Academic literature on the topic 'Uracilo'

Mestrado em Bioquímica - Métodos Biomoleculares<br>A unidade estrutural uracilo é uma estrutura promissora para a descoberta de novos agentes terapêuticos, uma vez que apresenta uma diversificada atividade biológica. Os derivados de uracilo substituídos na posição C-5, entre os quais se destaca o 5-fluorouracilo, apresentam atividade antitumoral significativa. De igual modo os derivados porfirínicos têm sido amplamente estudados como fotossensibilizadores em terapia fotodinâmica (PDT), destacando-se entre os naturais a clorofila a, precursora de alguns agentes como é o caso da clorina e6 e da feoforbida a. A conjugação de unidades de hidratos de carbono a outras moléculas tem demonstrado conferir-lhes solubilidade e seletividade para com determinadas células alvo, tornando estes conjugados adequados para administração intravenosa. Atualmente, já se encontram descritos alguns estudos envolvendo derivados de uracilo conjugados e ou fundidos a derivados porfirínicos e a hidratos de carbono. A conjugação destas moléculas poderá ser um meio para potenciar as propriedades fotossensibilizadoras dos derivados porfirínicos, tornando-os potenciais agentes terapêuticos para PDT antitumoral e antimicrobiana. A PDT tem-se destacado no tratamento de diversas doenças, particularmente no tratamento de tumores e infeções bacterianas. A ação fotodinâmica envolve a combinação da luz visível, oxigénio molecular e um fotossensibilizador, levando à formação de espécies reativas de oxigénio que induzem danos nos tecidos e consequentemente pode conduzir à morte celular. Neste trabalho, é descrita uma estratégia sintética para preparar novos derivados de clorofila a extraída da Spirulina maxima conjugada a diferentes unidades de uracil-alditóis, bem como a avaliação da atividade biológica destes conjugados, nomeadamente atividade antibacteriana e antitumoral. Os compostos preparados, 3 e 9a-c, foram caracterizados estruturalmente por espetrometria de massa e por RMN de 1H, tendo em alguns casos sido necessário recorrer a técnicas bidimensionais (COSY de 1H/1H), bem como por outras técnicas espetroscópicas. Para avaliação da atividade antibacteriana, selecionaram-se duas estirpes bacterianas: Staphylococcus aureus (Gram-positivo) e Escherichia coli (Gram-negativo). Os resultados obtidos mostraram que os compostos 3 e 9a, a uma concentração de 5,0 μM, inativaram eficientemente a bactéria S. aureus ( 7 log) após 180 min de irradiação com luz branca a uma irradiância de 2,7 mW.cm-2. Os compostos 9b e 9c, nas mesmas condições experimentais de irradiação, foram menos eficazes mostrando uma redução da abundância bacteriana de apenas cerca de 2 log. No ensaio com E. coli verificou-se que nenhum dos compostos estudados, 3 e 9a, foram capazes de inativar a bactéria de Gram-negativo. Nos estudos da avaliação da atividade antitumoral foram selecionadas duas linhas celulares da próstata humana, PNT-2 e PC-3. Os compostos 9a e 9b foram testados a uma concentração de 0,1; 1,0 e 10 μM, tendo sido incubados durante 4 h no escuro e irradiados durante 20 min com luz vermelha a uma irradiância de 1,28 mW.cm-2. Ambos os compostos, na concentração de 10 μM, foram capazes de reduzir a viabilidade das células cancerígenas PC-3, mas também das células pré-neoplásicas (PNT-2). O composto 9a consegue ainda reduzir as células PC-3 de forma significativa na concentração de 1,0 μM. No estudo preliminar de uptake intracelular do composto 9a observou-se não existir uma diferença significativa na concentração intracelular entre as linhas PNT-2 e PC-3 ao fim de 4 h de incubação. Os estudos biológicos realizados permitem concluir que a eficiência dos compostos para inativar S. aureus é dependente da unidade de açúcar utilizado (o derivado conjugado com a xilose é melhor PS do que os derivados de galactose e glucose), mas não parece ser determinante para reduzir a viabilidade das células do cancro da próstata (PC-3) na concentração de 10 μM.<br>Uracil is considered a lead compound, since it has been used as an important platform for chemical modifications in order to improve and to diversify its biological activity. C-5 substituted uracil derivatives, among which the 5-fluorouracil outstands, exhibits relevant antitumoral activity. Among the natural porphyrin derivatives, chlorophyll a is the precursor of some photosensitizing agents in photodynamic therapy (PDT), such as chlorin e6 and pheophorbide a. The conjugation of carbohydrates moieties to other molecules has been shown to confer solubility and selectivity to the new entities to target cells, making these conjugates suitable for intravenous administration. Currently, some studies involving uracil derivatives conjugated to and/or fused to porphyrin derivatives and carbohydrates are described in literature. The conjugation of these molecules may be used to potentiate the photosensitizing properties of the porphyrin derivatives, making them potential therapeutic agents for antitumor and antimicrobial PDT. PDT has been used with success in the treatment of various diseases, particularly in the treatment of tumors and bacterial diseases. Photodynamic action involves the combination of visible light; molecular oxygen and a photosensitizer, leading to the formation of reactive oxygen species, which will induce tissue damage and consequently leads to cell death. In this study, we report an efficient access to new derivatives of chlorophyll a, extracted from Spirulina maxima, bearing different uracil-alditols moieties, as well as the evaluation of their antibacterial and antitumoral activity. The prepared compounds, 3 and 9a-c, were structurally characterized by mass spectrometry and by 1H NMR recurring to mono- and bidimensional techniques (COSY 1H/1H ), and other spectroscopic techniques. To evaluate the antibacterial activity, two bacteria strains, Staphylococcus aureus (Gram-positive strain) and Escherichia coli (Gram-negative strain) were selected. The results showed that compounds 3 and 9a, at a concentration of 5.0 μM, were able to inactivate efficiently the S. aureus bacterium ( 7 log) after 180 min of irradiation with white light at an irradiance of 2.7 mW.cm-2. Compounds 9b and 9c, under the same experimental conditions, were much less efficient showing a reduction of only 2 log. In the E. coli assay it was found that none of the studied compounds 3 and 9a, were able to photoinactivate Gram-negative bacterium. In the antitumoral activity evaluation studies, two human prostate cell lines, PNT-2 e PC-3, were selected. Compounds 9a and 9b were tested at a concentration of 0.1, 1.0 and 10 μM, and incubated for 4 h in the dark and irradiated for 20 min with red light at an irradiance of 1.28 mW.cm-2. Both compounds, at a concentration of 10 μM, were able to reduce the viability of PC-3 cancer cells and pre-malignant cells (PNT-2). Compound 9a was further able to significantly reduce PC-3 cells at a concentration of 1.0 μM. In the preliminary intracellular uptake study of compound 9a, there was no significant difference in intracellular concentration between the PNT-2 and PC-3 cell lines after 4 h of incubation. These conducted studies allow us to conclude that the efficiency of the compounds to photoinactivate S. aureus is dependent on the sugar moiety (the xylose derivative is better PS than the galactose and glucose derivatives), but does not seem be determinant to reduce the viability of prostate cancer cells (PC-3) at a concentration of 10 μM.

Base teórica: As fluoropirimidinas possuem significativa variabilidade na resposta terapêutica e na ocorrência de toxicidade, o que tem sido relacionado à deficiência na depuração metabólica mediada pela enzima diidropirimidina desidrogenase (DPD). Mutações nos genes codificadores da enzima, bem como fatores ambientais podem levar à baixa ou nula expressão enzimática, provocando efeitos adversos graves devido ao acúmulo destes fármacos. Até o presente, nenhum teste reconhecidamente valido para a identificação de indivíduos em risco de toxicidade severa está estabelecido na prática oncológica. A genotipagem para o gene DPYD apresenta poder preditivo limitado, pois é capaz de rastrear somente as mutações já conhecidas, que apresentam baixa frequência populacional. Por esta razão, ensaios funcionais baseados na avaliação da redução fisiológica do uracil (U) para diidrouracil (UH2), igualmente medidada pela DPD, têm sido propostos na identificação de pacientes predispostos à toxicidade. Nesta abordagem são estimadas as razões plasmáticas [UH2]/[U] em níveis basais ou após uma dose oral do U. Recentemente, foi sugerida a realização do teste funcional em saliva como amostra alternativa ao plasma, com maior estabilidade dos analitos. Entretanto, a associação entre as razões metabólicas nesta matriz e a toxicidade não foi validada em amostras clínicas. Objetivos: Avaliar a efetividade dos métodos de determinação da razão metabólica [UH2]/[U] em plasma e saliva e a genotipagem para o gene DPYD como preditores de toxicidade por fluoropirimidinas em pacientes com neoplasias gastrointestinais. Adicionalmente, o trabalho propôs o desenvolvimento de um método bioanalítico para a determinação de U e UH2 por cromatografia líquida de alta eficiência. Métodos: Foram obtidas amostras pareadas de plasma e saliva de 60 pacientes diagnosticados com neoplasia gastrointestinal e com indicação de tratamento com fluoropirimidinas. As concentrações de U e UH2 foram determinadas nas duas matrizes através de LC-MS/MS. Os efeitos adversos do primeiro ciclo de quimioterapia foram classificados de acordo com o NCI-CTCAE versão 4. A genotipagem da DYDP foi realizada por PCR tempo real e incluiu os alelos *2A; *13, Y186C; I560S, *7 Y186C. Resultados: 35% dos pacientes apresentaram toxicidade severa (graus 3/4), sendo a neutropenia a mais frequente (n=11). A genotipagem da DYDP não foi capaz de identificar pacientes em risco de toxicidade, uma vez que não foram encontrados portadores de alelos variáveis. As razões [UH2]/[U] variaram amplamente entre os pacientes, de 0,09 a 26,73 no plasma e de 0,08 a 24 na saliva. As razões [UH2]/[U] no plasma e na saliva demonstraram correlação elevada (rs=-0,575; P<0,01), porém, a saliva demonstrou maior correlação com o grau de toxicidade quando comparada ao plasma (rs=-0,515; P<0,01 vs rs=-0,282 P<0,05). Pacientes com grau de toxicidade 3/4 (n=21) apresentaram menor razão metabólica em comparação a pacientes com grau 1/2 (n=26) ou com ausência de toxicidade (n=13) (média 0.59 vs 2.22 e 2.83 no plasma e 1.62 vs 6.88 e 6.75 na saliva, P<0.01). A partir de curva ROC foi determinado o valor de corte de 1,16 para a razão em saliva com 86% de sensibilidade e 77% de especificidade para a identificação de pacientes com toxicidade severa. Nas amostras de plasma o valor de corte foi 4.0 com 71% de sensibilidade e 76% de especificidade. Adicionalmente, foi desenvolvido e validado um método bioanalítico para a dosagem de U e UH2 com exatidão (98.4–105.3%) e precisão precisão intra-ensaio (5.1–12.1%) e inter-ensaios (5.3–10.1%) satisfatórios. Conclusão: Neste grupo de pacientes a genotipagem dos alelos *2A; Y186C; I560S, Y186C e *7 da DPYD não mostrou-se útil na identificação de indivíduos com deficiência severa da DPD. Entretanto, as razões metabólicas [UH2]/[U] demonstraram ser um promissor teste para avaliar a funcionalidade da enzima e identificar a maioria dos casos de pacientes com sujeitos a toxicidade grave à fluoropirimidinas, com sensibilidade superior da saliva.<br>Background: Variation on therapeutic response to fluoropirimidines and toxicity have been related to impaired dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) mediated metabolism. Mutations in genes encoding the enzyme as well as environmental factors can lead to reduced or absent enzyme expression, causing serious adverse effects due to the accumulation of these drugs. To date, there is no clinically recognized valid assay, for the identification of individuals at risk of severe toxicity in oncological practice. DPYD genotyping has a limited prediction power, since it is able to identify only the already known mutations, which have low frequency in population. Therefore, functional DPD assays based on the assessment of uracil (U) to dihydrouracil (UH2) metabolism, which is also dependent on DPD, have been proposed to identify patients prone to toxicity. Thus, endogenous metabolic ratios of [UH2]/[U] or after an oral dose of U are determined in plasma. Recently, the use of saliva has been suggested as alternative matrix to plasma, with higher stability of analytes. However, the association between salivary metabolic ratios and toxicity has not been validated in clinical samples. Objective: To evaluate the use of plasma and saliva uracil (U) to dihydrouracil (UH2) metabolic ratios and DPYD genotyping, as a means to identify patients with dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) deficiency and fluoropyrimidine toxicity. Additionally, the work proposed the development of a bioanalytical method for the determination of U and UH2 by high-performance liquid chromatography. Methods: Paired plasma and saliva samples were obtained from 60 patients with gastrointestinal cancer before fluoropyrimidine treatment. U and UH2 concentrations were measured by LC-MS/MS. DPYD was genotyped for alleles *2A; Y186C; I560S, Y186C and *7. Results: 35% of the patients had severe toxicity. There was no variant allele carrier for DPYD. The [UH2]/[U] metabolic ratios were 0.09-26.73 in plasma and 0.08-24.0 in saliva, with higher correlation with toxicity grade in saliva compared to plasma (rs=-0.515 vs rs=-0.282). Median metabolic ratios were lower in patients with severe toxicity as compared to those with absence of toxicity (0.59 vs 2.83 plasma; 1.62 vs 6.75 saliva, P<0.01). A cut-off of 1.16 for salivary ratio was set with 86% sensitivity and 77% specificity for the identification of patients with severe toxicity. Similarly, a plasma cut-off of 4.0 revealed a 71% sensitivity and 76% specificity. Additionally, a bioanalytical method for the quantification of U and UH2, with adequate accuracy (98.4–105.3%) and precision (intra-assay CV 5.1–12.1% and inter-assay CV 5.3–10.1%) was develop and validated. Conclusions: DPYD genotyping for alleles *2A; Y186C; I560S, Y186C and *7 was not helpful in the identification of patients with severe DPD deficiency in this series of patients. The [UH2]/[U] metabolic ratios, however, proved to be a promising functional test to identify the majority of cases of severe DPD activity, with saliva performing better than plasma.

Les cellules sont constamment soumises à des stress endogène et exogène qui provoquent la formation de lésions de l'ADN. Il a été estimé que les lésions les plus abondantes dans l'ADN sont les sites abasiques (sites AP) provenant du clivage du lien glycosidique entre la base et le désoxyribose. Ce clivage peut être spontané ou médié par une ADN glycosylase au cours la réparation par excision de bases (BER) endommagées ou anormales de l'ADN. Le clivage des sites AP en 5' ou en 3' provoquent la formation de cassures simple brin avec une extrémité 5' ou 3' bloquée, respectivement. Au début de ma thèse, seul le BER était connu comme intervenant dans la réparation des sites AP via les deux AP endonucléases Apn1 et Apn2 chez Saccharomyces cerevisiae. Cependant, alors que les sites AP sont mutagènes et potentiellement létaux, le double mutant apn1 apn2 est viable, ce qui suggère la présence d'autres voies de réparation des sites AP. J'ai pu montré que le système de réparation par excision de nucléotides (NER) intervient dans la réparation des sites AP. L'hétérodimère Rad1-Rad10 (flap-endonucléase) possède également un rôle dans la réparation des sites AP, en effet, le triple mutant apn1 apn2 rad1 est létal et forme une microcolonie composée d'environ 300 cellules 4 jours après dissection. Ce phénotype nous a permis de montrer que l'hétérodimère Mus81-Mms4 permet une réparation partielle des cassures simple brin avec une extrémité 3' bloquée responsables de la létalité du triple mutant apn1 apn2 rad1. La suppression de la létalité du triple mutant apn1 apn2 rad1 est possible par la délétion d'UNG1 codant pour l'uracile glycosylase ou par la surexpression de DUT1 codant pour la désoxyuridine triphosphate pyrophosphatase. Ces derniers résultats montrent qu'une source majoritaire spontanée de sites AP est la réparation de l'uracile dans l'ADN provenant de l'incorporation de dUTP du stock de dNTP par les ADN polymérases au cours de la réplication ou de la réparation<br>Cellular DNA is continuously damaged by exogenous and endogenous reactive species. One of the most frequent lesion in DNA is abasic sites (AP sites) that come from the cleavage of the glycosidic bond between the base and the deoxyribose. This cleavage could be spontaneous or due to the action of a DNA glycosylase during the base excision repair (BER) of damaged or abnormal bases. The cleavage of AP sites on the 5' or the 3' side leads to the formation of single strand breaks with a 5' or a 3' blocked end, respectively. At the beginning of my thesis, only the BER pathway was known to repair AP sites via the action of the two AP endonucleases Apn1 and Apn2 in Saccharomyces cerevisiae. However, while AP sites are known to be mutagenic and potentially lethal, the double mutant apn1 apn2 is viable that suggests the presence of other pathway(s) for AP site repair. I showed that the nucleotide excision repair (NER) pathway occurs a role in the repair of AP sites. The Rad1-Rad10 heterodimer is also implicated in the repair of AP sites since the apn1 apn2 rad1 triple mutant is lethal. This triple mutant forms a micro-colony of an average of 300 cells 4 days after dissection. This phenotype helps us to show that the Mus81-Mms4 can partially repair single strand break with 3' blocked end that are damages that cause the death of the apn1 apn2 rad1 triple mutant. The lethality of the apn1 apn2 rad1 triple mutant is suppressed by the deletion of UNG1 coding for the uracil DNA glycosylase or the overexpression of DUT1 coding for the deoxyuridine triphosphate pyrophosphatase. These results show that a critical spontaneous source of AP sites is the repair of uracil in DNA that come from the incorporation of dUTP from the dNTP pool by DNA polymerases during replication or repair

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2003.<br>Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xiii, 210 p.; also includes graphics (some col.). Includes bibliographical references (p. 174-210). Available online via OhioLINK's ETD Center

Purine and pyrimidine bases are the central precursors of DNA and RNA and theirintracellular concentration is balanced by three pathways- de novo, salvage and catabolicpathways. Uracil catabolism pathway has been found in several bacteria and in some fungi(including yeast). Seven genes, URC1-7 have been found to be involved in this novelpathway. There are two “unknown genes” in the yeast Lachancea (Saccharomyces) kluyveri,namelyURC1 and URC4, which play a central role in this pathway and their exact functionremains a mystery.In this project, two S. kluyveri genes, URC1&amp;URC4, were over-expressed in the bacterialsystem and successfully purified. Our preliminary functional assay showed that uridinemonophosphate (UMP) is a likely substrate for Urc1p at pH7, 25ºC. It was shown clearly thatboth uracil and uridine were not the substrate for Urc1p. We tried to phosphorylatechemically synthesized ribosylurea using Drosophila melanogaster deoxyribonucleosidekinase and compared the activity between phosphorylated and non- phosphorylated RU atdifferent conditions. Phosphorylated ribosylurea seemed to be a likely substrate for Urc4p atpH7, 37ºC. Keywords: Uridine monophosphate (UMP), ribosylurea (RU), uracil catabolism.

Les 6-amino-, 6-hydrazino- et 6-(azavinyl) pyrimidinediones riches en électrons réagissent par leur carbone 5 avec différents électrophiles (l’O-tosylisonitrosomalodinitrile (OTMD), le tétracyanoéthylène (TCNE), l'acétylènedicarboxylate de diméthyle (DMAD), et le diméthylacétal du diméthylformamide (DMFDMA) pour conduire après cyclisation à toute une série d'hétérocycles polycycliques. La 6-amino-1,3-diméthylpyrimidine-2,4(1H, 3H)-dione fournit ainsi, avec l'OTMD, une lumazine précurseur de pyrimido [5,4-g] ptéridines, et avec le TCNE, une pyrido [2,3-d] pyrimidine. Une isomérisation du squelette carboné est mise en évidence dans le cas de la réaction entre la 6-hydrazino-1,3-diméthylpyrimidine-2,4(1H, 3H) dione et le TCNE. Des réactions analogues sur carbone sont également observées dans les séries naphtaléniques et anthracéniques