O trabalho descreve o estudo do metabolismo secundário de Piper regnellii. Os principais metabólitos de Piper regnellii são 3 fenilpropanóides, 4 neolignanas di-hidrobenzofurânicas, entre as quais conocarpano, epi-conocarpano e regnellina; 3 neolignanas benzofurânicas: eupomatenóide-6, eupomatenóide-5 e eupomatenóide-3, e 3 dinor-neolignanas: decurrenal, epi-decurrenal e um éster metílico. Com base nas substâncias isoladas, foi proposta uma rota biossintética, onde o fenilpropanóide p-hidróxi-propenil-benzeno é sugerido como o precursor da neolignana conocarpano. Esta rota biossintética foi avaliada, utilizando-se preparações enzimáticas de folhas de P. regnellii, onde foi observada a conversão do p-hidróxi-propenil-benzeno em conocarpano com rendimento de 21 %. O conocarpano enzimaticamente produzido foi analisado por cromatografia quiral, que mostrou a conversão enantiosseletiva (85% ee) para a formação do (+)conocarpano e 100% ee para a formação do (-)-epi-conocarpano. A fração enzimática responsável pela conversão foi também avaliada quanto à especificidade ao substrato, utilizando-se o ácido p-cumárico, álcool p-cumárico e E-isoeugenol. Somente no caso deste último foi observada sua conversão não específica em licarina-A, que pode ser considerada artefato biossintético. Observou-se que a fração enzimática é específica para propenil-fenóis, não convertendo fenilpropanóides com C-9 oxidado. Esta é a primeira demonstração de uma enzima específica envolvida na biossíntese de uma neolignana como dímero de propenilfenol. / This present work describes the biosynthetic study of secondary metabolism in Piper regnellii (Piperaceae). The isolation and structural determination of major secondary compounds carried out in roots of P. regnellii yielded three phenylpropanoids (apiol, dillapiol and myristicin), four dihydrobenzofuran neolignans, including conocarpan and epi-conocarpan, three benzofuran neolignans: eupomatenoid-6, eupomatenoid-5 and eupomatenoid-3, and three dinor-neolignans: decurrenal, epi-decurrenal and a methyl ester. Since p-hydroxypropenylbenzene was considered to be the precursor of the dihydrobenzofuran neolignan conocarpan, such conversion was evaluated by an enzyme preparation obtained from leaves. A membrane fraction was capable to convert unlabelled p-hydroxypropenylbenzene to conocarpan (21 %), in a enantiosseletive manner since the (+)-conocarpan produced showed 85% ee and (-)-epiconocarpan 100% ee. The substrate specificity of this enzyme was evaluated against E-isoeugenol, p-coumaric acid and p-coumaric alcohol, but no conversion could be observed. The soluble fraction was able to catalyse the dimerization of E-isoeugenol to the racemic licarin-A, which can be considered an artefact since this neolignan is not a natural product of P. regnellii. The occurrence of benzofuran neolignans in P. regnellii is determined by the presence of a highly enantioselective and substrate specific enzyme which is capable to dimerize p-hydroxypropenyl-benzene to (+)-conocarpan. To date, this is the first demonstration of a specific enzyme involved in biosynthesis of neolignan as a dimer of propenylbenzene.

Orientadores: João Ernesto de Carvalho, Mary Ann Foglio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T06:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Longato_GiovannaBarbarini_M.pdf: 3207604 bytes, checksum: 101ab74753d736c58751655cdb930feb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O câncer é um conjunto de doenças que atinge milhões de pessoas, sendo a segunda causa de morte da população mundial. Caracteriza-se pelo desenvolvimento de células instáveis que passam a não responder aos estímulos internos e externos que controlam a proliferação, diferenciação e morte celular. Apesar da grande quantidade de estudos relacionados ao gênero Piper e suas espécies, não há descrição sobre a atividade antiproliferativa in vitro e antitumoral in vivo da espécie P. regnellii (Miq.) C. DC. var. regnellii. O presente estudo avaliou a atividade antiproliferativa in vitro desta espécie, coletada em três épocas diferentes: junho e outubro de 2008 e fevereiro de 2009. Dentre as coletas realizadas, o extrato bruto diclorometânico de junho e suas frações de média polaridade apresentaram atividade citotóxica in vitro com boa correlação entre concentração e efeito e também seletividade para as linhagens hormônio-dependentes de ovário (OVCAR-3) e mama (MCF7), bem como para as linhagens de melanoma (UACC- 62) e próstata (PC-3). De acordo com os nossos estudos, uma das substâncias responsáveis por esta atividade é uma neolignana denominada eupomatenóide-5. Os efeitos observados in vitro pela fração rica em lignanas foram comprovados em modelo in vivo de tumor sólido de Ehrlich. Além disso, o extrato bruto diclorometânico de P. regnellii reduziu o edema de pata produzido por carragenina sugerindo uma correlação entre câncer e inflamação. Este é o primeiro trabalho que relata o efeito antiproliferativo e antiinflamatório de P. regnellii e os resultados obtidos incentivam a continuação dos estudos visando a elucidação do mecanismo de ação e identificando outros princípios ativos que, em sinergismo com o composto eupomatenóide-5, potencializem a atividade de P. regnellii. / Abstract: Cancer is a pool of many diseases diagnosed in thousands of people all over the world and represents the second major cause of death worldwide. The loss of normal cell growth control is the main event in the development of cancer and includes specific steps known as cell proliferation, differentiation and apoptosis. Despite numerous studies related to Piper genus, there is no description of any antiproliferative (in vitro) or antitumoral activity (in vivo) of Piper regnellii (Miq.) C. DC. var. regnellii. The present study evaluated the antiproliferative activity of this species, collected in three different periods: June and October, 2008 and February 2009. Among the plants evaluated, the medium polarity fractions obtained from the dichloromethanic crude extract of the plants collected in June presented concentration-effect correlation and also selectivity towards hormonedependent ovary (OVCAR-3) and breast (MCF7) cell lines, as well as melanoma (UACC- 62) and prostate (PC-3). According to our studies, one of the compounds responsible for this activity is classified as eupomatenoid-5, that is a neolignan. Effects observed in vitro for the lignans enriched fractions were confirmed through the Ehrlich solid tumor model in mice. In addition, preliminary results with dichloromethane crude extract of P. regnellii in anti-inflammatory experimental model of paw edema induced by carrageenan suggest the connection between cancer and inflammation. The present study represents the first report of both antiproliferative and anti-inflammatory promising activities of this species indicating the benefits of further studies in the search of more purified compounds and active principles that in synergism with eupomatenoid-5 can potentiate anticancer activity's result, as well as their mechanisms of action. / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientadores: João Ernesto de Carvalho, Mary Ann Foglio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T00:15:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Longato_GiovannaBarbarini_D.pdf: 11931836 bytes, checksum: 6a9508b3296a68bdd39eb4630f1e89de (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O câncer é a segunda causa de morte da população nos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Caracteriza-se pelo desenvolvimento de células instáveis que tendem a não responder aos estímulos internos e externos que controlam a proliferação, diferenciação e morte celular. O crescente entendimento da biologia tumoral tem fornecido alvos moleculares para a triagem orientada de quimioterápicos e de agentes quimiopreventivos, geralmente de origem natural ou sintetizados com base em produtos naturais. A partir do extrato bruto diclorometânico das folhas de Piper regnellii foram isolados dois compostos, o eupomatenóide-5 e o apiol. O eupomatenóide-5 é uma neolignana cuja potencial atividade anticâncer foi demonstrada in vitro (cultura de células tumorais humanas) e in vivo (tumor sólido de Ehrlich) em trabalhos anteriores publicados pelo nosso grupo. Dentre as linhagens mais sensíveis, MCF-7 (mama) e 786-0 (rim) foram selecionadas para dar continuidade aos estudos de mecanismo de ação deste composto. Os resultados obtidos no presente estudo sugerem que o eupomatenóide-5 possui ação multialvo, uma vez que demonstraram claramente que existe um mecanismo de ação diferente para cada linhagem celular. Sugere-se que o efeito antiproliferativo do eupomatenóide-5 esteja associado com indução de apoptose em linhagem MCF-7 e necrose programada em linhagem 786-0. O apiol, outro composto isolado, é um fenilpropanóide com conhecida ação bloqueadora dos canais de cálcio. Sabe-se que a inibição de canais de cálcio tem relação com a reversão da resistência a múltiplas drogas (MDR) e, por este motivo, o efeito do apiol sobre a glicoproteína-P, uma das principais proteínas moduladoras dessa resistência, foi avaliado; entretanto o apiol não inibiu sua ação. Por outro lado, neste estudo foi possível evidenciar que embora tenha apresentado atividade citostática baixa para as linhagens tumorais, ele potencializou a atividade específica dos quimioterápicos doxorrubicina e vincristina quando associado a estes em linhagens tumorais com e sem fenótipo de resistência, sugerindo um efeito sinérgico. Além disso, o apiol potencializou a atividade antiproliferativa do eupomatenóide-5 e essa associação reduziu a quantidade de células tumorais de Ehrlich em modelo in vivo, sem sinais de toxicidade evidentes. Os resultados encorajam o aprofundamento desses estudos para a determinação dos mecanismos de ação envolvidos nas atividades anticâncer do eupomatenóide-5 e de reversão da MDR do apiol / Abstract: Cancer is the second leading cause of mortality worldwide. The loss of normal cell growth control is the main event in the development of cancer and includes specific steps known as cell proliferation, differentiation and apoptosis. Natural compounds are good source of new anticancer agents, being the investigation into cell death mechanisms involved in this activity a significant endeavor. From the crude dichloromethane extract of Piper regnellii leaves two compounds were obtained: eupomatenoid-5 and apiole. Eupomatenoid-5 is a neolignan whose in vitro (tumor cell line culture) and in vivo (Ehrlich solid tumor) anticancer activity was previously reported by our group. Among the cancer cell lines most sensible to eupomatenoid-5 treatment, MCF-7 (breast) and 786-0 (kidney) were chosen to continue the cell death mechanism of action studies. The results obtained suggest that eupomatenoid-5 is a multiple-target compound. Our findings support the possibility that eupomatenoid-5 might be acting in both cell death via: apoptosis in MCF-7 cell line and programmed necroptosis in 786-0 cell line. Apiole, the other compound isolated, is a phenylpropanoid and a calcium channel blocker. Recent pharmacological studies have reported the ability of several calcium channel blockers to reverse the multidrug resistance (MDR) and, therefore, the effect of apiole on P-glycoprotein (P-gp), the main protein involved in MDR, was evaluated. Apiole did not inhibit P-gp and, moreover, presented low cytotoxic activity for the most tumor cell lines. Nonetheless, the combined therapy with chemotherapies (doxorubicin and vincristine) was efficient in potentializing their antiproliferative action in tumor cell lines with or without resistance phenotype, suggesting synergic effect. Furthermore, apiole potentiated the antiproliferative activity of eupomatenoid-5 and this association reduced the in vivo tumor cell quantity with no side effects. The results encourage further studies to be developed with the aim to determine the mechanisms of action involved in the anticancer activity of eupomatenoid-5 and in the MDR reversion by apiole / Doutorado

As plantas medicinais constituem importante recurso terapêutico no tratamento da saúde humana, principalmente das nações em desenvolvimento. Servem tanto à conhecida \"medicina caseira\", que faz parte da cultura popular destes países, como de matéria prima para elaboração de medicamentos fitoterápicos ou extração de compostos químicos farmacologicamente ativos. O presente trabalho estuda duas espécies medicinais da família Piperaceae, conhecidas popularmente como pariparoba, e usadas para o tratamento de problemas do fígado: Piper regnellii (Miq.) D.CD. e Pothomorphe umbellata (L.) Miq., esta inscrita na primeira edição da Farmacopéia Brasileira. Foram avaliadas, comparativamente, as capacidades antioxidantes dos extratos hidroalcoólicos das folhas, caules e raízes das duas espécies vegetais, utilizando uma combinação de modelos experimentais: 1) co-oxidação de substrato constituído por β-caroteno/ácido linoléico com determinação espectrofotométrica da cinética do processo oxidativo e por cromatografia em camada delgada, utilizando como revelador o carotenóide. 2) inibição da lipoperoxidação espontânea em homogenato de cérebro com determinação das substâncias geradas no processo e que reagem com o ácido tiobarbitúrico (TBARS), bem como a medida da inibição da quimiluminescência espontaneamente emitida. Do extrato das raízes de Pothomorphe umbellata (L.) Miq. foi isolado e caracterizado o composto fenólico 4- nerolidilcatecol como o responsável pela maior atividade antioxidante deste órgão vegetal. No modelo que utiliza o homogenato de cérebro como substrato, o composto catecólico demonstrou uma capacidade antioxidante aproximadamente 20 vezes superior à do α-tocoferol usado como referência. Complementarmente, as folhas da espécie Piper regnellii (Miq.) C.DC. mostraram-se potencialmente ativas, estimulando a continuidade do trabalho no sentido de caracterizar o(s) componente(s) ativo(s), à semelhança do que foi feito com as raízes de Pothomorphe umbellata (L.) Miq. / Medicinal plants are an important therapeutic resource in human health care mainly in developing nations. They are used in herbal medicine, a tradition in those countries, as well as raw material for the manufacture of phytomedicinals and the extraction of pharmacological active compounds. In this research two medicinal species of the Piperaceae family are studied, known by the popular name pariparoba and used in treatment of liver diseases: Piper regnellii (Miq.)C.DC. and Pothomorphe umbellata (L.) Miq., the last one included in the first edition of the Brazilian Pharmacopoeia. The antioxidant properties of hidroalcoholic extracts of leaves, stems and roots of both species were appraised by means of a combination of experimental models: 1) co-oxidation of β-carotene/linoleic acid with spectrophotometric determination of the oxidation process kinetic and TLC apllying the carotenoid as detection agent 2) inhibition of spontaneous lipoperoxidation in rat brain homogenate, determining thiobarbituric reactants formed in the process (TBARS) and measuring the inhibition of the spontaneous chemiluminescence. From the root extract of Pothomorphe umbellata a phenolic compound, α-nerolidycathecol, was isolated and found to be the major antioxidant constituent of this plant organ. With the brain-homogenate model it was possible to demonstrate a 20 times higher activity of the catecholic compound when compared with a-tocopherol. In addition the leaves of Piper regnellii showed to be potentially active justifying further research to identify active compounds.

As plantas medicinais constituem importante recurso terapêutico no tratamento da saúde humana, principalmente das nações em desenvolvimento. Servem tanto à conhecida \"medicina caseira\", que faz parte da cultura popular destes países, como de matéria prima para elaboração de medicamentos fitoterápicos ou extração de compostos químicos farmacologicamente ativos. O presente trabalho estuda duas espécies medicinais da família Piperaceae, conhecidas popularmente como pariparoba, e usadas para o tratamento de problemas do fígado: Piper regnellii (Miq.) D.CD. e Pothomorphe umbellata (L.) Miq., esta inscrita na primeira edição da Farmacopéia Brasileira. Foram avaliadas, comparativamente, as capacidades antioxidantes dos extratos hidroalcoólicos das folhas, caules e raízes das duas espécies vegetais, utilizando uma combinação de modelos experimentais: 1) co-oxidação de substrato constituído por β-caroteno/ácido linoléico com determinação espectrofotométrica da cinética do processo oxidativo e por cromatografia em camada delgada, utilizando como revelador o carotenóide. 2) inibição da lipoperoxidação espontânea em homogenato de cérebro com determinação das substâncias geradas no processo e que reagem com o ácido tiobarbitúrico (TBARS), bem como a medida da inibição da quimiluminescência espontaneamente emitida. Do extrato das raízes de Pothomorphe umbellata (L.) Miq. foi isolado e caracterizado o composto fenólico 4- nerolidilcatecol como o responsável pela maior atividade antioxidante deste órgão vegetal. No modelo que utiliza o homogenato de cérebro como substrato, o composto catecólico demonstrou uma capacidade antioxidante aproximadamente 20 vezes superior à do α-tocoferol usado como referência. Complementarmente, as folhas da espécie Piper regnellii (Miq.) C.DC. mostraram-se potencialmente ativas, estimulando a continuidade do trabalho no sentido de caracterizar o(s) componente(s) ativo(s), à semelhança do que foi feito com as raízes de Pothomorphe umbellata (L.) Miq. / Medicinal plants are an important therapeutic resource in human health care mainly in developing nations. They are used in herbal medicine, a tradition in those countries, as well as raw material for the manufacture of phytomedicinals and the extraction of pharmacological active compounds. In this research two medicinal species of the Piperaceae family are studied, known by the popular name pariparoba and used in treatment of liver diseases: Piper regnellii (Miq.)C.DC. and Pothomorphe umbellata (L.) Miq., the last one included in the first edition of the Brazilian Pharmacopoeia. The antioxidant properties of hidroalcoholic extracts of leaves, stems and roots of both species were appraised by means of a combination of experimental models: 1) co-oxidation of β-carotene/linoleic acid with spectrophotometric determination of the oxidation process kinetic and TLC apllying the carotenoid as detection agent 2) inhibition of spontaneous lipoperoxidation in rat brain homogenate, determining thiobarbituric reactants formed in the process (TBARS) and measuring the inhibition of the spontaneous chemiluminescence. From the root extract of Pothomorphe umbellata a phenolic compound, α-nerolidycathecol, was isolated and found to be the major antioxidant constituent of this plant organ. With the brain-homogenate model it was possible to demonstrate a 20 times higher activity of the catecholic compound when compared with a-tocopherol. In addition the leaves of Piper regnellii showed to be potentially active justifying further research to identify active compounds.