ROCHA, G. G. G. Atividade citotóxica das frações, subfrações e annonacinona obtidos de sementes de Annona muricata L. 2017. 91 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-02-14T15:43:11Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_gggrocha.pdf: 2091365 bytes, checksum: 747a32d7ce7e39158d50adf61b230f08 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-02-14T15:43:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_gggrocha.pdf: 2091365 bytes, checksum: 747a32d7ce7e39158d50adf61b230f08 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T15:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_gggrocha.pdf: 2091365 bytes, checksum: 747a32d7ce7e39158d50adf61b230f08 (MD5) Previous issue date: 2017-01-26 / The use of medicinal plants has been evidenced since the beginning to relieve and treat diseases and its use has grown over the years, constituting an important source in the therapeutic arsenal. The species Annona muricata, popularly known as soursop, is widely used as a traditional drug and studies conducted with its bioactive secondary metabolites have shown remarkable antitumor activity related to acetogenins. In this context, the present study aimed the bioguided fractionation of the acetonic extract of the A. muricata seeds to prospect for molecules with cytotoxic potential in human tumor cell lines, resulting in the isolation of an acetogenin called annonacinone. The study is a pioneer in the evaluation of the cytotoxic activity of the molecule. All fractions, subfractions and annonacinone presented cytotoxic potential in the tumor lines tested. The annonacinone showed IC50 values ranging from 3.7 μM to 0.19 μM in colon tumor cells (SW620) and glioblastoma (SF-295), respectively after 72 hours of incubation. The cytotoxic profile at different periods of incubation was performed on SF-295 cells and lung cells (NCI-H460). The cytotoxic effect on SF-295 cells was observed only after 72 hours of incubation, whereas in NCI-H460 cells, this effect was observed at 48 hours with IC50 of 0.21 μM and maintained after 72 hours of incubation. The temporal analysis of the cytotoxicity of annonacinone in NCI-H460 cells was evaluated by two different assays, MTT and SRB, which showed differences in the values, suggesting that the SRB assay is more effective for this kind of substance class because it depends on the protein content without interference of the compound. Annonacinone showed a decrease in cell density at all concentrations tested on NCI-H460 cells after 48 hours of incubation, although after this time of treatment it was not possible to evaluate DNA damage, cell cycle progression and cell death pattern. In an real-time analysis of the proliferation and viability, the annonacinone showed inhibition of the cellular growth in the tested concentrations and beginning of decline of the cellular index after 56 hours of treatment. It is concluded that acetogenin annonacinone presents evident cytotoxic activity in vitro, with greater effect in NCI-H460 cells, however, other tests should be performed with longer treatment times for a better evaluation of its biological activity and therapeutic potential of this molecule. / A utilização de plantas medicinais tem sido evidenciada desde os primórdios para aliviar e tratar doenças e sua utilização tem crescido com o passar dos anos, constituindo uma importante fonte no arsenal terapêutico. A espécie Annona muricata, conhecida popularmente como gravioleira, possui ampla utilização como medicamento tradicional e estudos conduzidos com seus metabólitos secundários bioativos vêm apresentando notável atividade antitumoral ligada às acetogeninas. Nesse contexto o presente estudo objetivou o fracionamento bioguiado do extrato acetônico das sementes de A. muricata para prospecção de moléculas com potencial citotóxico em linhagens celulares tumorais humanas, resultando no isolamento de uma acetogenina denominada annonacinona. O estudo é pioneiro na avaliação da atividade citotóxica da molécula. Todas as frações, subfrações e annonacinona apresentaram potencial citotóxico nas linhagens tumorais testadas. A annonacinona apresentou valores de CI50 que variaram de 3,7 µM a 0,19 µM em células tumorais de cólon (SW620) e glioblastoma (SF-295), respectivamente após 72 horas de incubação. O perfil citotóxico em diferentes períodos de incubação foi realizado em células SF-295 e células de pulmão (NCI-H460). O efeito citotóxico em células SF-295 foi observado apenas após 72 horas de incubação, enquanto que em células NCI-H460, esse efeito foi observado em 48 horas com CI50 de 0,21 µM e mantendo-se após 72 horas de incubação. A análise temporal da citotoxicidade da annonacinona em células NCI-H460 foi avaliada por dois ensaios distintos, MTT e SRB que apresentaram divergências nos valores, sugerindo que o ensaio do SRB seja mais efetivo para esse tipo de classe de substâncias por depender do conteúdo de proteínas sem interferência do composto. A annonacinona apresentou diminuição da densidade celular em todas as concentrações testadas em células NCI-H460 após 48 horas de incubação, embora após esse tempo de tratamento não tenha sido possível avaliar dano de DNA, progressão do ciclo celular e padrão de morte celular. Em análise sobre a proliferação e viabilidade em tempo real, a annonacinona apresentou inibição do crescimento celular nas concentrações testadas e início de declínio do índex celular após 56 horas de tratamento. Conclui-se que a acetogenina annonacinona apresenta evidente atividade citotóxica in vitro, com maior efeito em células NCI-H460, no entanto, outros testes devem ser realizados com tempos de tratamentos maiores para melhor avaliação da sua atividade biológica e potencial terapêutico desta molécula.

BARRETO, Francisco Stefânio. Estudo da atividade citotóxica de compostos obtidos do extrato acetônico das folhas de Annona muricata L. por fracionamento bioguiado. 89 f. 2014. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2014. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2014-06-30T12:16:59Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fsbarreto.pdf: 2117438 bytes, checksum: db53fc399991c1dcddb3b5a9a16c79a3 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2014-06-30T12:17:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fsbarreto.pdf: 2117438 bytes, checksum: db53fc399991c1dcddb3b5a9a16c79a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-30T12:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fsbarreto.pdf: 2117438 bytes, checksum: db53fc399991c1dcddb3b5a9a16c79a3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Cancer is a complex disease of genetic origin, resulting from mutations in proto-oncogenes and / or tumor suppressor genes. It is considered one of the major causes of death in the world. Preliminary studies with the acetone extract and isolated compounds from the Annona muricata species demonstrated their antitumor potential. Annona muricata L. (Annonaceae), popularly known as soursop, has wide distribution, mainly in the tropical regions. In Brazil, the species is widely used as analgesic, hypoglycemic, anti-inflammatory, antipyretic, hepatoprotective, anti-neuralgic, anti-parasitic and anti-rheumatic. This study reports the isolation of an acetogenin, called Annonacin, with a mono-tetrahydrofuran ring, the molecular formula: C35H64O7 and a mass of 596 u.m.a from the acetone extract of Annona muricata leaves through a bioguided chemical prospecting by cytotoxicity using the MTT assay. All the obtained fractions and the isolated acetogenin showed a cytotoxic potential in the tested tumor cell lines. The values of the mean inhibitory concentration of this acetogenin, had an order of nano-molar. The cytotoxicity assay demonstrated that the compound has anti-proliferative activity against all the tested tumor cell lines, with an IC50 ranging from 3.280 nM to 1.56 nM in HL-60 and HCT-116, respectively, after 72 hours of incubation, where the substance was most active against the following tumor cell lines: HCT-116, OVCAR-8, SF-295 and PC-3M. This acetogenin was not able to inhibit the proliferation of normal peripheral blood cells, although it showed a hemolytic effect on mice erythrocytes. The Annonacin, in a colorectal cancer cell line, showed a cytotoxic effect strongly related to the dose and incubation time, being able to change the number of viable and non-viable cells after 48 and 72 h of exposure. In both incubation times, this molecule was able to modify the HCT-116 cell morphology, where it had an increase on the cytoplasm and nucleus size, besides a fusiform appearance. This study showed that the acetone extract from the A. muricata leaves is a promising source for obtaining compounds belonging to the acetogenins class with significant cytotoxic activity on tumor cells of human origin. / O câncer é uma complexa doença de origem genética, resultante de mutações em proto-oncogenes e/ou genes supressores tumorais. É considerada uma das principais causas de morte por doença no mundo. Estudos preliminares com o extrato acetônico e compostos isolados da espécie Annona muricata evidenciaram o seu potencial antitumoral. Annona muricata L. (Annonaceae) é popularmente conhecida como gravioleira; possui ampla distribuição, principalmente em regiões tropicais. No Brasil, a espécie é utilizada como analgésico, hipoglicemiante, anti-inflamatório, antitérmico, hepatoprotetor, antinevrálgico, antiparasitário e antirreumático. O presente trabalho descreve o isolamento de uma acetogenina, denominada anonacina, com anel mono-tetrahidrofurano, fórmula molecular C35H64O7 e massa de 596 u.m.a à partir do extrato acetônico das folhas da referida espécie, através de prospecção química bioguiada pela citotoxicidade usando o ensaio do MTT. Todas as frações obtidas e a acetogenina isolada na prospecção apresentaram potencial citotóxico nas linhagens tumorais testadas. Os valores de concentração inibitória média dessa acetogenina, apresentaram-se na ordem de nano-molar. O ensaio de citotoxicidade mostrou que esse composto apresenta atividade antiproliferativa frente à todas as linhagens tumorais testadas, com CI50 variando de 3.280 nM a 1,56 nM em HL-60 e HCT-116, respectivamente após 72 horas de incubação, onde a substância foi mais ativa frente às linhagens HCT-116, OVCAR-8, SF-295 e PC-3M. Essa acetogenina não foi capaz de inibir a proliferação de células mononucleares do sangue periférico, embora tenha apresentado efeito hemolítico em eritrócitos de camundongos. A acetogenina AMFA-4, em linhagem de célula de câncer colorretal, apresentou efeito citotóxico dependente da dose e do tempo de incubação, sendo capaz de alterar o número de células viáveis e não-viáveis após 48 e 72 h de exposição. Nesses dois tempos de incubação, essa molécula foi capaz de alterar a morfologia das células HCT-116, onde a mesma teve aumento do núcleo e citoplasma e aspecto fusiforme. O presente trabalho mostrou que o extrato acetônico das folhas de A. muricata é uma fonte promissora para obtenção de compostos pertencentes a classe das acetogeninas com atividade citotóxica relevante em células tumorais de origem humana.

To investigate potential sources of novel grain protectors, this study evaluated, firstly, the bioactivity of ethanolic extracts (66) prepared from 29 species belonging to 11 different genera of Neotropical Annonaceae against the maize weevil Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). A screening assay demonstrated that the most pronounced effects (acute and chronic) on S. zeamais were caused by extracts from the Annona montana, A. mucosa, A. muricata and A. sylvatica seeds, and, to a lesser extent, by extracts prepared from leaves of A. montana, A. mucosa, A. muricata, and Duguetia lanceolata. However, the most active extracts (from seeds) did not affect fungal growth and aflatoxin production of Aspergillus flavus (Ascomycota: Trichocomaceae). Using the maize weevil as bioindicator, bioguided fractionations were then conducted in order to isolate, purify and characterize the possible active compound(s) from the most interesting extracts. By means of different chromatographic procedures, nine compounds (five acetogenins, three steroids, and one aromatic compound) were isolated. The acetogenins rolliniastatin-1 and ACG4 (structural determination in progress) and the aromatic compound 2,4,5- trimethoxystyrene as well as the steroids campesterol, stigmasterol, and sitosterol [tested in mixture (8.44 + 12.37 + 79.19%, respectively)] showed promising grain protective properties. Furthermore, the obtained results indicate that compounds from different chemical natures have a synergistic effect on the overall biological activity of the crude extracts. In a second study, the acute and chronic toxicity of selected ethanolic seed extracts from Annona species (A. montana, A. mucosa, A. muricata, and A. sylvatica) and an acetogenin-based commercial bioinsecticide (Anosom® 1EC) were investigated against the cabbage looper Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) and the green peach aphid Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). In the laboratory, extracts of A. mucosa and A. sylvatica as well as Anosom® were especially active through oral and topical administration. A greenhouse trial showed that a formulated A. mucosa extract and Anosom® were highly effective (>98% mortality) against third instar of T. ni larvae, and comparable to a pyrethrin-based commercial insecticide (Insect Spray®) used as a positive control. Similar to results with T. ni, A. mucosa extract showed the greatest aphicidal either in laboratory or greenhouse bioassays. In a third study, the acaricidal activity [against the citrus red mite Panonychus citri (Acari: Tetranychidae)] of the ethanolic extract from A. mucosa seeds (most active) was investigated. In laboratory tests, it exhibited levels of activity superior to commercial acaricides/insecticides of natural origin [Anosom® 1EC (annonin), Derisom® 2EC (karanjin), and Azamax® 1.2EC (azadirachtin + 3- tigloylazadirachtol)] and similar to a synthetic acaricide [Envidor® 24 SC (spirodiclofen)]. Finally, the compatibility of A. mucosa seed extract with three entomopathogenic fungi species (Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea and Metarhizium anisopliae) was assessed. In overall, it was compatible with the three entomopathogenic fungi species when tested at recommended concentrations for target pest species control. Therefore, this study argues for the use of derivatives from Neotropical Annonaceae as a useful component in the framework of integrated pest management (IPM) programs. / Visando investigar potenciais fontes de novos protetores de grãos, este estudo avaliou, primeiramente, a bioatividade de extratos etanólicos (66) obtidos de 29 espécies pertencentes a 11 diferentes gêneros de anonáceas neotropicais sobre o gorgulho-do-milho Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). A triagem inicial demonstrou que os efeitos (agudos e crônicos) mais pronunciados sobre S. zeamais foram causados pelos extratos de sementes de Annona montana, de A. mucosa, de A. muricata e de A. sylvatica, seguidos pelos extratos de folhas de A. montana, de A. mucosa, de A. muricata e de Duguetia lanceolata. No entanto, os extratos mais ativos (sementes) não afetaram o crescimento vegetativo e a produção de aflatoxinas de um isolado de Aspergillus flavus (Ascomycota: Trichocomaceae). Fracionamentos biomonitorados foram então realizados a fim de isolar, purificar e caracterizar o(s) composto(s) ativo(s) majoritário(s) dos extratos mais promissores, utilizando-se, para isso, o gorgulho-do-milho como bioindicador. Por meio de diferentes procedimentos cromatográficos, foram isolados nove compostos: cinco acetogeninas, três esteroides e um composto aromático. As acetogeninas roliniastatina-1 e ACG4 (determinação estrutural em andamento), o composto aromático 2,4,5-trimetoxiestireno e os esteroides campesterol, estigmasterol e sitosterol [testados em mistura (8,44 + 12,37 + 79,19%, respectivamente)] mostraram promissoras propriedades protetoras de grãos. Em geral, os resultados obtidos indicaram que compostos de diferentes naturezas químicas têm efeito sinérgico sobre a atividade biológica dos extratos brutos. No segundo estudo, foi avaliada a toxicidade aguda e crônica dos extratos selecionados de sementes de Annona (A. montana, A. mucosa, A. muricata e A. sylvatica) e de um bioinseticida comercial à base de acetogeninas (Anosom® 1EC) sobre a lagarta-mede-palmo Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) e sobre o pulgão-verde Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Em laboratório, os extratos de A. mucosa e de A. sylvatica e o bioinseticida Anosom® foram especialmente ativos através da administração oral e tópica. Em casa de vegetação, um extrato formulado de A. mucosa e Anosom® foram altamente eficazes contra larvas de terceiro ínstar de T. ni, com eficácia comparável ao de um inseticida comercial à base de piretrinas (Insect Spray®) utilizado como controle positivo. Similar aos resultados com T. ni, o extrato de A. mucosa apresentou a maior atividade aficida, tanto em bioensaios em laboratório quanto em casa de vegetação. No terceiro estudo, a atividade acaricida [sobre o ácaro-purpúreo-dos-citros Panonychus citri (Acari: Tetranychidae)] do extrato de sementes de A. mucosa (mais ativo) foi avaliada em bioensaios laboratoriais. O extrato de A. mucosa apresentou eficácia superior aos acaricidas/inseticidas comerciais de origem natural [Anosom® 1EC (anonina), Derisom® 2EC (karanjina) e Azamax® 1.2EC (azadiractina + 3-tigloilazadiractol)] e similar a um acaricida sintético [Envidor® 24SC (espirodiclofeno)]. Finalmente, foi avaliada a compatibilidade do extrato de sementes de A. mucosa com três espécies de fungos entomopatogênicos (Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Metarhizium anisopliae). De modo geral, o extrato de A. mucosa foi compatível com as três espécies quando testado nas concentrações preconizadas para o controle das espécies-praga alvo. Assim, este estudo fornece importantes subsídios para o uso de derivados de anonáceas neotropicais como um componente útil para os programas de manejo integrado de pragas (MIP).

Visando detectar alternativas de manejo para a lagarta-do-cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), realizou-se, primeiramente, uma triagem em extratos etanólicos preparados das estruturas (folhas, ramos e sementes) de diferentes espécies de Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulata, A. sylvatica e Duguetia lanceolata). Com base nessa etapa inicial, constatou-se que o extrato etanólico das sementes de A. mucosa (ESAM) foi o mais promissor, causando significativa toxicidade aguda (CL50 e CL90 de 842,97 e 1.882,00 mg kg-1, respectivamente) e pronunciada inibição do desenvolvimento larval (toxicidade crônica), após sete dias de exposição a dietas tratadas. Na CL50, o ESAM reduziu as viabilidades larval e pupal e o peso de pupas com 24 horas, e aumentou a duração da fase larval. No entanto, o ESAM não ocasionou efeito fagodeterrente para larvas de quarto ínstar de S. frugiperda, embora tenha reduzido o consumo ao longo do tempo. Feito isso, a eficácia de ESAM foi comparada com inseticidas comerciais de origem natural (Azamax® 1,2 EC) e sintética (Premio® SC). Nessa comparação, o ESAM (na CL90) apresentou eficácia similar (equitóxico) aos dois produtos comerciais (utilizados na dose registrada para o controle do inseto-praga). A seguir, foi realizado o fracionamento biomonitorado através de diferentes técnicas cromatográficas que conduziu ao isolamento da acetogenina roliniastatina-1, identificada (com base em técnicas espectroscópicas) como componente majoritário da fração mais ativa do extrato etanólico de A. mucosa. Roliniastatina-1 foi então novamente ensaiada frente a larvas de S. frugiperda e ocasionou significativos efeitos agudos (mortalidade larval) e crônicos (redução do desevolvimento larval). Por fim, investigou-se a bioatividade de uma formulação à base de acetogeninas (Anosom® 1 EC) recentemente registrada, tanto isoladamente quanto em mistura com uma formulação à base de limonoides (Azamax® 1,2 EC). Anosom® 1 EC, testado na CL90 estimada (2.959,00 mg kg-1) e Azamax® 1,2 EC, testado na concentração registrada para o controle do inseto-praga (4.000,00 mg kg-1), causaram significativa mortalidade larval, sem ocorrer diferença entre os tratamentos tanto quando testados isoladamente como em mistura binária. Anosom® 1 EC (na CL50) provocou ainda aumento significativo das mortalidades larval e pupal e da duração da fase larval, bem como redução do peso pupal do inseto. Dessa forma, derivados de Annonaceae podem constituir um componente útil para o manejo integrado de S. frugiperda em condições de campo. / A screening with ethanolic extracts prepared from structures (leaves, branches and seeds) from different species of Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulate, A. sylvatica and Duguetia lanceolata) aiming to detect management alternatives for Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) was done. Based on this initial phase, it was verified that the ethanolic extract from seeds of A. mucosa (AMSE) was the most promising one, causing significant acute toxicity (LC50 and LC90 of 842.97 and 1,822.00 mg kg-1, respectively) and pronounced inhibition of larval development (chronic toxicity) after a 7-day exposition to treated diets. At LC50, AMSE decreased larval and pupal viabilities and also the pupal weight at 24 hours, and increased the larval phase duration. However, AMSE didn\'t cause antifeedant effect for 4-instar S. frugiperda larvae, though it decreased consumption throughout the time. After that, AMSE efficacy was compared to commercial pesticides from natural (Azamax® 1.2 EC) and synthetic (Premio® SC) origin. In this confrontation, AMSE (at LC90) showed efficacy similar to that of commercial products (used at registered dose for S. frugiperda control). Then, the bioguided fractionation using different chromatographic techniques which led to isolation of acetogenin rolliniastatin-1 identified as the majoritary compound of the most active ethanolic extract from A. mucosa. After that, rolliniastatin-1 was again tested against S. frugiperda larvae and caused significant acute (larval mortality) and chronic (decrease of larval development) effects. Finally, the bioactivity of a newly-registered acetogenin-based (Anosom® 1 EC) formulation was investigated, both separately and mixed with a limonoid-based formulation (Azamax® 1.2 EC). Anosom® 1 EC, tested at estimated LC90 (2,959.00 mg kg-1) and Azamax® 1.2 EC, tested at registered dose for S. frugiperda (4,000.00 mg kg-1) led to significant larval mortality, without happening any differences between treatments either tested separately or in a binary mixture. Anosom® 1 EC (at LC50) also led to significant increase of larval and pupal mortality and larval phase, as well as insect pupal weight decrease. Thus, Annonaceae derivates can be a useful component for S. frugiperda integrated management under field conditions.

To investigate potential sources of novel grain protectors, this study evaluated, firstly, the bioactivity of ethanolic extracts (66) prepared from 29 species belonging to 11 different genera of Neotropical Annonaceae against the maize weevil Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). A screening assay demonstrated that the most pronounced effects (acute and chronic) on S. zeamais were caused by extracts from the Annona montana, A. mucosa, A. muricata and A. sylvatica seeds, and, to a lesser extent, by extracts prepared from leaves of A. montana, A. mucosa, A. muricata, and Duguetia lanceolata. However, the most active extracts (from seeds) did not affect fungal growth and aflatoxin production of Aspergillus flavus (Ascomycota: Trichocomaceae). Using the maize weevil as bioindicator, bioguided fractionations were then conducted in order to isolate, purify and characterize the possible active compound(s) from the most interesting extracts. By means of different chromatographic procedures, nine compounds (five acetogenins, three steroids, and one aromatic compound) were isolated. The acetogenins rolliniastatin-1 and ACG4 (structural determination in progress) and the aromatic compound 2,4,5- trimethoxystyrene as well as the steroids campesterol, stigmasterol, and sitosterol [tested in mixture (8.44 + 12.37 + 79.19%, respectively)] showed promising grain protective properties. Furthermore, the obtained results indicate that compounds from different chemical natures have a synergistic effect on the overall biological activity of the crude extracts. In a second study, the acute and chronic toxicity of selected ethanolic seed extracts from Annona species (A. montana, A. mucosa, A. muricata, and A. sylvatica) and an acetogenin-based commercial bioinsecticide (Anosom® 1EC) were investigated against the cabbage looper Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) and the green peach aphid Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). In the laboratory, extracts of A. mucosa and A. sylvatica as well as Anosom® were especially active through oral and topical administration. A greenhouse trial showed that a formulated A. mucosa extract and Anosom® were highly effective (>98% mortality) against third instar of T. ni larvae, and comparable to a pyrethrin-based commercial insecticide (Insect Spray®) used as a positive control. Similar to results with T. ni, A. mucosa extract showed the greatest aphicidal either in laboratory or greenhouse bioassays. In a third study, the acaricidal activity [against the citrus red mite Panonychus citri (Acari: Tetranychidae)] of the ethanolic extract from A. mucosa seeds (most active) was investigated. In laboratory tests, it exhibited levels of activity superior to commercial acaricides/insecticides of natural origin [Anosom® 1EC (annonin), Derisom® 2EC (karanjin), and Azamax® 1.2EC (azadirachtin + 3- tigloylazadirachtol)] and similar to a synthetic acaricide [Envidor® 24 SC (spirodiclofen)]. Finally, the compatibility of A. mucosa seed extract with three entomopathogenic fungi species (Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea and Metarhizium anisopliae) was assessed. In overall, it was compatible with the three entomopathogenic fungi species when tested at recommended concentrations for target pest species control. Therefore, this study argues for the use of derivatives from Neotropical Annonaceae as a useful component in the framework of integrated pest management (IPM) programs. / Visando investigar potenciais fontes de novos protetores de grãos, este estudo avaliou, primeiramente, a bioatividade de extratos etanólicos (66) obtidos de 29 espécies pertencentes a 11 diferentes gêneros de anonáceas neotropicais sobre o gorgulho-do-milho Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). A triagem inicial demonstrou que os efeitos (agudos e crônicos) mais pronunciados sobre S. zeamais foram causados pelos extratos de sementes de Annona montana, de A. mucosa, de A. muricata e de A. sylvatica, seguidos pelos extratos de folhas de A. montana, de A. mucosa, de A. muricata e de Duguetia lanceolata. No entanto, os extratos mais ativos (sementes) não afetaram o crescimento vegetativo e a produção de aflatoxinas de um isolado de Aspergillus flavus (Ascomycota: Trichocomaceae). Fracionamentos biomonitorados foram então realizados a fim de isolar, purificar e caracterizar o(s) composto(s) ativo(s) majoritário(s) dos extratos mais promissores, utilizando-se, para isso, o gorgulho-do-milho como bioindicador. Por meio de diferentes procedimentos cromatográficos, foram isolados nove compostos: cinco acetogeninas, três esteroides e um composto aromático. As acetogeninas roliniastatina-1 e ACG4 (determinação estrutural em andamento), o composto aromático 2,4,5-trimetoxiestireno e os esteroides campesterol, estigmasterol e sitosterol [testados em mistura (8,44 + 12,37 + 79,19%, respectivamente)] mostraram promissoras propriedades protetoras de grãos. Em geral, os resultados obtidos indicaram que compostos de diferentes naturezas químicas têm efeito sinérgico sobre a atividade biológica dos extratos brutos. No segundo estudo, foi avaliada a toxicidade aguda e crônica dos extratos selecionados de sementes de Annona (A. montana, A. mucosa, A. muricata e A. sylvatica) e de um bioinseticida comercial à base de acetogeninas (Anosom® 1EC) sobre a lagarta-mede-palmo Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) e sobre o pulgão-verde Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Em laboratório, os extratos de A. mucosa e de A. sylvatica e o bioinseticida Anosom® foram especialmente ativos através da administração oral e tópica. Em casa de vegetação, um extrato formulado de A. mucosa e Anosom® foram altamente eficazes contra larvas de terceiro ínstar de T. ni, com eficácia comparável ao de um inseticida comercial à base de piretrinas (Insect Spray®) utilizado como controle positivo. Similar aos resultados com T. ni, o extrato de A. mucosa apresentou a maior atividade aficida, tanto em bioensaios em laboratório quanto em casa de vegetação. No terceiro estudo, a atividade acaricida [sobre o ácaro-purpúreo-dos-citros Panonychus citri (Acari: Tetranychidae)] do extrato de sementes de A. mucosa (mais ativo) foi avaliada em bioensaios laboratoriais. O extrato de A. mucosa apresentou eficácia superior aos acaricidas/inseticidas comerciais de origem natural [Anosom® 1EC (anonina), Derisom® 2EC (karanjina) e Azamax® 1.2EC (azadiractina + 3-tigloilazadiractol)] e similar a um acaricida sintético [Envidor® 24SC (espirodiclofeno)]. Finalmente, foi avaliada a compatibilidade do extrato de sementes de A. mucosa com três espécies de fungos entomopatogênicos (Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Metarhizium anisopliae). De modo geral, o extrato de A. mucosa foi compatível com as três espécies quando testado nas concentrações preconizadas para o controle das espécies-praga alvo. Assim, este estudo fornece importantes subsídios para o uso de derivados de anonáceas neotropicais como um componente útil para os programas de manejo integrado de pragas (MIP).

Visando detectar alternativas de manejo para a lagarta-do-cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), realizou-se, primeiramente, uma triagem em extratos etanólicos preparados das estruturas (folhas, ramos e sementes) de diferentes espécies de Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulata, A. sylvatica e Duguetia lanceolata). Com base nessa etapa inicial, constatou-se que o extrato etanólico das sementes de A. mucosa (ESAM) foi o mais promissor, causando significativa toxicidade aguda (CL50 e CL90 de 842,97 e 1.882,00 mg kg-1, respectivamente) e pronunciada inibição do desenvolvimento larval (toxicidade crônica), após sete dias de exposição a dietas tratadas. Na CL50, o ESAM reduziu as viabilidades larval e pupal e o peso de pupas com 24 horas, e aumentou a duração da fase larval. No entanto, o ESAM não ocasionou efeito fagodeterrente para larvas de quarto ínstar de S. frugiperda, embora tenha reduzido o consumo ao longo do tempo. Feito isso, a eficácia de ESAM foi comparada com inseticidas comerciais de origem natural (Azamax® 1,2 EC) e sintética (Premio® SC). Nessa comparação, o ESAM (na CL90) apresentou eficácia similar (equitóxico) aos dois produtos comerciais (utilizados na dose registrada para o controle do inseto-praga). A seguir, foi realizado o fracionamento biomonitorado através de diferentes técnicas cromatográficas que conduziu ao isolamento da acetogenina roliniastatina-1, identificada (com base em técnicas espectroscópicas) como componente majoritário da fração mais ativa do extrato etanólico de A. mucosa. Roliniastatina-1 foi então novamente ensaiada frente a larvas de S. frugiperda e ocasionou significativos efeitos agudos (mortalidade larval) e crônicos (redução do desevolvimento larval). Por fim, investigou-se a bioatividade de uma formulação à base de acetogeninas (Anosom® 1 EC) recentemente registrada, tanto isoladamente quanto em mistura com uma formulação à base de limonoides (Azamax® 1,2 EC). Anosom® 1 EC, testado na CL90 estimada (2.959,00 mg kg-1) e Azamax® 1,2 EC, testado na concentração registrada para o controle do inseto-praga (4.000,00 mg kg-1), causaram significativa mortalidade larval, sem ocorrer diferença entre os tratamentos tanto quando testados isoladamente como em mistura binária. Anosom® 1 EC (na CL50) provocou ainda aumento significativo das mortalidades larval e pupal e da duração da fase larval, bem como redução do peso pupal do inseto. Dessa forma, derivados de Annonaceae podem constituir um componente útil para o manejo integrado de S. frugiperda em condições de campo. / A screening with ethanolic extracts prepared from structures (leaves, branches and seeds) from different species of Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulate, A. sylvatica and Duguetia lanceolata) aiming to detect management alternatives for Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) was done. Based on this initial phase, it was verified that the ethanolic extract from seeds of A. mucosa (AMSE) was the most promising one, causing significant acute toxicity (LC50 and LC90 of 842.97 and 1,822.00 mg kg-1, respectively) and pronounced inhibition of larval development (chronic toxicity) after a 7-day exposition to treated diets. At LC50, AMSE decreased larval and pupal viabilities and also the pupal weight at 24 hours, and increased the larval phase duration. However, AMSE didn\'t cause antifeedant effect for 4-instar S. frugiperda larvae, though it decreased consumption throughout the time. After that, AMSE efficacy was compared to commercial pesticides from natural (Azamax® 1.2 EC) and synthetic (Premio® SC) origin. In this confrontation, AMSE (at LC90) showed efficacy similar to that of commercial products (used at registered dose for S. frugiperda control). Then, the bioguided fractionation using different chromatographic techniques which led to isolation of acetogenin rolliniastatin-1 identified as the majoritary compound of the most active ethanolic extract from A. mucosa. After that, rolliniastatin-1 was again tested against S. frugiperda larvae and caused significant acute (larval mortality) and chronic (decrease of larval development) effects. Finally, the bioactivity of a newly-registered acetogenin-based (Anosom® 1 EC) formulation was investigated, both separately and mixed with a limonoid-based formulation (Azamax® 1.2 EC). Anosom® 1 EC, tested at estimated LC90 (2,959.00 mg kg-1) and Azamax® 1.2 EC, tested at registered dose for S. frugiperda (4,000.00 mg kg-1) led to significant larval mortality, without happening any differences between treatments either tested separately or in a binary mixture. Anosom® 1 EC (at LC50) also led to significant increase of larval and pupal mortality and larval phase, as well as insect pupal weight decrease. Thus, Annonaceae derivates can be a useful component for S. frugiperda integrated management under field conditions.

Orientador: Luiz Carlos Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T22:05:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_MarcoAntonioBarbosa_D.pdf: 22008245 bytes, checksum: 306bdd05b22f9f07a0496a6e9806f940 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: SÍNTESE TOTAL DA (-)-GONIOTRIONINA: Foi desenvolvida uma rota sintética flexível, em uma abordagem modular, que permitiu a primeira síntese total da estrutura descrita para a goniotrionina (11), em 4% de rendimento global e em 17 etapas pela rota linear mais longa, a partir do glicidol quiral (R)-109. A nossa rota sintética fez uso de epóxidos quirais como blocos de construção, em uma estratégia envolvendo a abertura de epóxidos. As etapas chave incluem ciclização aeróbica de Mukaiyama para formação do anel THF-2,5-trans e reação aldólica de Mukaiyama 1,2-syn seletiva. Esta mesma abordagem sintética pode permitir a preparação de análogos e outros diastereoisômeros da (-)-goniotrionina (11). ESTUDO TEÓRICO DA INFLUÊNCIA ESTEREOELETRÔNICA NA SELETIVIDADE 1,5 EM REAÇÕES ALDÓLICAS ENVOLVENDO B-ALCOXI METILCETONAS. Nesta segunda parte do trabalho foi possível aprofundar o conhecimento sobre a origem da seletividade 1,5 em reações aldólicas envolvendo enolatos de boro de b-alcóxi metilcetonas, a partir do cálculo das estruturas eletrônicas dos estados de transição. Investigou-se a influência dos estereocentros em a, b, y e s em reações aldólicas, determinando os fatores decisivos que governam o senso de indução 1,5. Adicionalmente, foi proposto um modelo teórico que permitiu racionalizar a seletividade 1,5 em função das características estereoeletrônicas de cetonas com acentuado volume estéreo na posição beta com relação à carbonila / Abstract: TOTAL SYNTHESIS OF (-)-GONIOTRIONIN: We have accomplished the first total synthesis of the reported structure of goniotrionin (11) in 4% overall yield over a longest-linear sequence of 17 steps from glycidol (R)-109. Our synthetic route employed an epoxide-opening strategy, using chiral epoxides as building blocks. Key steps included a Mukaiyama aerobic oxidative cyclization and a 1,2-syn selective Mukaiyama aldol reaction. This synthesis employs highly flexible key couplings that allow for the preparation of analogs, including other diastereoisomers of goniotrionin (11). THEORETICAL STUDY OF THE STEREOELECTRONIC INFLUENCE IN 1,5 SELECTIVITY OF ALDOL REACTIONS INVOLVING b-ALKOXY METHYLKETONES: In the second part of this work was extended the knowledge about the origin of 1,5 selectivity in aldol reactions involving boron enolates of b-alkoxy methyl ketones, based on the calculation of electronic structures of the corresponding transition states. We investigated the influence of stereocenters at the a, b, y and s positions in aldol reactions, determining the key factors that govern the 1,5 induction. Additionally, we propose a theoretical model that racionalize the 1,5 selectivity depending on the stereoelectronic characteristics of b-bulky ketones / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências