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Type: TESE
Title: Atuação da quitosana como adsorvente de íons cobre em presença do peptídeo ß-amilóide ou histidina
Title Alternative: Effects of chitosan as copper ion adsorbent in presence of amyloid-ß peptide or equivalent
Author: Mahl, Cynthia Regina Albrecht, 1987-
Abstract: Resumo: A doença de Alzheimer está relacionada à ligação anômala que ocorre entre o peptídeo ?- amilóide (?A) e o íon cobre. Segundo a literatura, utilizando-se espectroscopia Raman, observou-se forte evidência de que o cobre se liga ao núcleo da ?A através de anéis imidazólicos de histidina. Agentes quelantes, em princípio, podem ser usados farmacologicamente no tratamento da intoxicação com metais pesados. Neste trabalho, verificou-se a ação quelante da quitosana atuando na remoção de íons cobre, na presença de ?-amilóide ou de um composto equivalente que contenha histidinas (conhecidos como os responsáveis pela ligação com o íon cobre). Devido a limitações no uso da ?A, decidiu-se por usar histidina, para um melhor entendimento da interação que ocorre no sistema. Inicialmente, esferas porosas de quitosana foram preparadas para utilização na adsorção de íons cobre, com e sem a presença de histidina. Estudos de equilíbrio, envolvendo isotermas e cinéticas de adsorção foram realizadas, e a partir desses constatou-se, que a histidina compete com a quitosana pelos íons cobre, levando a uma diminuição na capacidade de adsorção. Em contrapartida, observa-se uma diminuição não tão brusca da capacidade de adsorção, mostrando que mesmo com a competição ocorrendo a quitosana continua adsorvendo cobre. Com a aplicação dos modelos isotérmicos, foi possível prever que a adsorção ocorre em monocamadas e também em sítios heterogêneos e que não existe somente um grupamento responsável pela quelação dos íons cobre. Em relação aos modelos cinéticos foi proposto que a etapa limitante no processo é adsorção química. Empregando Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR-ATR), observou-se que a histidina atua principalmente nos grupos amino e hidroxil da quitosana, afetando os átomos de nitrogênio e oxigênio do mesmo. Foram também realizadas análises de espalhamento de Raios-X a baixo ângulo (SAXS) revelando que a adição de histidina ou ?A no sistema proporciona provavelmente um desenovelamento da quitosana. Através de análises de Estrutura Fina Estendida de Absorção de Raios-X (EXAFS) verificou-se que após adição de histidina ocorre uma mudança qualitativa relacionada à primeira esfera de coordenação referente à ligação de Cu-O, o que pode indicar novas ligações, agora com os átomos de nitrogênio. Para finalizar, uma isoterma de adsorção empregando-se o peptídeo ?A foi obtida, os resultados foram semelhantes aos obtidos com a histidina, mantendo-se uma de adsorção de cobre por parte da quitosana

Abstract: Alzheimer's disease is related to the anomalous binding that occurs between the protein ?-amyloid (?A) and copper metal ion. By using Raman spectroscopy, literature has shown strong evidence that copper and zinc bind to A? peptide core through the imidazole ring of histidine. Chelating agents, in principle, can be used pharmacologically in the treatment of heavy metal poisoning. In this study, we verified the chelating action of chitosan acting in the removal of copper ions in the presence of amyloid-ß or an equivalent compound structural that presents histidine (known as the responsible for binding with copper ion). Due to limitations in using ?A, it was decided to use just histidine, aiming a better understanding of the interaction that occurs in the system. Initially, porous chitosan beads were prepared for the use in the adsorption of copper ions, with and without the presence of histidine. Equilibrium studies involving adsorption isotherms and kinetics were carried out, and from them it was observed that histidine competes with chitosan for the copper ions, leading to a decrease in the adsorption capacity. On the other hand, there is no sharp decrease of the adsorption capacity showing that even with a competition taking place, chitosan remains adsorbing copper. By applying the isothermal models, it was possible to predict that an adsorption monolayer occurs and that there is not only one group responsible for chelation of copper ions. With regard to kinetic models it was proposed that the limiting step in the adsorption process is the chemical adsorption. By using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR-ATR) it was observed that histidine acts mainly in the amino and hydroxyl groups of chitosan, affecting the nitrogen and oxygen atoms of the same. Analyses were performed for Small Angle X-Ray Scattering (SAXS) revealing that the addition of histidine or ?A in the system provides probably one unfolding of chitosan. Through the analyses of Extended X-Ray absorption fine structure (EXAFS), it was found that after addition of histidine a qualitative change occurs in the first coordination sphere attributed to Cu-O binding, which may indicate new bindings, now with nitrogen atoms. Finally, the adsorption isotherm employing ?A protein was similar to those obtained with histidine; chich shows that chitosan kept the ability to absorb copper
Resumo: A hidrogenólise da sacarose é uma reação química de interesse industrial, uma vez que os produtos obtidos, sob a forma de glicóis e polióis, podem ser empregados em diversos setores produtivos, tais como indústrias farmacêuticas e de alimentos. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo estudar a preparação de catalisadores de Ni e Ru suportados em carvão ativado, destinados à hidrogenólise da sacarose em meio aquoso. Para tanto, catalisadores com uma fração mássica total de 5 % de metal foram preparados através dos métodos de impregnação incipiente e úmida, a partir de soluções aquosas de precursores clorados. Antes das impregnações, o suporte de carvão ativado comercial foi submetido a um tratamento químico com solução aquosa de KOH. Os sólidos preparados por meio da impregnação incipiente foram reduzidos a 473 K (200 ºC), sob fluxo de H2. Por sua vez, a impregnação úmida foi conduzida a 353 K (80 ºC), para diversos valores de pH, sendo a redução dos catalisadores realizada com formaldeído ou NaBH4. Os sólidos foram caracterizados através das técnicas de adsorção de N2 (método de B.E.T.), titulação de Boehm, titulação potenciométrica, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão, difratometria de raios X e redução à temperatura programada. Os desempenhos catalíticos na reação de hidrogenólise da sacarose foram conduzidos num reator Parr do tipo "slurry", à temperatura de 523 K (250 ºC) e sob pressão de H2 de 5,0 MPa (50 atm), utilizando-se uma massa de 5 g do catalisador. Os resultados revelam que os catalisadores de Ni/C preparados por impregnação úmida são mais ativos e seletivos a 1,2 propanodiol que os preparados via impregnação incipiente. A impregnação úmida também leva a catalisadores de Ru/C seletivos, que se mostram mais ativos que os preparados por impregnação incipiente. Contudo, a impregnação incipiente permite obter catalisadores igualmente seletivos, sendo que, em ambos os casos, o tratamento do suporte com KOH tem um efeito marcante no aumento do rendimento de 1,2 propanodiol

Abstract: The sucrose hydrogenolysis is a chemical reaction of industrial interest, since the obtained products, under the form of glycols and polyols, can be employed in different production sectors such as pharmaceutical and food industries. The present work aims to study the preparation of Ni and Ru catalysts supported on activated carbon, for the sucrose hydrogenolysis in aqueous media. For this purpose, catalysts with a total fraction of 5 wt % of metal were prepared by the methods of incipient and wet impregnation from aqueous solutions of chlorinated precursors. Before impregnation, the support of activated carbon was subjected to a chemical treatment in an aqueous solution of KOH. The solids prepared by incipient impregnation were reduced at 473 K (200 °C) under H2 flow. In its turn, the wet impregnation was conducted at 353 K (80 °C), for various pH values, being the catalysts reduction performed with formaldehyde or NaBH4. The solids were characterized by the techniques of N2 adsorption (B.E.T. method), Boehm titration, potentiometric titration, X ray photoelectron spectroscopy, scanning and transmission electronic microscopies, X ray diffraction and temperature programmed reduction. The catalytic performances for the sucrose hydrogenolysis were conducted in a Parr reactor of slurry type at temperature of 523 K (250 ° C) under H2 pressure of 5.0 MPa (50 atm), employing a catalyst mass of 5 g. The results reveal that the Ni/C catalysts prepared by wet impregnation are more active and selective for 1,2 propanediol than those prepared via incipient impregnation. The wet impregnation also leads to selective Ru/C catalysts, which are more active than those prepared by incipient impregnation. However, the incipient impregnation achieves also to selective catalysts, being that in both cases, the support treatment with KOH has a marked effect on increasing the yield of 1,2 propanediol
Subject: Quitosana
Cobre
Amilóide
Adsorção
Alzheimer, Doença de
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2013
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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