Navegando por Autor "Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi"
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TCC Análise GC-MS como ferramenta de Fingerprint para Stigmurina: Peptídeo Sintético do Escorpião Tityus stigmurus(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-12-13) Lima, Lourena Regina da Silva; Aragão, Cícero Flávio Soares de; Porto, Dayanne Lopes; https://lattes.cnpq.br/5550663150870203; Gomes, Ana Paula Barreto; Silva, Sérgio Ruschi BergamachiO veneno do escorpião apresenta em sua composição peptídeos, proteínas, nucleotídeos e aminas. Os peptídeos contendo estruturalmente pontes de dissulfeto apresentam diversas propriedades farmacológicas e são muito estáveis. O presente estudo tem por objetivo propor uma metodologia GC-MS de análise de aminoácidos para a determinação do Fingerprint analítico do peptídeo Stigmurina derivado do veneno do escorpião Tityus Stigmurus. Tendo em vista a problemática que o equipamento GC/MS apenas analisa moléculas químicas voláteis e de baixo peso, a proposta da técnica de hidrólise com HCl e derivatização com BTSFA deste peptídeo se torna aplicável. Dessa forma, os resultados obtidos na análise GC/MS foram satisfatórios, sendo possível separar e identificar todos os aminoácidos presentes na estrutura química da Stigmurina e, desta forma utilizar a técnica analítica GC-MS como ferramenta para a determinação do fingerprint da StigmurinaArtigo Antileishmanial effects of 4-phenyl-1-[2-(phthalimido-2-yl)ethyl]-1H-1,2,3-triazole (PT4) derivative on Leishmania amazonensis and Leishmania braziliensis: In silico ADMET, in vitro activity, docking and molecular dynamic simulations(Elsevier, 2020-10-28) Holanda, Vanderlan Nogueira; Silva, Welson Vicente da; Nascimento, Pedro Henrique do; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Cabral Filho, Paulo Euzébio; Assis, Shalom Porto de Oliveira; Silva, César Augusto da; Oliveira, Ronaldo Nascimento de; Figueiredo, Regina Celia Bressan Queiroz de; Lima, Vera Lucia de MenezesOrganic compounds obtained by the click chemistry reactions have demonstrated a broad spectrum of biological activities being widely applied for the development of molecules against pathogens of medical and veterinary importance. Cutaneous leishmaniasis (CL), caused by intracellular protozoa parasite of genus Leishmania, comprises a complex of clinical manifestations that affect the skin and mucous membranes. The available drugs for the treatment are toxic and costly, with long periods of treatment, and the emergence of resistant strains has been reported. In this study we investigated the in vitro effect of a phthalimide-1,2,3-triazole derivative, the 4-Phenyl-1- [2-(phthalimido-2-yl)ethyl]-1H-1,2,3-triazole (PT4) obtained by click chemistry, on mammalian cells and L. amazonensis and L. braziliensis, the causative agent of CL in Brazil. In silico ADMET evaluation of PT4 showed that this molecule has good pharmacokinetic properties with no violation of Lipinski’s rules. The in vitro assay showed that PT4 was selective for both Leishmania species than to mammalian cells. This compound also has a low cytotoxicity to mammalian cells with CC50 > 500 μM. Treatment of promastigote forms with different concentrations of PT4 resulted in ultrastructural alterations, such as plasma membrane wrinkling, shortening of cell body, increased cell volume and cell rupture. The molecular dynamic simulation results showed that PT4 interacts with Lanosterol 14 α-demethylase from Leishmania, an essential enzyme of lipid synthesis pathway in this parasite. Our results demonstrated PT4 was effective against both species of Leishmania. PT4 caused a decrease of mitochondrial membrane potential and increased production of reactive oxygen species, which may lead to parasite death. Taken together, our results show pointed PT4 as promissory therapeutic agent against CLTese Avaliação da termoestabilidade, atividade e resistência a ambientes ácidos de uma enzima de interesse biotecnológico via dinâmica molecular(2018-08-31) Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Vieira, Davi Serradella; Firme, Caio Lima; ; ; ; Souza, Miguel Angelo Fonseca de; ; Barbosa, Euzebio Guimarães; ; Seabra, Gustavo de Miranda; ; Freitas, Gutto Raffyson Silva de;A produção de etanol lignocelulósico através da rota enzimática tem ganhado espaço dentre os processos industriais a fim de substituir o tratamento ácido tradicional. As xilanases (E.C. 3.2.1.8) constituem uma classe de enzimas presentes no coquetel enzimático utilizado para esse fim e possuem grande interesse industrial/comercial devido sua alta versatilidade em diversos processos já conhecidos. Nesse contexto, algumas propriedades de interesse biotecnológico de uma xilanase da família GH11 foram avaliadas a partir de análises das simulações de dinâmica molecular (DM). Em um primeiro estudo, foram realizadas simulações por DM de uma xilanase produzida pela bactéria Bacillus subtilis (XynA_WT) e um mutante quádruplo (Gln7His, Gly13Arg, Ser22Pro e Ser179Cys) que apresenta uma temperatura catalítica ótima 20 ºC acima da XynA_WT. Os resultados da DM sugerem possíveis estratégias para engenharia de xilanases da família GH11 para produzir enzimas termoestáveis. As mutações em regiões que apresentam pouca flexibilidade deveriam preservar a rigidez, mas a substituição delas pode ser escolhida para afetar favoravelmente outras propriedades, como a solvatação ou interações hidrofóbicas. Os dados não explicam apenas o efeito de termoestabilidade de uma xilanase de GH11 observado em experimentos anteriores de evolução direta, mas também fornece informações para o planejamento de outros mutantes GH11 termoestáveis através do desenho racional. Em um segundo estudo, o alvo foi uma quimera formada entre um domínio xilanolítico (XynA) e uma proteína receptora de xilose (XBP) que apresentou uma eficiência catalítica experimental quase 3,5 vezes maior que a mesma xilanase não-quimerizada. Os fatores responsáveis por essa discrepância foram entendidos através de simulações DM. Os resultados sugeriram a formação e estabilização de uma interface proteínaproteína entre os dois domínios na presença e na ausência de xilose no sítio ativo da XBP. Valores de energia potencial de interação (IPE) em função do tempo mostram que existe uma maior estabilização nas interações dessa interface para estrutura com xilose em comparação com a estrutura sem xilose. Parâmetros estruturais como a flexibilidade e volume do sítio ativo também foram avaliados. Em geral, os resultados sugerem que a quimera apresenta uma estrutura mais rígida em comparação com xilanase isolada e, em particular, a região do polegar, que controla a exposição do sítio ativo, demonstra uma redução significativa na flexibilidade. Por fim, simulações DM em diferentes pHs foram feitas com o intuito de entender a queda drástica na atividade catalítica da xilanase (isolada e na forma de quimera) quando presente em ambientes ácidos, e dessa forma, agregar informações para aumentar sua resistência nessas condições. Dados de mudanças do estado de protonação, distância abre-fecha do sítio ativo, raio de giro e superfície acessível ao solvente ajudaram a entender esse fenômeno e fornecem indicativos para futuras pesquisas nesse sentido. A tese reforça a capacidade descritiva, e posteriormente preditiva, das simulações DM no desenvolvimento biotecnológico de xilanases GH11.TCC Comparação entre métodos de obtenção de N,N-dimetiltriptamina e otimização dos parâmetros de extração a partir da Mimosa tenuiflora(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-17) Pantrigo, Érica Jesus; Menezes, Fabrício Gava; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; http://lattes.cnpq.br/4598559457867912; http://lattes.cnpq.br/2848745987784319; https://orcid.org/0000-0003-3649-6207; https://lattes.cnpq.br/5905569546730846; Araújo, Renata Mendonça; http://lattes.cnpq.br/4163879756935913Os alcaloides são uma classe de metabólitos secundários presentes em diversos organismos e amplamente explorados pela farmacoterapia e medicina popular. A N,N-dimetiltriptamina (N,N-DMT) é um alcaloide indólico estudado por seu potencial no tratamento de depressão, transtornos de ansiedade e dependência. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo a obtenção de N,N-DMT por meio de rotas de extração a partir da Mimosa tenuiflora (conhecida popularmente como Jurema-Preta) e de síntese. A substância extraída pelo método padrão apresentou uma pureza média de 99,0 ± 0,4%, viabilizando seu uso em ensaios clínicos e pré-clínicos. Apesar do potencial terapêutico, muitos dos métodos de extração não estão consolidados ou otimizados. Assim, buscando otimizar o método empregado, foi utilizado um planejamento fatorial fracionado (26-1) com variações nos parâmetros de tamanho de partícula, concentração da solução alcalina, método de mistura, temperatura, tempo de mistura e razão eluente-sólido. Todos esses parâmetros, exceto o método de mistura, mostraram-se influentes. O método otimizado, utilizando uma razão eluente-sólido de 50 mL/g, temperatura de 55 ºC, solução de NaOH 2,0 M, tamanho de partícula de 75 μm e 8 horas de mistura, resultou em um aumento de 3,5 vezes no rendimento em comparação com o método padrão, sem comprometer a pureza do produto final (98,5%). Já a síntese de N,N-DMT proporcionou um rendimento de 52,1%, necessitando, no entanto, de técnicas analíticas adicionais para melhor caracterização do produto. Também foi realizada uma análise comparativa dos custos de produção que avaliou os métodos de síntese, extração padrão, otimizado e, ainda, um método híbrido. Este último, que combina parâmetros dos métodos padrão e otimizado, demonstrou melhor custo-benefício. Com isso, o estudo foi capaz de fornecer vias para a obtenção da substância e parâmetros de extração que possibilitem maximizar o rendimento e minimizar os custos, contribuindo para o desenvolvimento de pesquisas na área.TCC Embriotoxicidade de larvas de peixes paulistinha (Danio rerio) submetidos a concentrações crescentes de N, N-dimetiltriptamina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-12) Fonseca, Pedro Henrique Soares; Soares, Bruno Lobão; Luchiari, Ana Carolina; http://lattes.cnpq.br/7859231596449028; http://lattes.cnpq.br/3124118595692286; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; http://lattes.cnpq.br/4598559457867912; Moreira, Ana Ana Luisa Pires; http://lattes.cnpq.br/4222960960439174A Ayahuasca, uma bebida psicoativa amazônica, tem ganhado destaque internacionalmente, principalmente por ser associada a possíveis benefícios terapêuticos. Dentre seus principais componentes farmacológicos, destaca-se a N,N-Dimetiltriptamina. Ademais, estudos indicam efeitos antidepressivos e ansiolíticos da Ayahuasca, sugerindo assim seu potencial terapêutico. Os efeitos terapêuticos da Ayahuasca são atribuídos a mecanismos como a ação agonista dos receptores de serotonina e amina-traço. Por exemplo, a Dimetiltriptamina, o principal alcaloide da Psychotria viridis, atua como agonista do receptor de serotonina. Além disso, a toxicologia da Ayahuasca sugere uma dose letal média em ratos. Portanto, modelos animais, como o zebrafish, têm se mostrado promissores para estudos de depressão e ansiedade. A pesquisa visa preencher lacunas nos estudos toxicológicos da Ayahuasca, utilizando o componente N,N-Dimetiltriptamina isolado. A variabilidade nas preparações da bebida dificulta a avaliação da toxicidade. O estudo teve como objetivo investigar a toxicidade da N,N-Dimetiltriptamina, no modelo de toxicidade em larvas de peixe paulistinha. Mais especificamente, foi proposto avaliar efeitos na embriotoxicidade, motilidade, batimentos cardíacos e formação de edemas, além de estimar a concentração letal média das substâncias isoladas e associadas. Os resultados da embriotoxicidade em larvas de paulistinhas não permitiu estimar a concentração letal média com as concentrações testadas, não foram observadas cardiotoxicidade ou malformações. Análises de eclosão e mortalidade indicam uma tendência de alcançar a concentração letal média com concentrações maiores. Assim, futuros estudos focarão em concentrações aumentadas de N,N-Dimetiltriptamina, a fim de explorar a relação terapêutica para o tratamento da depressão.Dissertação Estudo teórico de intermediários tetraédricos acidez / basicidade e estereosseletividade enzimáticos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-08-08) Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Firme, Caio Lima; ; http://lattes.cnpq.br/6586639715910129; ; http://lattes.cnpq.br/4598559457867912; Vieira, Davi Serradella; ; http://lattes.cnpq.br/4185159774625471; Maciel, Maria Aparecida Medeiros; ; http://lattes.cnpq.br/5360188002708095; Santos, Zilvam Melo dos; ; http://lattes.cnpq.br/4514068026830748No presente trabalho objetivou-se inicialmente, o estudo teórico da estabilidade de intermediários tetraédricos formados a partir de reações de adição à carbonila utilizando a teoria perturbativa Møller-Plesset de segunda (MP2) e terceira ordem (MP3). Correlações lineares entre a diferença de energia eletrônica de reações com índices de Wiberg e comprimentos de ligações C-O foram obtidas, tendo sido observado que a estabilidade dos adutos formados depende diretamente da densidade eletrônica envolvida entre esses átomos. O entendimento dos parâmetros eletrônicos dessas estruturas possui grande importância devido ao grande uso de reações químicas que em seu curso formam este tipo intermediário tetraédrico. Empregando a metodologia ONIOM (B3LYP:AMBER), avaliou-se a estereosseletividade de uma reação enzimática entre a enzima CAL B com um éster de cadeia longa. Neste estudo, foram obtidas as energias eletrônicas do estado inicial e do intermediário da etapa lenta da reação da transesterificação a partir das duas possíveis faces proquirais Re e Si. O objetivo foi estudar a enantiosseletividade da CAL B e racionalizá-la a partir da teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM). Um estudo teórico utilizando compostos inorgânicos foi realizado com o método ab initio CBS-QB3 objetivando encontrar uma relação entre termodinâmica e equilíbrio envolvendo ácidos e bases. Os resultados observados mostraram uma excelente relação entre a variação da energia livre de Gibbs, ΔG, de dissociação de ácidos com o ΔG da reação de hidrólise da base conjugada correspondente. Observou-se, ainda, uma relação entre o ΔG da reação de hidrólise de ácidos conjugados e seus correspondentes raios atômicos mostrando que a estabilidade desempenha um papel importante nas reações de hidrólise. A importância da solvatação no comportamento ácido/base quando comparado a ΔGs teóricos e experimentais, também foi avaliada.Artigo Functionalization of gold nanoparticles with two aminoalcohol-based quinoxaline derivatives for targeting phosphoinositide 3-kinases (PI3Kα)(Royal Society of Chemistry (RSC), 2018-12-17) Silva, Janine de Araújo; Menezes, Fabrício Gava; Athayde, Heloiza Fernanda Oliveira da Silva; Vieira, Davi Serradella; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Bortoluzzi, Adailton J.; Sant’Anna, Celso; Eugenio, Mateus; Neri, Jannyely Moreira; Gasparotto, Luiz Henrique da SilvaQuinoxaline derivatives have attracted considerable attention due to their vast range of applications that includes electroluminescence and biomedicine. Concerning the latter, the literature has shown that compounds with a quinoxaline motif bind quite efficiently to phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinases (PI3Ks), which are enzymes found to be overexpressed in some types of neoplasms. In the present study, gold nanoparticles (AuNPs) were easily functionalized with 2,3-diethanolminoquinoxaline (DEQX) and 2-(2,3-dihydro-[1,4]oxazino[2,3-b]quinoxalin-4-yl)ethanol (OAQX). We made use of glycerol in alkaline media as reducing agent and the quinoxalines served as capping ligands to stabilize the AuNPs. This is the first report on the modification of a nanostructure with quinoxalines. Functionalization confers nanoparticles the required specificity to target only cancer cells, which opens possibilities for phototherapy since the modified AuNPs would concentrate in the tumor tissue as a consequence of PI3Kα overexpression. Molecular dynamics simulations have shown that DEQX and OAQX are potential inhibitors of PI3Kα since they bind to the active site of the enzyme in a way similar to other known inhibitors.Dissertação Investigação in silico da interação de peptídeos antimicrobianos análogos da Stigmurina com modelos de membranas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-23) Oliveira, Igor Rafael Resende de; Vieira, Davi Serradella; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; http://lattes.cnpq.br/4598559457867912; https://orcid.org/0000-0001-8353-6262; http://lattes.cnpq.br/4185159774625471; Fuzo, Carlos Alessandro; Albuquerque, Anderson dos Reis; http://lattes.cnpq.br/4983201442276288A Stigmurina (Stig), peptídeo originário da peçonha do escorpião Tityus Stigmurus, e seus análogos (StigA8 e StigA18) se mostraram eficazes em estudos anteriores in-vitro e in-vivo (Larvas de Mariposa Galleria Mellonella). A Stig apresentando atividade antibacteriana sobre bactérias Gram-Positivas e os análogos em ambas, Gram-Positivas e Gram-Negativas. Com o objetivo de investigar detalhadamente a interação desses peptídeos com diferentes membranas bacterianas, a fim de estabelecer parâmetros estruturais para discutir o mecanismo de ação desses peptídeos, foram realizadas simulações de dinâmica molecular (DM) dos peptídeos Stig, StigA8 e StigA18 em modelos de membranas Gram-positivas e Gram-negativas. Sistemas com 1, 2 e 7 peptídeos foram simulados para investigar o efeito da concentração peptídica na perturbação das membranas. As simulações de DM foram realizadas usando o pacote de programas Groningen Machine for Chemical Simulations (Gromacs) 2018. As análises de perturbação e estabilidade foram realizadas com o MEMPLUG (Espessura da Membrana, Área por lipídios e Parâmetro de Ordem). As energias de interação intermolecular foram calculadas em função do tempo entre cada peptídeo e a membrana, mostrando que existe uma maior estabilização nas interações dos peptídeos análogos com as membranas bacterianas em comparação com a Stig. Parâmetros estruturais, como a fluidez da membrana e a área por lipídio, também foram avaliados. Os peptídeos análogos provocaram maior desordem na cauda lipídica das membranas bacterianas do que a Stig, caracterizando o maior efeito de perturbação causado pelos análogos. As membranas bacterianas sofreram um leve aumento em sua área superficial, o que se deu pela interação superficial e acoplamento na superfície da membrana por parte dos peptídeos. Por fim, das simulações para os sistemas concentrados (7 peptídeos) observou-se a formação de agregados, e consequentemente, uma maior perturbação local nas membranas, com drásticas reduções nas espessuras delas na região de interação. O presente trabalho corrobora os resultados experimentais e sugere que o mecanismo de ação desses peptídeos deve ser investigado por simulações mais longas, em concentrações que propiciem a formação de agregados.Artigo Nootropic effects of LSD: Behavioral, molecular and computational evidence(Elsevier BV, 2022-06-19) Ornelas, Isis M; Silva, Felipe Augusto Cini da; Wießner, Isabel; Marcos, Encarni; Araujo, Draulio Barros de; Goto-Silva, Livia; Nascimento, Juliana; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Costa, Marcelo N; Falchi, Marcelo; Olivieri, Rodolfo; Fontes, Fernanda Palhano Xavier de; Sequerra, Eduardo Bouth; Martins-de-Souza, Daniel; Feilding, Amanda; Costa, César Rennó; Tófoli, Luis Fernando; Rehen, Stevens K; Ribeiro, Sidarta Tollendal GomesThe therapeutic use of classical psychedelic substances such as d-lysergic acid diethylamide (LSD) surged in recent years. Studies in rodents suggest that these effects are produced by increased neural plasticity, including stimulation of the mTOR pathway, a key regulator of metabolism, plasticity, and aging. Could psychedelic-induced neural plasticity be harnessed to enhance cognition? Here we show that LSD treatment enhanced performance in a novel object recognition task in rats, and in a visuo-spatial memory task in humans. A proteomic analysis of human brain organoids showed that LSD affected metabolic pathways associated with neural plasticity, including mTOR. To gain insight into the relation of neural plasticity, aging and LSD-induced cognitive gains, we emulated the experiments in rats and humans with a neural network model of a cortico-hippocampal circuit. Using the baseline strength of plasticity as a proxy for age and assuming an increase in plasticity strength related to LSD dose, the simulations provided a good fit for the experimental data. Altogether, the results suggest that LSD has nootropic effectsArtigo Potent and broad-spectrum antimicrobial activity of analogs from the scorpion peptide stigmurin(MDPI, 2019-01-31) Carmo, Bruno Amorim do; Silva, Alessandra Daniele da; Parente, Adriana Marina e Silva; Furtado, Allanny Alves; Carvalho, Eneas; Oliveira, Johny Wysllas de Freitas; Santos, Elizabeth Cristina Gomes dos; Silva, Marcelo S.; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Silva Júnior, Arnóbio Antônio da; Monteiro, Norberto K.; Fernandes-Pedrosa, Matheus F.Scorpion venom constitutes a rich source of biologically active compounds with high potential for therapeutic and biotechnological applications that can be used as prototypes for the design of new drugs. The aim of this study was to characterize the structural conformation, evaluate the antimicrobial activity, and gain insight into the possible action mechanism underlying it, for two new analog peptides of the scorpion peptide Stigmurin, named StigA25 and StigA31. The amino acid substitutions in the native sequence for lysine residues resulted in peptides with higher positive net charge and hydrophobicity, with an increase in the theoretical helical content. StigA25 and StigA31 showed the capacity to modify their structural conformation according to the environment, and were stable to pH and temperature variation—results similar to the native peptide. Both analog peptides demonstrated broad-spectrum antimicrobial activity in vitro, showing an effect superior to that of the native peptide, being non-hemolytic at the biologically active concentrations. Therefore, this study demonstrates the therapeutic potential of the analog peptides from Stigmurin and the promising approach of rational drug design based on scorpion venom peptide to obtain new anti-infective agents.Artigo Propriedades relacionadas à acidez e basicidade a partir da abordagem em química computacional(Sociedade Brasileira de Química, 2014) Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Firme, Caio Lima; Lima, Kássio Michell Gomes deAnalytical Chemistry books lack a clear link between thermodynamic and equilibrium approaches involving acids and bases. In this work, theoretical calculations were performed to search for these relations. An excellent relationship was found between difference in Gibbs free energy, ∆G of acid dissociation reaction and ∆G of hydrolysis reaction of the corresponding conjugate base. A relationship between ∆G of hydrolysis reaction of conjugate acids and their corresponding atomic radius was also identified, showing that stability plays an important role in hydrolysis reactions. Finally, the importance of solvation in acid/base behavior was demonstrated when comparing the corresponding theoretical and experimental ∆G´s.