é então protonado seguido da quebra da ligação P-OR onde os produtos da reação são liberados e a enzima restabelecida a forma ativa. Acredita-se que a utilização de ligantes binucleantes N,O-doadores que possam induzir ambientes de coordenação assimétricos para os centros metálicos e sítios lábeis para reatividade é uma estratégia conveniente na busca de modelos estruturais e funcionais para as PAPs. Assim apresentamos nesse trabalho um novo procedimento sintético para o desenvolvimento de ligantes não simétricos que possam mimetizar o ambiente de coordenação dos íons metálicos no sítio ativo das PAPs. Além de novos ligantes, foram também sintetizados e caracterizados novos complexos de FeZn e FeCu cuja atividade catalítica na hidrólise do substrato bis(2,4-dinitrofenil)fosfato revelou uma aceleração de até 9200 vezes em relação a reação não catalisada. Estudos de interação com DNA mostraram que os compostos estudados são capazes de promover a clivagem hidrolítica da dupla fita

Synthesis, structure and molecular modeling of a ZnII-Phenolate complex as a model for ZnII-Containing tyrosinate metalloenzymes

We describe herein the synthesis, crystal structure and ¹H NMR properties of the mononuclear [ZnII(L-Br)].2H2O complex containing the hexadentate H2L-Br ligand (H2L-Br = N,N'-bis-(5-bromo-2-hydroxybenzyl)-N,N '-bis-(pyridin-2-ylmethyl)-ethane-1,2-diamine). DFT calculations demonstrate very good agreement between parameters calculated and those determined by X-ray crystallography, and reveal that only the phenolate groups of the H2L-Br ligand participate in the formation of the HOMO, while only one of the pyridine rings contributes to the LUMO formation