This paper reports the study of composition and variation of the chemical components of essential oils of Croton species of Sergipe emphasizing its importance chemotaxonomy. Essential oils from fresh aerial parts obtnained by hydrodistillation from samples of Croton blanchetianus (CB-GA), C. campestris (CC-AML), C. heliotropiifolius collected at different locations in the Sergipe (CH-SG1, CH-SG2, CH-GA, and CH-AML), C. pedicellatus (CP-SI), C. tetradenius (CT-SG) and seven other unidentified taxa, called CSP1-CPS7, were analyzed by GC-MS and GC-FID, such analysis revealed a highly variable chemical composition. It were identified 131 components by comparing the retention indices and mass spectra of compounds with literature data and NIST and Willey mass spectra libraries. With the chemical analysis of oil of Croton were established correlations between the taxa of C. heliotropiifolius, which can be differentiated by using their main chemical markers: (E)-caryophyllene and bicyclogermacrene. For comparative analysis of the chemical composition of essential oils of Croton species, chemometric tools as Principal Component Analysis (PCA) and hierarchic Cluster Analysis (HCA) was applied, by which it was possible to differentiate the components of the essential oil of aerial parts of Croton species grouped by class of compounds according to their biosynthetic origin (monoterpene hydrocarbons, oxygenated monoterpenes, sesquiterpene hydrocarbons, oxygenated sesquiterpenes, phenylpropanoids and derivatives of fatty acids). With this analysis it was possible to form three groups (I, II and III), corroborating the comparative analysis of chromatographic profiles. To our knowledge, this is the first report on the chemical composition of essential oils of C. pedicellatus and C. tetradenius. / Este trabalho relata o estudo da composição e variação dos componentes químicos do óleo essencial das espécies de Croton do estado de Sergipe dando ênfase a sua importância quimiotaxonômica. Os óleos essenciais das partes aéreas frescas obtidos por hidrodestilação das amostras de Croton blanchetianus (CB-GA), C. campestris (CC-AML), C. heliotropiifolius coletadas em diferentes localidades do Estado (CH-SG1, CH-SG2, CH-GA, CH-SI e CH-AML), C. pedicellatus (CP-SI), C. tetradenius (CT-SG) e outros sete táxons ainda não identificados denominados (CSP1-CPS7) foram analisados por CG-EM e CG-DIC revelando uma composição química bastante variável. Foram identificados 131 componentes, baseados nos índices de retenção e na comparação de seus espectros de massas com os da literatura e com as bibliotecas de espectros de massas Willey e NIST. Com a análise química dos óleos de Croton foram estabelecidas correlações entre os táxons de C. heliotropiifolius, os quais foram diferenciados dos demais mediante a utilização de seus marcadores químicos principais: (E)-cariofileno e biciclogermacreno. Para as análises comparativas da composição química dos óleos essenciais das espécies de Croton aplicaram-se ferramentas quimiométricas de Análise dos Componentes Principais (ACP) e Análise de Agrupamentos Herarquicos (AAH), pelas quais foi possível diferenciar os componentes do óleo essencial das partes aéreas das espécies de Croton agrupados por classe de compostos de acordo com sua origem biossintética (hidrocarbonetos monoterpênicos, monoterpenos oxigenados, hidrocarbonetos sesquiterpênicos, sesquiterpenos oxigenados, fenilpropanóides e derivados de ácidos graxos). Com essas análises foi possível a formação de três grupos (I, II e III), corroborando com as análises comparativas dos perfis cromatográficos. Ao nosso conhecimento, este é o primeiro relato sobre a composição química dos óleos essenciais de C. pedicellatus e C. tetradenius.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper presents the results obtained of the phytochemical bioguide of methanol extracts of the leaves and stem bark of Guatteria pogonopus Mart., a species belonging to the family Annonaceae. The botanical material (leaves and stem bark) were collected in the National Park Serra de Itabaiana (PARNA), Sergipe, Brazil. The extracts were obtained by maceration method at room temperature initially with hexane and then methanol, resulting in the hexane (EHF e EHC) and methanol (EMF e EMC) extracts, respectively. The methanol extracts from the leaves (EMF) and stem bark (EMC) indicated the presence of alkaloids when the Dragendorff reagent was applied that was submitted to the acid-base treatment resulting in the chloroform fractions alkaloid (FCAF and FCAC), and neutral fractions (FCNF and FCNC), respectively. The alkaloid fractions (FCAF and FCAC) were then subjected to the usual chromatographic techniques allowing the isolation of alkaloids. The FCAF fraction resulted in the isolation of six alkaloids identified as: lysicamine, (S)-(+)-nuciferine, (S)-(+)-roemerine, (-)- tetrahydropseudocolumbamine, (S)-(+)-isocoridine and a mixture of govanine, liriodenine and lysicamine. The FCAC fraction led to the identification of ten different mixtures alkaloids, such as puterine, anonaine, nornuciferine, obovanine, isopiline, Omethylisopiline, launobine, oxoputerine, liriodenine and lanuginosine. The alkaloids were identified through the techniques of MS and NMR 1H and 13C 1D and 2D as well as, comparison to literature data. Furthermore, the pure alkaloids isolated from the leaves were submitted the specific optical rotation measures. The extracts, fractions, pure alkaloids and in the mixture were subjected to evaluation of the cytotoxic activity by the Alamar Blue method, which observed a high percentage of inhibition of cell proliferation for the methanol extract of the stem bark EMC (80.11 ± 8.12%) and alkaloidal fraction of FCAF leaves (80.56 ± 8.15%) against the human hepatocellular carcinoma and for the mixture of compounds govanine, liriodenine and lysicamine (IC50 3.10 μg mL-1) against human promyelocytic leukemia (HL-60) which can be attributed to the presence of liriodenine. Most of the identified alkaloids are described in different species of Annonaceae, particularly in the Guatteria genus. Thus, it appears that G. pogonopus presents a caracteristic chemotaxonomy the Annonaceae family and, linked to this, is a promising source of substances with potential cytotoxic activity. / O referido trabalho apresenta os resultados obtidos do estudo fitoquímico biomonitorado dos extratos metanólicos das folhas e cascas do caule de Guatteria pogonopus Mart., uma espécie pertencente a família Annonaceae. Os materiais botânicos (folhas e cascas do caule) foram coletados no Parque Nacional Serra de Itabaiana (PARNA), Sergipe, Brasil. Os extratos brutos foram obtidos pelo método de maceração à temperatura ambiente inicialmente com hexano e, posteriormente com metanol obtendo os extratos hexânicos (EHF e EHC) e metanólicos (EMF e EMC), respectivamente. Os extratos metanólicos das folhas (EMF) e cascas do caule (EMC) indicaram a presença de alcaloides frente ao reagente Dragendorff sendo então submetidos ao tratamento ácidobase resultando nas frações clorofórmicas alcaloídicas (FCAF e FCAC) e, as neutras (FCNF e FCNC), respectivamente. As frações alcaloídicas (FCAF e FCAC) foram então submetidas às técnicas cromatográficas usuais permitindo o isolamento de alcaloides. A fração FCAF resultou no isolamento de seis alcaloides que foram identificados como: lisicamina, (S)-(+)-nuciferina, (S)-(+)-roemerina, (-)-tetraidropseudocolumbamina, (S)-(+)- isocoridina e uma mistura de tetraidropseudocolumbamina, liriodenina e lisicamina. A fração FCAC levou a identificação de dez alcaloides em diferentes misturas, tais como: puterina, anonaina, nornuciferina, obovanina, isopilina, O-metilisopilina, launobina, oxoputerina, liriodenina e lanuginosina. Os alcaloides foram identificados através das técnicas de EM e RMN de 1H e 13C (1D e 2D), bem como, comparação com os dados da literatura. Além disso, os alcaloides puros das folhas foram sumetidos as medidas de rotação óptica específica. Os extratos, frações, alcaloides puros e em mistura foram submetidos ao ensaio de atividade citotóxica pelo método de Alamar Blue, em que se verificou um maior percentual de inibição da proliferação celular para o extrato metanólico das cascas EMC (80,11 ± 8,12%) e da fração alcaloídica das folhas FCAF (80,56 ± 8,15%) frente ao carcinoma hepatocelular humano e, para a mistura de compostos de govanina, liriodenina e lisicamina (IC50 3,10 µg mL-1) frente a leucemia promielocítica humana (HL-60) que pode ser atribuída à presença da liriodenina. A maioria dos alcaloides identificados é descrito em diferentes espécies de Annonaceae, particularmente no gênero Guatteria. Dessa forma, infere-se que G. pogonopus apresenta uma quimiotaxonomia característica da família Annonaceae e, atrelado a isso, é uma fonte promissora de substâncias com potencial atividade citotóxica.

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).

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.