Embriões somáticos de Ocotea catharinensis foram utilizados como modelo para a investigação da via biossintética para a formação de neolignanas com esqueleto benzofurânico, através do uso de precursores marcados com 13C e análise dos produtos por RMN de 13C. Isotopômeros de L-[13C]-fenilalanina administrados aos embriões, foram incorporados às neolignanas 5\'-metoxiporosina e armenina B . Entre os precursores intermediários, o acetato de [8-13C]-coniferila, preparado a partir da condensação de Knoevenagel seguido de várias etapas, foi incorporado na neolignana 5\'-metoxiporosina. No ensaio de bioconversão utilizando frações proteicas das culturas dos embriões de O. catharinensis, o acetato de coniferila foi convertido em isoeugenol que, junto com o eugenol, seriam os precursores hipotéticos para a formação dessas neolignanas. A análise filogenética de diversas espécies de Lauraceae indicou a proximidade entre espécies do gênero Ocotea, produzindo como principais metabólitos lignanas e neolignanas. Foi obtida a seqüência parcial do gene de proteína dirigente em O. catharinensis e O. macrophylla e a análise filogenética baseada na homologia das seqüências de proteína dirigente de Ocotea e de espécies de diferentes gêneros, indicaram um clado distinto formado para espécies de Ocotea. Estes dados dão suporte para a proposta de que neolignanas di-hidrobenzofurânicas seriam oriundas do acoplamento oxidativo entre unidades de E-isoeugenol e 5-metóxi-eugenol, com possível participação de proteína dirigente na regio- e estereoespecificidade das reações de dimerização . Baseando-se nestes resultados foi possível propor algumas etapas envolvidas na biossíntese de neolignanas. / Somatic embryos of Ocotea catharinensis were used as model to investigate the biosynthetic pathway of benzofuran neolignans formation by means of feeding precursors followed by analysis with 13C NMR. Isotopomers of L-[13C]-phenylalanine were administered to embryos and incorporated into di-hydrobenzofuran neolignans. Among the intermediate precursors, [8-13C]-coniferyl acetate, prepared by Knoevenagel and several steps, was incorporated in the neolignan 5\'-methoxyporosin. The studies of bioconversion using protein fraction obtained from the embryogenic cultures, the precursor coniferyl acetate was converted into isoeugenol, which together eugenol, is one of the putative precursors to the neolignans formation. Phylogenetic analysis of several species of Lauraceae indicated the proximity of Ocotea species producing lignans and neolignans as the main metabolites. A partial sequence of the dirigent protein gene from O. catharinensis and O. macrophylla were obtained and the phylogenetic analysis based on homology of dirigent protein sequences from Ocotea and from different plant genus indicated a distinct clade formed by Ocotea species. These findings support the hypothesis that the dihydrobenzofuran neolignans would be derived from the oxidative coupling between E- isoeugenol and 5- methoxy-eugenol and the dirigent protein would be involved in the regio- and stereospecificity of the dimerization reactions. Thus, it was possible to suggest some of the steps involved in the biosynthesis of neolignans.

Embriões somáticos de Ocotea catharinensis foram utilizados como modelo para a investigação da via biossintética para a formação de neolignanas com esqueleto benzofurânico, através do uso de precursores marcados com 13C e análise dos produtos por RMN de 13C. Isotopômeros de L-[13C]-fenilalanina administrados aos embriões, foram incorporados às neolignanas 5\'-metoxiporosina e armenina B . Entre os precursores intermediários, o acetato de [8-13C]-coniferila, preparado a partir da condensação de Knoevenagel seguido de várias etapas, foi incorporado na neolignana 5\'-metoxiporosina. No ensaio de bioconversão utilizando frações proteicas das culturas dos embriões de O. catharinensis, o acetato de coniferila foi convertido em isoeugenol que, junto com o eugenol, seriam os precursores hipotéticos para a formação dessas neolignanas. A análise filogenética de diversas espécies de Lauraceae indicou a proximidade entre espécies do gênero Ocotea, produzindo como principais metabólitos lignanas e neolignanas. Foi obtida a seqüência parcial do gene de proteína dirigente em O. catharinensis e O. macrophylla e a análise filogenética baseada na homologia das seqüências de proteína dirigente de Ocotea e de espécies de diferentes gêneros, indicaram um clado distinto formado para espécies de Ocotea. Estes dados dão suporte para a proposta de que neolignanas di-hidrobenzofurânicas seriam oriundas do acoplamento oxidativo entre unidades de E-isoeugenol e 5-metóxi-eugenol, com possível participação de proteína dirigente na regio- e estereoespecificidade das reações de dimerização . Baseando-se nestes resultados foi possível propor algumas etapas envolvidas na biossíntese de neolignanas. / Somatic embryos of Ocotea catharinensis were used as model to investigate the biosynthetic pathway of benzofuran neolignans formation by means of feeding precursors followed by analysis with 13C NMR. Isotopomers of L-[13C]-phenylalanine were administered to embryos and incorporated into di-hydrobenzofuran neolignans. Among the intermediate precursors, [8-13C]-coniferyl acetate, prepared by Knoevenagel and several steps, was incorporated in the neolignan 5\'-methoxyporosin. The studies of bioconversion using protein fraction obtained from the embryogenic cultures, the precursor coniferyl acetate was converted into isoeugenol, which together eugenol, is one of the putative precursors to the neolignans formation. Phylogenetic analysis of several species of Lauraceae indicated the proximity of Ocotea species producing lignans and neolignans as the main metabolites. A partial sequence of the dirigent protein gene from O. catharinensis and O. macrophylla were obtained and the phylogenetic analysis based on homology of dirigent protein sequences from Ocotea and from different plant genus indicated a distinct clade formed by Ocotea species. These findings support the hypothesis that the dihydrobenzofuran neolignans would be derived from the oxidative coupling between E- isoeugenol and 5- methoxy-eugenol and the dirigent protein would be involved in the regio- and stereospecificity of the dimerization reactions. Thus, it was possible to suggest some of the steps involved in the biosynthesis of neolignans.

A análise filogenética e reconstrução dos caracteres químicos em espécies de Piper indicou clados especializados na produção de ácidos benzoicos/cromenos, amidas e lignóides. Os perfis químicos das espécies foram determinados pela análise dos extratos brutos por RMN de 1H combinados com análise de componente principal (PCA). Destacou-se a ocorrência de lignanas dibenzilbutirolactônicas e furofurânicas no clado Macrostachys, enquanto que para Schilleria foi observado o acúmulo preferencial de fenilpropanóides, lignanas tetraidrofurânicas e benzofurânicas. Espécies de localidades distintas classificadas como Piper solmsianum apresentaram diferentes perfis químicos e características morfológicas. A análise da variabilidade química e genética por PCA e microssatélites, respectivamente, indicou a segregação das populações de acordo com o local de coleta e apontou o potencial para o uso conjunto das técnicas para distinguir os espécimens de P. solmsianum. As sequências dos genes acetiltransferase, propenilfenol sintase e proteína dirigente forneceram as primeiras informações sobre os genes envolvidos na biossíntese de lignanas/fenilpropanoides em P. solmsianum. / The phylogenetic analysis and reconstruction of chemical characters in Piper species distinguished clades specialized in the production of benzoic acids/chromenes, amides and lignoids. The chemical profiles of these species were determined by analysis of crude extracts by 1H NMR combined with principal component analysis (PCA). It is remarkable that lignans of dibenzylbutyrolactone and furofurans type occur in Macrostachys while Schilleria contains dimers of propenylphenols such as tetrahydrofurans lignans and benzofuran neolignans. Piper solmsianum specimens collected from distinct sites showed differences in their morphology and chemical profiles. The assessment of chemical and genetic variability by PCA and microsatellites, respectively, indicated the segregation of populations according to the sampling site and pointed out to the potential use for the combined approaches to distinguish P. solmsianum specimens. The sequences of the genes acetyltransferase, propenylphenol synthase and dirigent protein provided the first information about the genes involved in the biosynthesis of lignans/phenylpropanoids in P. solmsianum.

A análise filogenética e reconstrução dos caracteres químicos em espécies de Piper indicou clados especializados na produção de ácidos benzoicos/cromenos, amidas e lignóides. Os perfis químicos das espécies foram determinados pela análise dos extratos brutos por RMN de 1H combinados com análise de componente principal (PCA). Destacou-se a ocorrência de lignanas dibenzilbutirolactônicas e furofurânicas no clado Macrostachys, enquanto que para Schilleria foi observado o acúmulo preferencial de fenilpropanóides, lignanas tetraidrofurânicas e benzofurânicas. Espécies de localidades distintas classificadas como Piper solmsianum apresentaram diferentes perfis químicos e características morfológicas. A análise da variabilidade química e genética por PCA e microssatélites, respectivamente, indicou a segregação das populações de acordo com o local de coleta e apontou o potencial para o uso conjunto das técnicas para distinguir os espécimens de P. solmsianum. As sequências dos genes acetiltransferase, propenilfenol sintase e proteína dirigente forneceram as primeiras informações sobre os genes envolvidos na biossíntese de lignanas/fenilpropanoides em P. solmsianum. / The phylogenetic analysis and reconstruction of chemical characters in Piper species distinguished clades specialized in the production of benzoic acids/chromenes, amides and lignoids. The chemical profiles of these species were determined by analysis of crude extracts by 1H NMR combined with principal component analysis (PCA). It is remarkable that lignans of dibenzylbutyrolactone and furofurans type occur in Macrostachys while Schilleria contains dimers of propenylphenols such as tetrahydrofurans lignans and benzofuran neolignans. Piper solmsianum specimens collected from distinct sites showed differences in their morphology and chemical profiles. The assessment of chemical and genetic variability by PCA and microsatellites, respectively, indicated the segregation of populations according to the sampling site and pointed out to the potential use for the combined approaches to distinguish P. solmsianum specimens. The sequences of the genes acetyltransferase, propenylphenol synthase and dirigent protein provided the first information about the genes involved in the biosynthesis of lignans/phenylpropanoids in P. solmsianum.