Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-12T17:46:07Z No. of bitstreams: 1 ramonpratadeoliveira.pdf: 1618416 bytes, checksum: ff3d7a928107fdb8deb26f2a10b4a15d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:53:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ramonpratadeoliveira.pdf: 1618416 bytes, checksum: ff3d7a928107fdb8deb26f2a10b4a15d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T16:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ramonpratadeoliveira.pdf: 1618416 bytes, checksum: ff3d7a928107fdb8deb26f2a10b4a15d (MD5) Previous issue date: 2012-07-16 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Atualmente, podemos encontrar facilmente as mais diversas informações sobre uma determinada planta medicinal, mas que carecem de fundamentos científicos, tornando assim seu uso um potencial risco a saúde. Em geral, as conclusões sobre segurança e eficácia são baseadas em avaliações precárias do uso popular. Portanto, existe a necessidade de que profissionais qualificados possam, além de acessar tais informações, analisá-las criticamente para disponibilizá-las de forma que sejam facilmente compreendidas, não só por profissionais da área, mas também pelos usuários destas plantas. Um exemplo destas plantas consagradas na medicina popular, mas sem nenhum estudo fitoquímico descrito na literatura, é a Struthanthus flexicaulis, conhecida popularmente como erva-de-passarinho. Esta planta tem sido usada para o tratamento de inúmeras enfermidades como febre, desordens respiratórias e pulmonares, erupções e feridas na pele, contra leucorréia, bronquite e tumores diversos. Do extrato hexânico bruto das folhas de S. flexicaulis foram identificados, por CG/EM, 125 compostos sem relatos na literatura para este gênero. Os compostos químicos presentes nas frações foram agrupadas em sete subdivisões químicas, a saber: alcanos, álcoois, aldeídos, ácidos carboxílicos, cetonas, terpenóides e outros sendo que, dentro da subdivisão outros incluímos os epóxidos, as furanonas e as amidas. Dentre estas sete subdivisões criadas, a que se destacou na maioria das 15 frações obtidas em 3 colunas cromatrográficas foram os triterpenos. Logo, diante da contribuição das plantas superiores para o desenvolvimento, de forma direta ou indireta, de quimioterápicos a partir de seus metabólitos secundários, o estudo com a espécie S. flexicaulis abre espaço para a continuação deste trabalho em busca da atividade biológica das substâncias identificadas e suas aplicações, tendo em vista o seu uso popular e o fato de ser uma espécie medicinal sem estudo. / Currently, we can easily find the most diverse informations about a particular medicinal plant, but these informations frequently lack a scientific basis, thus making its use a potential health risk. In general, the conclusions on safety and efficacy evaluations are based on popular use. Therefore, there is a need for qualified professionals to, in addition to access such information, analyze then critically to make then available in ways that are easily understood, not only for professionals but also by users of these plants. An example of one of these plants enshrined in folk medicine, but without any phytochemical study described in the literature, is Struthanthus flexicaulis, popularly known as erva-de passarinho. This plant has been used to treat numerous ailments such as fever, respiratory disorders and lung, skin rashes and sores, against leucorrhoea, bronchitis and various tumors. The analysis of the crude hexane extract of the leaves of S. flexicaulis resulted in the identification by GC/MS of 125 compounds with no previous reports in the literature for this species. The chemical compounds present in the fractions were grouped into seven chemical subdivisions, namely: alkanes, alcohols, aldehydes, carboxylic acids, ketones, terpenes. “Others” were further subdivided to include epoxides, furanones and amides. Among the seven subdivisions created, what stood out most of the 15 fractions obtained from the three chromatographic columns were triterpenes. The identification of secondary metabolites in S. flexicaulis opens space for the continuation of this work in search of the biological activity of the identified substances and their applications, in view of its popular use and the fact that it is a medicinal species without previous detailed study.

O gênero Croton possui aproximadamente 1300 espécies amplamente distribuídas em zonas tropicais e subtropicais do novo e velho mundo e é o segundo maior gênero de Euphorbiaceae. No presente trabalho, foram analisadas a composição e a morfologia das ceras foliares cuticulares de 13 espécies de Croton. Para a maioria das espécies, foram amostrados três indivíduos. A morfologia das ceras foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. Diversos tipos de depósitos cerosos foram observados (amorfos, plaquetas, grânulos), principalmente na face adaxial e caracterizando grupos de espécies. A observação dos padrões de depósitos cerosos de várias espécies foi prejudicada na face abaxial, devido à alta densidade de tricomas. As ceras foram extraídas por três imersões consecutivas das folhas em diclorometano e a separação das classes dos constituintes foi feita por cromatografia em camada delgada preparativa. A análise da distribuição dos constituintes foi realizada por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas. n-Alcanos e álcoois primários foram detectados em todos os indivíduos analisados. Triterpenos também são muito comuns, não tendo sido detectados em apenas uma espécie. Os esteroides são constituintes raros nas espécies analisadas. Os resultados da distribuição de n-alcanos, álcoois primários e triterpenos foram utilizados para o estabelecimento de afinidades químicas por meio de análises de agrupamento pelo método UPGMA, empregando-se distâncias euclidianas (n-alcanos e álcoois) e coeficiente de DICE (triterpenos), baseando-se na distribuição de cada classe de constituinte isoladamente e combinando-se as distribuições de n-alcanos e álcoois primários. Não se notou congruência entre as topologias dos dendrogramas de afinidades químicas e a filogenia molecular do gênero. Observou-se coerência entre algumas afinidades químicas e características morfológicas, como tipos de tricomas foliares e presença de glândulas peciolares. A distribuição de n-alcanos, álcoois primários e triterpenos mostraram-se úteis como caracteres da maioria das espécies analisadas. Entre os constituintes analisados, distribuição de álcoois primários revelou-se o melhor marcador para a caracterização de espécies. A variação intraespecífica, no entanto, impede que esses caracteres sejam úteis como marcadores taxonômicos de algumas espécies de Croton / Croton comprises nearly 1300 species distributed in tropical and subtropical areas of either the New or Old Worlds, making up the largest genus of Euphorbiaceae. In the present work, the chemical composition and the morphology of the foliar cuticular waxes of 13 species of Croton were analized. Three individuals were sampled for analyses of most species. The morphology of the waxes was analyzed by scanning electron microscopy. Several types of wax deposits were observed (amorph, platlets, granules), chiefly on the adaxial side, characterizing groups of species. The observation of wax deposits on the abaxial side was hampered in several species due to the high density of trichomes. The cuticular wax was extracted by three successive immersions of the leaves in dichloromethane, and the separation of the constituent classes was achieved by preparative thin layer chromatography. The analyses of the distribution of the constituents were performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry. n-Alkanes and primary alcohols were detected in all analyzed individuals. Triterpenes were also very common, having not been detected in only one species. Steroids are rare constituents in the analyzed species. The results of the distribution of n-alkanes, primary alcohols and triterpenes were used for the establishment of chemical affinities using cluster analysis by the UPGMA method and Euclidean distances (n-alkanes and alcohols) and DICE coefficient, based on the distribution of each constituent class alone and combining the distribution of n-alkanes and primary alcohols. No congruence was noted between the topologies of the dendrograms of chemical affinity and the molecular phylogeny of the genus. Coherence was observed between chemical affinities and morphologic characteristics, such as types of foliar trichomes and petiolar glands. The distribution of n-alkanes, primary alcohols and triterpenes were shown to be useful as characters for most analyzed species. Among the constituents analyzed, the distribution of primary alcohols was the best marker for species characterization. Intraspecific variation, however, precludes the use of these characters as taxonomic markers of some Croton species

A família Orchidaceae é a maior família entre as monocotiledôneas e representa uma das maiores famílias de plantas floríferas com um número estimado de cerca de 30 mil espécies. A complexidade taxonômica de um dos gêneros dentro dessa família, o Catasetum, tem despertado muito interesse por parte dos cultivadores e pesquisadores em Orchidaceae, especialmente devido aos novos táxons que estão sendo descobertos no gênero. Visando aprimorar a classificação de espécies do gênero, uma ferramenta a ser utilizada é a análise dos constituintes químicos do metabolismo dessas plantas, onde fica evidenciada a necessidade de estudos utilizando métodos analíticos mais sensíveis, rápidas e seletivas, como a análise metabolômica. A obtenção da impressão digital metabólica é a obtenção detalhada dos metabólitos do organismo sob determinada condição, produzindo um cromatograma que é característico daquela planta, como uma impressão digital. Através disso, é possível determinar diferenças metabólicas em amostras, por meio de ferramentas estatísticas. Para o refinamento dos dados, é necessário o uso de softwares específicos que extraem as informações úteis para as análises. Foram analisadas 42 espécies distintas do gênero Catasetum e algumas duplicatas, totalizando 51 amostras por GC-MS e UHPLC-MS(ESI-Orbitrap). As \"impressões digitais\" metabólicas foram processadas nos softwares MetAlignTM e MSClust, e as matrizes geradas foram analisadas por análise de componentes principais (PCA), análise de cluster hierárquico (HCA) e análise discriminante ortogonal por mínimos quadrados parciais (OPLS-DA). Os métodos utilizados para as análises tanto por GC-MS quanto por UHPLC-MS resultaram em dados satisfatórios para análise metabolômica, gerando 57 substâncias voláteis identificadas a partir da fragrância das flores, sendo acetato de nerila, sabineno, ?-mirceno, ?-pineno e ?-pineno as mais frequentes. Os resultados das análises metabolômicas apresentaram proximidade com a filogenia, principalmente em níveis mais específicos. Os grupos gerados pelas análises, de modo geral, foram coerentes quanto à semelhança metabólica entre as espécies que os compõem, sugerindo a possibilidade do uso de impressões digitais metabólicas como uma boa ferramenta para análise quimiotaxonômica / The Orchidaceae family is the largest family among monocotyledons and represents one of the largest families of flowering plants with an estimated 30,000 species. The taxonomic complexity of one of the genera within this family, the Catasetum, has aroused much interest from growers and researchers in Orchidaceae, especially due to the new taxa being discovered in the genus. Aiming to improve the classification of species of the genus, a tool to be used is the analysis of the chemical constituents of the metabolism of these plants, where it is evidenced the need for studies using analytical methodologies more sensitive, fast and effective, such as the metabolomics analysis. Obtaining the metabolic fingerprint is the detailed obtaining of the metabolites of the organism under certain condition, producing a chromatogram that is characteristic of that plant, like a fingerprint. Through this, it is possible to determine metabolic differences in samples, through statistical tools. For the refinement of the data, it is necessary to use specific softwares that extract the useful information from analyzes data. The information generated can be used with different applications. A total of 51 samples were analyzed by GC-MS and UHPLC-MS (ESI-Orbitrap), 42 different species of the genus Catasetum and some duplicates. Metabolic \"fingerprints\" were processed in the MetAlignTM and MSClust softwares, and the generated matrices were analyzed by Principal Component Analysis (PCA), hierarchical cluster analysis (HCA) and partial least squares orthogonal discriminant analysis (OPLS-DA). The methods used for analysis by both GC-MS and UHPLC-MS resulted in satisfactory data for metabolomics analysis, generating 57 volatile substances identified from the flower fragrance, being neryl acetate, sabinene, ?-myrcene, ?-pinene and ?-pinene the most frequent. The results of the metabolic analyzes showed proximity to the phylogeny, mainly in more specific levels. The groups generated by the analyzes, in general, were coherent regarding the metabolic similarity between the species that compose them, suggesting the possibility of the use of metabolic fingerprints as a good tool for chemotaxonomic analysis

As espécies do gênero Viguiera Kunth, recentemente transferidas para Aldama La Llave (Asteraceae, Heliantheae), ainda possuem problemas de delimitação taxonômica. Tal gênero possui 35 espécies distribuídas por todo o território brasileiro, principalmente no cerrado. Análises químicas têm demonstrado seu potencial em auxiliar na resolução de problemas em vários níveis taxonômicos com base em grupos químicos de metabólitos secundários. Além disso, análises fitoquímicas tem revelado que determinadas substâncias de Aldama possuem potencial para serem estudadas tendo vista a investigação de mecanismos moleculares anti-inflamatórios. Desta forma, foi proposto neste trabalho realizar a abordagem da metabolômica não-direcionada auxiliada por quimiometria, visando-se fornecer dados químicos tanto para contribuições quimiotaxonômicas quanto para encontrar substâncias bioativas. Por meio de tal abordagem, análises multivariadas não supervisionadas (PCA e HCA), bem como supervisionadas (OPLS-DA), com dados provenientes de UHPLC-DAD-Orbitrap, demonstraram que o gênero Aldama é quimioconsistente e, deste modo, determinadas substâncias químicas discriminantes foram sugeridas. Além disso, espécies que apresentam problemas taxonômicos tiveram os seus posicionamentos infragenéricos explicado do ponto de vista quimiotaxonômico. Quanto às análises para encontrar substâncias bioativas (fitoquímica direcionada), os alvos inflamatórios pesquisados foram as enzimas pró-inflamatórias COX-1 e 5-LOX, com as quais se realizou ensaios in vitro verificando-se a atividade positiva de extratos de espécies de Aldama. A. trichophylla foi a espécie selecionada para realizar a fitoquímica direcionada, uma vez que apresentou inibição dupla contra as enzimas e por se tratar de uma espécie muito pouco estudada do ponto de vista fitoquímico. Os melhores modelos de inibição de COX-1 e 5-LOX criados com dados químicos de Aldama foram selecionados a partir de diversas combinações de algoritmos, softwares de processamento (MZmine, MetAlign e MSClust) e técnicas-hifenadas, tais como UHPLC-Orbitrap e HPLC-TOF. Deste modo, determinados picos de íons foram apontados pela quimiometria como sendo discriminantes para a atividade de inibição dupla. Tais picos foram desreplicados com base em seus perfis de UV e padrões de fragmentação via HCD-Orbitrap e Ion-Trap. Deste modo, foi possível desreplicar três prováveis substâncias químicas inibidoras de COX-1 e 5-LOX: kaempferol-3-O-glucuronideo, quercetina-3-O-metil-7-glucuronideo e kaempferol-3-O-(6\"-malonil-glucosideo). Por fim, foi realizada a fitoquímica direcionada. O fracionamento cromatográfico permitiu isolar tais substâncias e uma análise preliminar de RMN 1H foi realizada com o intuito de realizar a identificação estrutural. Tais substâncias terão a suas atividades confirmadas na inibição das duas enzimas em um futuro próximo. / The species of the genus Viguiera Kunth, recently transferred to the genus Aldama La Llave (Asteraceae, Heliantheae), still show problems of taxonomic boundaries. This genus has 35 species distributed throughout the Brazilian territory, mostly in the cerrado. Chemical analyses has demonstrated its potential to help in the solution of problems at various taxonomic levels based on chemical groups of secondary metabolites. Furthermore, phytochemical analyses have shown that certain compounds from Aldama have the potential to be studied aiming to investigate anti-inflammatory molecular mechanisms. Thus, in this work it was proposed to carry out the untargeted metabolomic approach aided by chemometrics, aiming to provide chemical data either for chemotaxonomic contributions and to find bioactive compounds. Through this approach, both unsupervised (PCA and HCA) and supervised multivariate analysis (OPLS-DA) combined with data from UHPLC-DAD-Orbitrap analyses showed that the genus Aldama is \"chemoconsistent\" and thus certain discriminant compounds were suggested. Additionally, some species with taxonomic problems had their infrageneric positioning explained from the chemotaxonomic point of view of. With regards to the analyses carried out to find bioactive compounds (targeted phytochemistry), the inflammatory targets investigated in this study were the COX-1 and LOX-5 pro-inflammatory enzymes with which in vitro assays were made and positive activity of extracts from species of Aldama was observed. A. trichophylla was the selected species for the targeted phytochemistry because it showed dual inhibition activity against both enzymes and it is still little investigated from the chemical point of view. The best models for inhibition of COX-1 and 5-LOX obtained with chemical data of Aldama were selected by means of various combinations of algorithms, processing software (MZmine, MetAlign and MSClust) and hyphenated techniques, such as HPLC-TOF and UHPLC-Orbitrap. Thus, certain peak ions were appointed by chemometrics as discriminant for the dual inhibition activity. These peaks were dereplicated based on their UV profiles and fragmentation patterns via HCD-Orbitrap and Ion-Trap. Thus, it was possible to dereplicate three probable chemical inhibitors of COX-1 and 5-LOX: kaempferol-3-O-glucuronide, quercetin-3-O-methyl-7-glucuronide and kaempferol-3-O-(6\"-malonyl-glucoside). Finally, the targeted phytochemistry was carried out. The chromatographic fractionation allowed us to isolate these three compounds and a preliminary 1H NMR analysis was performed in order to conclude their structural identification. In the near future, these substances will have their activity evaluated by the inhibition of the two enzymes.

Orientador: Beatriz Appezzato da Glória, Vera Lúcia Garcia Rehder / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T10:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bombo_AlineBertolosi_M.pdf: 4141417 bytes, checksum: 23d44ff8ee2ca0a59a65cebea23db4a2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A família Asteraceae é uma das maiores famílias de angiospermas, com ampla distribuição e hábitos muito variados. O gênero Viguiera pertence à subtribo Heliantheae e conta com aproximadamente 180 espécies. No Brasil ocorrem 35 espécies e 27 dessas são endêmicas. Por se tratar de um gênero com muitos representantes, as relações filogenéticas não estão bem estabelecidas e estudos morfológicos e moleculares têm sido realizados com o objetivo de auxiliar a circunscrição do gênero. As espécies de Viguiera possuem potencial resinífero e as contempladas neste estudo são aromáticas em seu ambiente natural. Diversos estudos fitoquímicos têm destacado o potencial farmacológico de espécies do gênero, atribuído principalmente, à atividade das lactonas sesquiterpênicas e dos diterpenos. No entanto, estudos sobre a composição química dos óleos essenciais são escassos. A ocorrência das espécies do gênero Viguiera no Brasil se dá, principalmente, em regiões com inverno seco, devido à presença de um sistema subterrâneo espessado. O sistema subterrâneo das espécies incluídas neste estudo, Viguiera filifolia, V. linearifolia e V. trichophylla, consiste em um xilopódio, que apesar da capacidade gemífera, não possui capacidade de propagação vegetativa. As três espécies são muito semelhantes morfologicamente em estado vegetativo sendo diferenciadas principalmente por caracteres reprodutivos. Há registros na literatura de confusões na delimitação das mesmas. Além disso, V. filifolia e V. trichophylla constam na lista vermelha das espécies brasileiras como criticamente em perigo. Assim, os estudos anatômicos visaram contribuir com o levantamento de caracteres diagnósticos entre as três espécies. Os dados referentes à composição dos óleos essenciais também podem ser úteis do ponto de vista taxonômico, auxiliando na delimitação das espécies e ainda, no levantamento de possíveis compostos bioativos. Por fim, o estudo da germinação das sementes visou fornecer dados para futuros estudos de cultivo dessas espécies / Abstract: Asteraceae is one of the largest families of angiosperms with wide distribution and habits varied. Viguiera genus is included in the Heliantheae subtribe and has approximately 180 species. In Brazil, there are 35 species and 27 are endemic. Given that this genus has many representatives, phylogenetic relationships are not well established and morphological and molecular studies have been conducted to help limit the genus. Viguiera species have resin potential and the species used in this study are aromatic in their natural environment. Several phytochemical studies have shown the pharmacological potential to Viguiera species, attributed mainly to the activity of sesquiterpene lactones and diterpenes. However, studies on the chemical composition of essential oils are rare. In Brazil, the Viguiera species occurs mainly in regions of dry winter, due the presence of a thickened underground system. The underground system of the species used in this study, Viguiera filifolia, V. linearifolia and V. trichophylla is represented by a xylopodium, incapable of vegetative propagation despite forming buds. The three species are morphologically very similar in vegetative state and could be differentiated only by reproductive features. In the literature, there is confusion in individuating them. In addition, V. filifolia and V. trichophylla are classified in the Brazilian Species lias critically endangered. Thus, anatomical studies aimed at contributing to obtain diagnostic features among the three species. The essential oil composition data could help in chemosystematics and in the identification of possible chemotherapeutic compounds. Finally, the study of seed germination aimed to provide information for future studies for the cultivation of these species / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal

Esse trabalho descreve o desenvolvimento de uma nova ferramenta quimioinformática designada de SISTEMATX que possibilitou a análise quimiotaxonômica da família Asteraceae, empregando novos parâmetros moleculares, bem como o estudo da relação quantitativa estrutura química atividade biológica de substâncias provenientes desse grupo vegetal. A família Asteraceae, uma das maiores entre as angiospermas, caracteriza-se quimicamente pela produção de sesquiterpenos lactonizados (SLs). Um total de 1111 (SLs), extraídos de 658 espécies, 161 gêneros, 63 subtribos e 15 tribos da família Asteraceae foram representados e cadastrados em duas dimensões no SISTEMATX e associados à respectiva origem botânica. A partir dessa codificação, o grau de oxidação e as estruturas em três dimensões de cada SL foram obtidos pelo sistema. Essas informações, associadas aos dados botânicos, foram exportadas para um arquivo texto, o qual permitiu a obtenção de vários tipos de descritores moleculares. Esses parâmetros moleculares foram correlacionados com o grau de oxidação médio por tribo e tiveram sua seleção realizada por regressão linear múltipla utilizando algoritmo genético. Equações com coeficientes estatísticos variando entre 0,725 ≤ r2 ≤ 0,981 e 0,647 ≤ Qcv2 ≤ 0,725 foram obtidas com apenas um descritor, possibilitando a identificação de algumas características estruturais relacionadas ao grau de oxidação. Não foi obtida nenhuma relação entre o grau de oxidação dos SL e a evolução das tribos da família Asteraceae. Os descritores moleculares também foram usados como dados de entrada para separar as ocorrências botânicas através de mapas auto-organizáveis (rede não supervisionada Kohonen). Os mapas gerados, com cada bloco de descritor, separaram as tribos da família Asteraceae com valores de índices de acerto total entre 66,7% e 83,6%. A análise desses resultados evidencia semelhanças entre as tribos Heliantheae, Helenieae, e Eupatorieae e, também, entre as tribos Anthemideae e Inuleae. Tais observações são coincidentes com as classificações sistemáticas propostas por Bremer, que utilizam principalmente dados morfológicos e, também, moleculares. A mesma abordagem foi utilizada para separar os ramos da tribo Heliantheae, segundo a classificação proposta por Stuessy, cuja separação é baseada no número de cromossomos das subtribos. Os mapas auto-organizáveis obtidos separam em duas regiões distintas os ramos A e C, com elevados índices de acerto total que variam entre 81,79% a 92,48%. Ambos os estudos demonstram que os descritores moleculares podem ser utilizados como uma ferramenta para classificação de táxons em níveis hierárquicos baixos, tais como tribos e subtribos. Adicionalmente, foi demonstrado que os marcadores químicos corroboram parcialmente com as classificações que empregam dados morfológicos e moleculares. Os descritores obtidos por fragmentos ou pela representação da estrutura dos SLs em duas dimensões foram suficientes para obtenção de resultados significativos, não sendo obtida melhora nos resultados com os descritores que utilizam a representação em três dimensões das estruturas. Paralelamente, um estudo adicional foi realizado relacionando a estrutura química, representada pelos mesmos descritores moleculares anteriormente mencionados, com a atividade citotóxica de 37 SLs frente às células tumorais da nasofaringe KB. Uma equação com índices estatísticos significativos (r2=0,826 e Qcv2=0,743) foi obtida. Os cinco descritores, selecionados a partir de uma equação estatisticamente mais significativa, representam uma descrição global de propriedades estéricas e características eletrônicas de cada molécula que auxiliaram na determinação de fragmentos estruturais importantes para a atividade citotóxica. Tal modelo permitiu verificar que os esqueletos carbônicos dos tipos guaianolídeo e pseudoguaianolídeo são encontrados nos SLs que apresentam maior atividade citotóxica. / This work describes the development of a new chemoinformatic tool named SISTEMATX that allowed the chemotaxonomic analysis of the Asteraceae family employing new molecular parameters, as well as the quantitative structure activity relationship study of compounds produced by this botanical group. The Asteraceae, one of the largest families among of angiosperms, is chemically characterized by the production of sesquiterpene lactones (SLs). A total of 1111 (SLs), extracted from 658 species, 161 genera, 63 subtribes and 15 tribes of the Asteraceae, were represented and registered in two dimensions in the SISTEMATX and associated with their botanical source. From this codification, the degree of oxidation and the structures in three dimensions of each SL were obtained by the system. These data linked with botanical origin were exported for a text file which allow the generation of several types of molecular descriptors. These molecular parameters were correlated with the average oxidation degree by tribe and were selected by multiple linear regressions using genetic algorithms. Equations with statistical coefficients varying between 0,725 ≤ r2 0,981 and 0,647 ≤ Qcv2 ≤ 0,725 were obtained with only one descriptor, making possible the identification of some structural characteristics related to the oxidation level. Any relationship between the degree of oxidation of SL and the tribes evolution of the family Asteraceae was not obtained. The molecular descriptors were also used as input data to separate the botanical occurrences through the self organizing-maps (unsupervised net Kohonen). The generated maps with each block descriptor, divide the Asteraceae tribes with total indexes values between 66,7% and 83,6%. The analysis of these results shows evident similarities among the Heliantheae, Helenieae and Eupatorieae tribes and, also, between the Anthemideae and Inuleae tribes. Those observations are in agreement with the systematic classifications proposed by Bremer, that use mainly morphologic and, also, molecular data. The same approach was utilized to separate the branches of the Heliantheae tribe, according to the Stuessys classification, whose division is based on the chromosome numbers of the subtribes. From the obtained self-organizing maps, two different areas (branches A and C) were separated with high hit indexes varying among 81,79% to 92,48%. Both studies demonstrate that the molecular descriptors can be used as a tool for taxon classification in low hierarchical levels such as tribes and subtribes. Additionally, was demonstrated that the chemical markers partially corroborate with the classifications that use morphologic and molecular data. Descriptors obtained by fragments or by the representation of the SL structures in two dimensions were sufficient to obtain significant results, and were not obtained better results with descriptors that utilize the structure representation in three dimensions. An additional study was accomplished relating the chemical structure, represented by the same molecular descriptors previously mentioned, with the cytotoxic activity of 37 SLs against tumoral cells derived from human carcinoma of the nasopharynx (KB). An equation with significant statistical indexes was obtained. The five descriptors, selected from the more statistical significant equation, shows a global description of sterical properties and electronic characteristics of each molecule that aid in the determination of important structural fragments for the cytotoxic activity. From the model can be verified that the carbon skeletons of the guaianolide and pseudoguaianolide types are encountered in the SLs that show the higher cytotoxic activity.

Este trabalho análise as ocorrências de 12 classes de substâncias (monoterpenos, sesquiterpenos, lactonas sesquiterpênicas, diterpenos, triterpenos, cumarinas, flavonóides, poliacetilenos, benzofuranos, benzopiranos, acetofenonas e fenilpropanóides) na família Asteraceae e na sua tribo Heliantheae. Pretende-se demonstrar a existência de correlações na produção de metabólitos secundários em níveis taxonômicos baixos (tribos, subtribos e gêneros). Utilizou-se um banco de dados com cerca de 36.000 ocorrências das principais substâncias isoladas em plantas da família. O estudo do equilíbrio químico na produção de metabólitos secundários foi feito utilizando-se Regressão Linear Múltipla. As afinidades entre os grupos com base na sua Química foram pesquisadas por vários métodos tais como: Análise de componentes principais, Análise de Cluster e Análises cladísticas. Observou-se também o grau de oxidação médio de vários metabólitos e sua utilidade como ferramenta em análises quimiotaxonômicas. Foi possível mostrar a existência de um equilíbrio na produção das 12 classes de metabólitos em níveis das tribos e subtribos. Mas, no nível dos gêneros um equilíbrio moderado foi encontrado. Também foi possível mostrar a existência de um equilíbrio oxidativo em vários níveis (tribos, subtribos). No nível dos gêneros nenhum equilíbrio foi encontrado utilizando-se o parâmetro passo oxidativo. Foi possível agrupar algumas das subfamílias de Asteraceae segundo Bremer e subtribos da tribo Heliantheae segundo Stuessy usando Análises de componentes principais e Análise de Cluster / This work analyse the occurrence of 12 classes of substances (monoterpenes, sesquiterpenes, sesquiterpene lactones, diterpenes, triterpenes, coumarins, flavonoids, polyacetylenes, Benzofurans, benzopyrans, acetophenones and phenylpropanoids) in the Asteraceae family and its Heliantheae tribe. This study intends to demonstrate the existence of correlations in the production of secondary metabolites in lower taxonomic levels (tribes, subtribes and genera). We used a database of about 36,000 occurrences of the main substances isolated from the plant family. The study of chemical equilibrium in the production of secondary metabolites was done using Multiple Linear Regression. The affinities between the groups based on their chemistry were investigated by various methods such as principal component analysis, Cluster and cladistic analysis. There was also the average degree of oxidation of various metabolites and their usefulness as a tool in chemotaxonomic analysis. It was possible to show the existence of a balance in the production of 12 classes of metabolites in the levels of the tribes and subtribes. But the level of the genus balance was found moderate. It was also possible to show the existence of an oxidative equilibrium in various levels (tribes, subtribes). The level of genus balance was not found using the parameter oxidation step. We could group some of the subfamilies of Asteraceae according to Bremer and the subtribes of Heliantheae according to Stuessy using the principal component analysis and Cluster Analysis

Este trabalho descreve as ocorrências naturais de flavonóides, cumarinas e benzofuranos na família de plantas, Asteraceae / Compositae. Tem como objetivo principal classificar os referidos metabólitos secundários como possíveis marcadores quimiotaxonômicos da família bem como fazer previsões de suas ocorrências naquela. Para sua realização, foi montado um banco de dados de ocorrências desses produtos naturais a partir da literatura especializada. Os números de ocorrências das três classes químicas (flavonóides, 4369;cumarinas, 961; benzofuranos, 628) foram avaliados através de programas computacionais. Com estes foram feitas matrizes de correlações, regressões lineares múltiplas, e gráficos variados. Foram também correlacionados os números de oxidação (NOXs) médios de cada classe química (exceto os dos benzofuranos, devido a algumas dúvidas suscitadas de sua rota biogenética) com a finalidade de estudos de passos evolutivos de táxons. Os resultados do estudo apontam alguns esqueletos carbônicos de cumarinas e benzofuranos que podem provavelmente servir como marcadores químicos em nível de tribos e subtribos da família. Quanto aos flavonóides, já são considerados, em nível infrafamiliar, como marcadores químicos alguns tipos de esqueletos carbônicos com padrões de substituição mais específicos. Foram montadas algumas equações empíricas capazes de prever ocorrências e NOXs das classes químicas envolvidas neste trabalho para as tribos e subtribos da família, com um grau de confiabilidade de 95%. Para este estudo usou-se como base taxonômica a classificação de Asteraceae mais recente de Bremer (1994). / This work describes the natural occurrences of flavonoids, coumarins and benzofurans in the family of plants, Asteraceae / Compositae. It has as main purpose to classify the referred secondary metabolites as possible chemotaxonomic markers of the family as well as to do predictions of occurrences of the latter. For its accomplishment, a database of occurrences of those natural products was set up from the specialized literature. The numbers of occurrences of the three chemical classes (flavonoids, 4369; coumarins, 961; benzofurans, 628) were appraised with use of statistical computacional programs. With aid of these were made correlation matrices of the occurrences, multiple linear regressions, numerous diverse diagrams. The average oxidation numbers (OXNs) of each chemical class (except the ones of the benzofurans, due to some doubts raised on their biogenetical route) were also correlated with the purpose of studies on evolutionary steps of the taxa. The results of the study point some carbon skeletons of coumarins and benzofurans that can probably serve as chemical markers at tribe and subtribe levels of the family. In relation to the flavonoids, these are already considered, at infrafamilial level, as chemical markers, especially some types of carbon skeletons bearing more specific substitution patterns. Were also mounted some empirical equations capable of predicting occurrences and average OXNs of the chemical classes involved in this work for the tribes and subtribes of the family, with a 95% reliability degree. For this work was also ulilized as taxonomic base the most recent classification of the Asteraceae of Bremer (1994a).

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:48:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Julierme_IQ_UFG_2012.pdf: 1572042 bytes, checksum: c5e12770e49c6a65ee23600c84379152 (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Cerrado is the second largest Brazilian biome, occupying about 24% of the country. However, there are only 61% of preserved Cerrado areas. Therefore, studies are needed in order to preserve these natural resources. For this purpose the reassessment of systematic relationships between 88 taxa of Hyptis Jacq. were based on the vegetative and reproductive morphological characters (chapter 1). In order to perform a phenetic study, multivariate statistical analysis were used for determination of taxa distribution patterns. The relationships between the examined taxa have been expressed as Ward hierarchical clustering using multiple correspondence analysis of 50 characters distributed into 168 character states. The perceptual map shows a subdivision of Hyptis into two major clusters. Cluster I contained 41 taxa belonging to sections Cyanocephalus, Cyrta, Gymneia, Mesosphaeria, Polydesmia and Tricosphaeria which mainly showed elongated, elliptic, linear bracts, curvature of the calyx's tube upper limb, oblique calyx tube orifice, as well as smooth nutlets. Cluster II contained 47 taxa from sections Apodotes, Eriosphaeria, Hyptis, Induratae, Pachyphyllae, Pusilae and Xylodontes. Their main morphological characteristics included hemispheric or subglobose cymes, the presence of a stylopodium, slightly rough nutlets and nutlets truncate at apex. Cluster analysis focused on 6 of the morphological characters which were distinguished by discriminant correspondence analysis, revealed similar traits. Multivariate analyses were also applied in the essential oil chemovariations of 13 Hypenia species (chapter 2). The results revealed the presence of two taxonomic clusters. Cluster I included 3 species belonging to section Densiflorae in addition to H. subrosea Harley and H. aristulata (Epl.) R. Harley, and showed the highest percentages of α-muurolol (5.85 ± 3.08%). In Cluster II, which contained 8 species belonging to section Laxiflorae, the major discriminant constituents were (E)-caryophyllene (7.09 ± 4.88%), germacrene D (18.1 ± 11.4%) and bicyclogermacrene (6.65 ± 1.19%). All essential oils showed a predominance of sesquiterpenes, such as spathulenol (4.5-31.6%), caryophyllene oxide (2.2-14.4%) and selin-11-en-4α-ol (0-34.8%). Furthermore, identical clusters were revealed by multivariate analysis of chemical constituents based on carbon skeletons, as well as on 18 morphological leaf characters of the species studied. / O Cerrado é a segunda maior formação vegetal brasileira, ocupando 24% do território nacional. No entanto, restam apenas 61% de áreas preservadas de Cerrado. Desta forma, estudos para caracterização e preservação desta riqueza natural são necessários. Com este intuito, reavaliou-se a relação sistemática entre 88 espécies de Hyptis Jacq. com base em caracteres morfológicos e reprodutivos (capítulo 1). A análise estatística multivariada foi aplicada para determinar o padrão de distribuição dos taxa com o objetivo de se realizar uma análise fenética. As relações entre os taxa estudados foram expressas pelo agrupamento hierárquico de Ward utilizando a análise de correspondência múltipla com base em 50 caracteres distribuídos em 168 estados dos caracters. O mapa perceptual mostrou a subdivisão de Hyptis em duas grandes classes. A classe I foi formada por 41 taxa pertencentes às seções Cyanocephalus, Cyrta, Gymneia, Mesosphaeria, Polydesmia e Tricosphaeria, as quais demostraram brácteas linares alongadas e elípticas, curvatura do tubo do cálice acima do limbo, orifício do tubo do cálice oblíquo, bem como núculas suaves. A classe II contou com 47 taxa das seções Apodotes, Eriosphaeria, Hyptis, Induratae, Pachyphyllae, Pusilae e Xylodontes. Suas principais características morfológicas incluíram cimas hemisféricas ou subglobosas, presença de um estilopódio, núculas levemente rugosas e núculas truncadas no ápice. A análise de agrupamento focada em 6 dos caracteres morfológicos, previamente distinguidos pela análise de correspondência discriminante, revelou a mesma similaridade entre os taxa, sugerindo a divisão de Hyptis em 2 subgêneros. Procedeu-se também à análise multivariada da composição química dos óleos essenciais de 13 espécies de Hypenia (capítulo 2). Os resultados indicaram a presença de 2 grupos de óleos em relação às seções botânicas das amostras. O primeiro grupo (classe I) incluiu as 3 espécies da seção Densiflorae em adição a H. subrosea Harley e H. aristulata (Epl.) R. Harley, o qual foi caracterizado pelo maior percentual de α-muurolol (5,85 ± 3,08%). Na classe II, com 8 espécies da seção Laxiflorae, os principais constituintes discriminantes foram o (E)-cariofileno (7,09 ± 4,88%), germacreno D (18,1 ± 11,4%) e o biciclogermacreno (6,65 ± 1,19%). Todos os óleos essenciais apresentaram predominantemente sesquiterpenos, tais como espatulenol (4,5-31,6%), óxido de cariofileno (2,2-14,4%) e selin-11-en-4α-ol (0-34,8%). Os agrupamentos foram idênticos quando utilizada a análise multivariada baseada nos esqueletos carbônicos dos constituintes químicos ou utilizando 18 caracteres morfológicos das folhas das espécies.

Este trabalho análise as ocorrências de 12 classes de substâncias (monoterpenos, sesquiterpenos, lactonas sesquiterpênicas, diterpenos, triterpenos, cumarinas, flavonóides, poliacetilenos, benzofuranos, benzopiranos, acetofenonas e fenilpropanóides) na família Asteraceae e na sua tribo Heliantheae. Pretende-se demonstrar a existência de correlações na produção de metabólitos secundários em níveis taxonômicos baixos (tribos, subtribos e gêneros). Utilizou-se um banco de dados com cerca de 36.000 ocorrências das principais substâncias isoladas em plantas da família. O estudo do equilíbrio químico na produção de metabólitos secundários foi feito utilizando-se Regressão Linear Múltipla. As afinidades entre os grupos com base na sua Química foram pesquisadas por vários métodos tais como: Análise de componentes principais, Análise de Cluster e Análises cladísticas. Observou-se também o grau de oxidação médio de vários metabólitos e sua utilidade como ferramenta em análises quimiotaxonômicas. Foi possível mostrar a existência de um equilíbrio na produção das 12 classes de metabólitos em níveis das tribos e subtribos. Mas, no nível dos gêneros um equilíbrio moderado foi encontrado. Também foi possível mostrar a existência de um equilíbrio oxidativo em vários níveis (tribos, subtribos). No nível dos gêneros nenhum equilíbrio foi encontrado utilizando-se o parâmetro passo oxidativo. Foi possível agrupar algumas das subfamílias de Asteraceae segundo Bremer e subtribos da tribo Heliantheae segundo Stuessy usando Análises de componentes principais e Análise de Cluster / This work analyse the occurrence of 12 classes of substances (monoterpenes, sesquiterpenes, sesquiterpene lactones, diterpenes, triterpenes, coumarins, flavonoids, polyacetylenes, Benzofurans, benzopyrans, acetophenones and phenylpropanoids) in the Asteraceae family and its Heliantheae tribe. This study intends to demonstrate the existence of correlations in the production of secondary metabolites in lower taxonomic levels (tribes, subtribes and genera). We used a database of about 36,000 occurrences of the main substances isolated from the plant family. The study of chemical equilibrium in the production of secondary metabolites was done using Multiple Linear Regression. The affinities between the groups based on their chemistry were investigated by various methods such as principal component analysis, Cluster and cladistic analysis. There was also the average degree of oxidation of various metabolites and their usefulness as a tool in chemotaxonomic analysis. It was possible to show the existence of a balance in the production of 12 classes of metabolites in the levels of the tribes and subtribes. But the level of the genus balance was found moderate. It was also possible to show the existence of an oxidative equilibrium in various levels (tribes, subtribes). The level of genus balance was not found using the parameter oxidation step. We could group some of the subfamilies of Asteraceae according to Bremer and the subtribes of Heliantheae according to Stuessy using the principal component analysis and Cluster Analysis