Dans ce document, serons détaillées les résultats de mes travaux de recherche d’études doctorales. Tout d’abord, nous discuterons de la synthèse totale de la lépadine B, la plus courte à paraître dans la littérature à ce jour. Cette synthèse, en plus de valoriser la synthèse asymétrique de pipéridines poly-substituées développée par l’équipe du professeur Charette, mettra à profit une utilisation originale d’une séquence de fermeture-ouverture de cycle par la réaction de métathèse d’alcènes. De plus, nous détaillerons une brève étude mécanistique de cette dernière nous ayant permis la proposition d’un mécanisme peu commun de ce type de séquence réactionnel et dont les conséquences expérimentales sont impressionnantes. Au cours de cette synthèse, nous avons identifié un synthon d’une grande valeur synthétique. En effet, ne comportant pas moins que quatre centres chiraux, ce synthon pouvait être obtenu énantiopure en seulement trois étapes à partir de la pyridine. Ainsi, nous avons effectué une analyse structurale de ce synthon et avons envisagé une valorisation supplémentaire par une utilisation originale de la fragmentation de Grob. Dans ce contexte, nous avons développé une toute nouvelle synthèse de pipéridines 2,3,6-trisubstituées hautement régio- et diastéréosélective. Afin de pouvoir réaliser la précédente méthodologie, nous avons dû étudier la réduction d’une amide en présence de groupements fonctionnels sensibles dans les conditions usuelles. Heureusement, l’année précédente nous avions développée une réaction hautement chimiosélective d’amides tertaires. Cette nouvelle réaction, qui a été fondamentalement inspiré par une méthodologie du professeur Charette sur l’activation d’amides, a permis la réduction d’amides tertiaires en présence de fonctions telles les cétone, ester, nitrile, époxyde, insaturations, etc. Enfin, l’ensemble des connaissances acquises au cours de ces projets a permis l’élaboration d’une toute nouvelle stratégie de synthèse pour la préparation d’indolizidines et quinolizidines. Plus spécifiquement, nous avons développé la première séquence d’activation intramoléculaire et déaromatization asymétrique de la pyridine. Ceci permet d’avoir un accès aux squelettes indolizidine et quinolizidine avec des stéréosélectivités élevées, la nature insaturée de ces derniers laissant également place à une grande flexibilité synthétique. Dans ce contexte, nous allons détailler une très courte synthèse de trans-indolizidines. / In this document, the results of Ph.D. thesis will be detailed. First, we will discuss the synthesis of alkaloid lepadin B, the shortest to appear in the literature to date. This synthesis, in addition to validating the asymmetric synthesis of polysubstituted piperidines developed earlier by the group of Professor Charette, will highlight an original use of a ring-closing ring-opening alkene metathesis sequence. Also, a brief mechanistic study of the latter reaction will be detailed, a study which led us to propose an unusual mechanism for this reaction sequence and for which the experimental concequences are impressive. During the total synthesis of lepadin B, we identified a synthon of great synthetic value. Indeed, containing not less than four chiral centres, that synthon could be obtained enantiopure through a short three-step synthesis from pyridine. We performed a structural analysis of this synthon and we envisaged an additional validating through an original use of the Grob fragmentation. Consequently, we developed a new highly regio- and diastereoselective synthesis of 2,3,6-trisubstituted piperidines. To succesfully realize the latter methodology, it was required to perform an amide reduction in the presence of sensitive functionnalities under usual reduction conditions. Fortunatly, we had recently developed a set of conditions for the highly chemoselective reduction of tertiary amides. This new reaction, fundamentaly inspired by an amide activation methodology from Charette’s group, allowed the reduction of amides in the presence of functionalities such as ketone, ester, nitrile, epoxide, unsaturations, etc. Finaly, the knowledge acquired by conducting this research allowed for the elaboration of a new methodology for the synthesis of indolizidines and quinolizidines. Specifically, we developed the first intramolecular pyridine activation-asymmetric dearomatization reaction of the pyridine. This led us to the highly stereoselective access to indolizidine and quinolizidine backbone, the unsaturated nature of which permitting a good degree of synthetic flexibility. In that context, we will detail a short synthesis of trans-indolizidines.

Ergovaline is produced by the endophyte Neotyphodium coenophialum (Morgan-Jones and Gams) in tall fescue (Schedonorus arundinacea (Schreb.) Dumort. = Festuca arundinacea Schreb.) and is blamed for a multitude of costly livestock disorders. Testing of pastures is common in both research and on farm situations. Since ergovaline is known to be unstable and affected by many variables, the objective of this study was to determine the effect of sample handling and storage on the stability of this compound. Homogeneous milled tall fescue sub-samples were analyzed for ergovaline concentration using HPLC after a range of sample handling procedures or storage. Ergovaline was unstable in milled material after 24 hours in storage, regardless of temperature. The decrease in ergovaline after 24 hours ranged from 17 to 60%. These results show that tall fescue sample handling and storage have a significant effect on ergovaline concentrations. In conclusion, accurate laboratory analysis of ergovaline content may require that samples be transported immediately to the laboratory on ice for immediate analysis. Most laboratories are not equipped for same day analysis, therefore researchers and producers should acknowledge that laboratory ergovaline results may be lower than the actual content in the field.

Loline alkaloids, found in many grass-Epichloë symbiota, are toxic or feeding deterrent to invertebrates. The loline alkaloids all share a saturated pyrrolizidine ring with a 1-amine group and an ether bridge linking C2 and C7. The steps in biosynthesis of loline alkaloids are catalyzed by enzymes encoded by a gene cluster, designated LOL, in the Epichloë genome. This dissertation addresses the enzymatic, genetic and evolutionary basis for diversification of these alkaloids, focusing on ether bridge formation and the subsequent modifications of the 1-amine to form different loline alkaloids. Through gene complementation of a natural lolO mutant and comparison of LOL clusters in strains with different loline alkaloid profiles, I found that lolO, predicted to encode a 2-oxoglutarate-dependent nonheme iron (2OG/Fe) dioxygenase, is required in formation of the ether bridge. Through application of isotopically labeled compound to Epichloë uncinata culture, I established that exo-1-acetamidopyrrolizidine (AcAP) and N-acetylnorloline (NANL) are true pathway intermediates. Application of AcAP to yeast expressing lolO resulted in production of NANL, establishing that LolO is sufficient to catalyze this unusual oxygenation reaction. After ether formation, modifications on the 1-amino group give loline, N-methylloline (NML), N-formylloline (NFL) and N-acetylloline (NAL). A double knockout of lolN, predicted to encode an acetamidase, and lolM, predicted to encode a methyltransferase, produced only NANL. Complementation of the double knockout with wild-type lolN and lolM restored the loline alkaloid profile. These results indicate that LolN is involved in deacetylating NANL to produce norloline, which is then modified to form the other lolines. Crude protein extract of a yeast transformant expressing LolM converted norloline to loline and NML, and loline to NML, supporting the hypothesis that LolM functions as a methyltransferase in the loline-alkaloid biosynthesis pathway. The alkaloid NAL was observed in some but not all plants symbiotic with Epichloë siegelii, and when provided with exogenous loline, asymbiotic meadow fescue (Lolium pratense) plants produced N-acetylloline (NAL), indicating that a plant acetyltransferase converts loline to NAL. I further analyzed the basis for loline alkaloid diversity by comparing the LOL clusters in the Epichloë and Atkinsonella species with different loline alkaloid profiles, and found that LOL clusters changed position, orientation and gene content over their evolutionary history. Frequent, independent losses of some or all late pathway genes, lolO, lolN, lolM and lolP, resulted in diverse loline alkaloid profiles. In addition, phylogenetic analyses demonstrated transspecies polymorphism of the LOL clusters. Based on my findings, I established that in Epichloë and Atkinsonella species the ether bridge is formed on acetamidopyrrolizidine. My study of the loline alkaloid profile of Adenocarpus decorticans (Fabaceae) suggests that these plants probably use a similar strategy at least with respect to ether-bridge formation. Further diversification steps of loline alkaloids in grass-Clavicipitaceae symbiota are carried out by enzymes of both Epichloë species and the host plant. Finally, I present evidence that LOL clusters have evolved by balancing selection for chemical diversity.

Michal, Vojtěch: STUDY OF BIOLOGICAL ACTIVITY OF ISOLATED ALKALOIDS FROM ARGEMONE GRANDIFLORA (PAPAVERACEAE) II. Diploma thesis 2015. Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Department of Pharmaceutical Botany and Ecology. Supervisor: PharmDr. Jakub Chlebek, PhD. Key words: Argemone grandiflora Sweet, Papaveraceae, alkaloids, isolation, acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase, prolyloligopeptidase, Alzheimerʼs disease, in vitro assay. Diethylether alkaloid extract obtained from stem and roots of Argemone grandiflora Sweet was chromatografically analyzed. Using common chromatografic methods, three alkaloids were isolated in clean form. These substances were identified as allocryptopine, (-)-munitagine and (-)-norargemonine by structural analysis (MS, NMR). These obtained alkaloids were tested for their inhibitory activity against human erythrocyte acetylcholinesterase (AChE) and human plasma butyrylcholinestrase (BuChE) by Ellman's method. The results were represented as IC50 values (allocryptopine: IC50 AChE = 250,0 ± 2,52 μM, IC50 BuChE = 530 ± 28,2 μM; (-)-munitagine: IC50 AChE = 62,29 ± 5,81 μM, IC50 BuChE = 837,4 ± 23,03 μM; (-)-norargemonine: IC50 AChE = 205,17 ± 11,6 μM, IC50 BuChE = 4158,20 ± 495,78 μM). Inhibition against prolyloligopeptidase was tested for...

O gênero Psychotria destaca-se na família RUBIACEAE pela produção de alcalóides bioativos e por sua taxonomia complexa, sendo muitas vezes relacionado aos gêneros Palicourea, Cephaelis, Calycodendron e Calycosia. A divisão de Psychotria nos subgêneros Psychotria, Tetramerae e Heteropsychotria foi proposta com o objetivo de auxiliar a classificação quimiotaxonômica do gênero. Estudos demonstram que o subgênero Psychotria (espécies pantropicais) produz alcalóides poliméricos, formados por duas ou mais unidades de triptamina; enquanto o subgênero Heteropsychotria parece estar envolvido com a produção de alcalóides indol monoterpênicos, de acordo com pesquisas realizadas com diferentes espécies coletadas no Sul do Brasil. O isolamento e purificação dos alcalóides estrictosamida, ácido estrictosidínico e miriantosina, a partir de Psychotria myriantha, corroboram com esta hipótese, permitindo a inclusão da espécie no subgênero Heteropsychotria. A literatura descreve várias atividades para extratos e alcalóides isolados de espécies de Psychotria, como antimicrobiana e analgésica, por exemplo. Neste trabalho, o extrato n-butanólico de alcalóides de P. myriantha, além de seus alcalóides isolados, apresentaram atividade inibidora da migração de leucócitos, sugerindo um efeito antiinflamatório, e capacidade de inibir a ação da enzima acetilcolinesterase. Extratos e alcalóides isolados da espécie foram avaliados quanto à atividade antioxidante em CCD, frente ao DPPH, apresentando resultado negativo. O extrato EBA e o alcalóide ácido estrictosidínico aumentaram o tempo de latência no teste da retirada da cauda frente ao estímulo térmico, indicando uma atividade analgésica do tipo opióide. A influência do ácido estrictosidínico, alcalóide isolado em maior quantidade em massa, sobre os níveis de DA, DOPAC, 3-MT, HVA, 5-HT e 5-HIAA em estruturas cerebrais de ratos foi verificada. Hipocampos de animais que receberam injeção intra-hipocampal bilateral de ácido estrictosidínico (20 μg/μL) apresentaram redução de 83,4 % nos níveis de serotonina, em comparação ao grupo controle, enquanto os córtices desses animais apresentaram redução nos níveis de DOPAC (35,9%), 3-MT (24,7%) e 5-HIAA (9%). Hipocampos e estriados de ratos tratados com injeção i.p. de ácido estrictosidínico (10 mg/kg) demonstraram diminuição de 63,4 e 28,7% nos níveis de 5-HT, respectivamente. As alterações nos níveis de aminas biogênicas nas estruturas avaliadas, além das atividades analgésica e inibidora da acetilcolinesterase, indicam que P. myriantha e espécies do subgênero Heteropsychotria constituem uma potencial fonte de substâncias bioativas no tratamento de distúrbios do sistema nervoso central. / Psychotria genus is an important in RUBIACEAE due to bioactive alkaloids production and complex taxonomy, being related to Palicourea, Cephaelis, Calycodendron and Calycosia genera. The division of Psychotria in Psychotria, Tetramerae and Heteropsychotria subgenera was proposed with the aim of aiding the genus chemotaxonomic classification. Studies demonstrate that Psychotria subgenus produce polyindoline alkaloids formed by two or more triptamine units; whereas Heteropsychotria subgenus seems to be involved with indole monoterpene alkaloids production, according to researches with different species collected in Southern Brazil. Isolation and purification of strictosamide, strictosidinic acid and miriantosine from Psychotria myriantha corroborated this hypothesis, allowing its inclusion into Heteropsychotria subgenus. The scientific literature describes several activities to Psychotria extracts and alkaloids, such as antimicrobial and analgesic, for example. In this work, P. myriantha n-butanolic alkaloid extract and isolated compounds inhibited the leukocyte migration, suggesting an antiinflammatory activity, and a weak ability to inhibit the action of acetylcholinesterase enzyme. Alkaloids and extracts from P. myriantha were evaluated as regards their antioxidant activity using DPPH, with no positive results. EBA and strictosidinic acid increased the latency in the tail flick model, indicating an opioid analgesic activity. The influence of strictosidinic acid on the levels of DA, DOPAC, 3-MT, HVA, 5-HT and 5-HIAA in brain structures of rats was verified. Hippocampus with intra-hippocampal injection of strictosidinic acid (20 μg/μL) displayed a decrease of 83.4% in serotonin levels, in comparison with control group; whereas the cortex showed a decrease in the levels of DOPAC (35.9%), 3-MT (24.7%) and 5-HIAA (9%). Hippocampus and striatum that received intraperitoneal injection of strictosidinic acid (10 mg/kg) showed 5-HT levels reduction of 63.4 e 28.7%, respectively. The biogenic amine levels alterations in the studied structures, associated with the analgesic and acetylcholinesterase inhibitor activities, suggest that P. myriantha and species from the Heteropsychotria subgenus constitute a font of bioactive compounds in the treatment of central nervous system disturbs.

Neste trabalho são apresentados os ensaios realizados para a caracterização da cultura de Rauvolfia sellowii Müll. Arg. (Apocynaceae). Foram determinados os parâmetros: pH, peso fresco, peso seco, produção de alcalóides, e consumo de açúcares. A curva de crescimento foi similar às observadas para as culturas de células de outras espécies, estendendo-se até o dia 14. As culturas de R. sellowii não converteram a sacarose em glicose e frutose no meio de cultura. A sacarose foi absorvida diretamente do meio. A absorção completou-se no dia 22. Não houve mudança significativa no pH do meio durante o desenvolvimento celular. A vomilenina foi identificada como o alcalóide majoritário. As alterações na produção deste alcalóide foram avaliadas pela modificações nas condições de cultivo, supressão de auxinas, aumento da concentração de sacarose e mio-inositol, adição de extrato de levedura (eliciador biótico), e adição dos precursores triptofano e triptamina. Em todos os casos houve a supressão da produção de vomilenina. Com exceção da adição de precursores, os tratamentos provocaram o acúmulo de substâncias desconhecidas, possivelmente outros alcalóides. / This work aimed to characterize the growth parameters of a Rauvolfia sellowii Müll. Arg. (Apocynaceae) cell suspension culture. The parameters analyzed were pH variation, biomass accumulation (fresh weight and dry weight), production of alkaloids and sugars uptake. The growth curve was similar to that observed for other plant cells, the culture cycle lasted for 14 days. R. sellowii cultures did not converted sucrose into glucose and fructose in the culture medium. Sucrose was directly taken up from the medium. The complete uptake occurred at day 22. There were no significant changes in the medium pH during the cell development. The major alkaloid accumulated in the cultures was characterized as the vomilenine. The regulation of vomilenine production was also evaluated by changing the culture conditions: depletion of auxins, increase of sucrose and myo-inositol concentration, addition elicitor (yeast extract) and precursor feeding (tryptophan and tryptamine). In all the conditions tested, vomilenine production was suppressed. Moreover, with the exception of precursor feeding, all treatments caused the accumulation of unknown substances, possibly alkaloids.

O gênero Psychotria destaca-se na família RUBIACEAE pela produção de alcalóides bioativos e por sua taxonomia complexa, sendo muitas vezes relacionado aos gêneros Palicourea, Cephaelis, Calycodendron e Calycosia. A divisão de Psychotria nos subgêneros Psychotria, Tetramerae e Heteropsychotria foi proposta com o objetivo de auxiliar a classificação quimiotaxonômica do gênero. Estudos demonstram que o subgênero Psychotria (espécies pantropicais) produz alcalóides poliméricos, formados por duas ou mais unidades de triptamina; enquanto o subgênero Heteropsychotria parece estar envolvido com a produção de alcalóides indol monoterpênicos, de acordo com pesquisas realizadas com diferentes espécies coletadas no Sul do Brasil. O isolamento e purificação dos alcalóides estrictosamida, ácido estrictosidínico e miriantosina, a partir de Psychotria myriantha, corroboram com esta hipótese, permitindo a inclusão da espécie no subgênero Heteropsychotria. A literatura descreve várias atividades para extratos e alcalóides isolados de espécies de Psychotria, como antimicrobiana e analgésica, por exemplo. Neste trabalho, o extrato n-butanólico de alcalóides de P. myriantha, além de seus alcalóides isolados, apresentaram atividade inibidora da migração de leucócitos, sugerindo um efeito antiinflamatório, e capacidade de inibir a ação da enzima acetilcolinesterase. Extratos e alcalóides isolados da espécie foram avaliados quanto à atividade antioxidante em CCD, frente ao DPPH, apresentando resultado negativo. O extrato EBA e o alcalóide ácido estrictosidínico aumentaram o tempo de latência no teste da retirada da cauda frente ao estímulo térmico, indicando uma atividade analgésica do tipo opióide. A influência do ácido estrictosidínico, alcalóide isolado em maior quantidade em massa, sobre os níveis de DA, DOPAC, 3-MT, HVA, 5-HT e 5-HIAA em estruturas cerebrais de ratos foi verificada. Hipocampos de animais que receberam injeção intra-hipocampal bilateral de ácido estrictosidínico (20 μg/μL) apresentaram redução de 83,4 % nos níveis de serotonina, em comparação ao grupo controle, enquanto os córtices desses animais apresentaram redução nos níveis de DOPAC (35,9%), 3-MT (24,7%) e 5-HIAA (9%). Hipocampos e estriados de ratos tratados com injeção i.p. de ácido estrictosidínico (10 mg/kg) demonstraram diminuição de 63,4 e 28,7% nos níveis de 5-HT, respectivamente. As alterações nos níveis de aminas biogênicas nas estruturas avaliadas, além das atividades analgésica e inibidora da acetilcolinesterase, indicam que P. myriantha e espécies do subgênero Heteropsychotria constituem uma potencial fonte de substâncias bioativas no tratamento de distúrbios do sistema nervoso central. / Psychotria genus is an important in RUBIACEAE due to bioactive alkaloids production and complex taxonomy, being related to Palicourea, Cephaelis, Calycodendron and Calycosia genera. The division of Psychotria in Psychotria, Tetramerae and Heteropsychotria subgenera was proposed with the aim of aiding the genus chemotaxonomic classification. Studies demonstrate that Psychotria subgenus produce polyindoline alkaloids formed by two or more triptamine units; whereas Heteropsychotria subgenus seems to be involved with indole monoterpene alkaloids production, according to researches with different species collected in Southern Brazil. Isolation and purification of strictosamide, strictosidinic acid and miriantosine from Psychotria myriantha corroborated this hypothesis, allowing its inclusion into Heteropsychotria subgenus. The scientific literature describes several activities to Psychotria extracts and alkaloids, such as antimicrobial and analgesic, for example. In this work, P. myriantha n-butanolic alkaloid extract and isolated compounds inhibited the leukocyte migration, suggesting an antiinflammatory activity, and a weak ability to inhibit the action of acetylcholinesterase enzyme. Alkaloids and extracts from P. myriantha were evaluated as regards their antioxidant activity using DPPH, with no positive results. EBA and strictosidinic acid increased the latency in the tail flick model, indicating an opioid analgesic activity. The influence of strictosidinic acid on the levels of DA, DOPAC, 3-MT, HVA, 5-HT and 5-HIAA in brain structures of rats was verified. Hippocampus with intra-hippocampal injection of strictosidinic acid (20 μg/μL) displayed a decrease of 83.4% in serotonin levels, in comparison with control group; whereas the cortex showed a decrease in the levels of DOPAC (35.9%), 3-MT (24.7%) and 5-HIAA (9%). Hippocampus and striatum that received intraperitoneal injection of strictosidinic acid (10 mg/kg) showed 5-HT levels reduction of 63.4 e 28.7%, respectively. The biogenic amine levels alterations in the studied structures, associated with the analgesic and acetylcholinesterase inhibitor activities, suggest that P. myriantha and species from the Heteropsychotria subgenus constitute a font of bioactive compounds in the treatment of central nervous system disturbs.

Uncaria tomentosa (Willd) DC. é uma liana tropical nativa da Amazônia brasileira e peruana. A espécie é reconhecida pelas suas propriedades antiinflamatória imunoestimulante, antiviral e antitumoral, geralmente atribuídas aos polifenóis e, principalmente, à fração de alcaloides oxindólicos pentacíclicos. No âmbito tecnológico, visando o desenvolvimento de produtos derivados com maior valor agregado, são poucos os subsídios encontrados na literatura científica, afora alguns relatos atrelados a patentes e registros de produtos. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou a obtenção e caracterização de frações enriquecidas de alcaloides, saponinas e polifenóis a partir das cascas de U. tomentosa, mediante o emprego de técnicas de separação em fase sólida e de métodos analíticos validados. A matéria prima foi extraída por maceração em EtOH a 40%, por quatro dias. Depois de filtrado e concentrado, o extrato bruto foi liofilizado (EBL). Para fins analíticos, o EBL foi reconstituído em EtOH a 40% e caracterizado quanto a presença de alcaloides oxindólicos, saponinas triterpênicas e polifenóis. Os quatro principais picos relativos aos alcaloides oxindólicos presentes no EBL foram quantificados por CLAE-UV e o teor total, expresso em mitrafilina, foi de 1,48 g%. Os principais picos atribuídos às saponinas foram analisados por CLAE-DAD e o teor total, expresso em α-hederina, foi de 18,37 g%. O teor de polifenóis totais, determinado pelo método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, foi estimado em 31,93 g%. Para a separação da fração polifenólica, o emprego de PVPP mostrou ser mais eficiente do que bentonita, carvão ativado ou caseína. A fração enriquecida de alcaloides oxindólicos foi obtida por separação em resina fortemente aniônica. O teor de alcaloides totais corresponde por cerca de 90% (m/m) desta fração. A fração de saponinas triterpênicas foi obtida mediante separação em resina fortemente catiônica, com teor aproximado de 78% (m/m), considerando o somatório das áreas dos picos de interesse. A proposta de uma técnica comparativa, fazendo uso de resina hidrofóbica, resultou em uma fração saponosídica enriquecida com um rendimento superior, porém com um menor teor de saponinas totais, em torno de 75% (m/m). / Uncaria tomentosa is a tropical liana native form Brazilian and Peruvian rain forests. The specie is recognized by its immune stimulant, anti-viral, anti- inflammatory and anti-cancer properties often attributed to the polyphenolic fraction and manly to the peculiar pentaciclic oxindole alkaloidal fraction. On the technological field, aiming the transformation of the raw material into standardized and high aggregate value products a few efforts can be encountered in the literature, excepting a couple of patents and product registration related information. In this context the present work aimed to the obtainment and characterization of enriched fractions of alkaloids, saponins and polyphenols from the stem barks of U. tomentosa, through solid phase separations techniques and validated analytical methods. The raw material extraction was extracted by a four days maceration in a 40% hydroethanolic solution. After the filtration and concentration, the crude extract was lyophilized (EBL). For analytical purposes the EBL was resuspended in a 40% hydroethanolic solution and characterized for the presence of oxindole alkaloids, triterpenic saponins and polyphenols. The four main peaks attributed to the oxindole alkaloids in EBL were quantified by UV-HPLC and the total content, expressed as mitraphiline, was about 1.48 g%. The main peaks attributed to the saponins were analysed by DAD-HPLC and the total content, expressed as α-hederin, was about 18.37 g%. The total polyphenolic content, determined by the Folin-Ciocalteu colorimetric assay, was estimated at 31.93 g%. For the polyphenols separation the use of PVPP showed to be more efficient than bentonite, active carbon or casein treatment. The enriched fractions of the oxindole alkaloids was obtained through a strongly anionic resin separation. The total alkaloid content of this fraction was about 90% (w/w). The saponin enriched fraction was obtained through a strongly cationic resin separation and the total saponin content was about 78% (w/w). The suggestion of a comparative technique employing a hydrophobic resin resulted on a saponosidic enriched fraction with higher yield but a lower saponin content of about 75% (w/w).

A avaliação química das folhas de Psychotria umbellata levou a identificação de quatro alcalóides pertencente ao grupo dos indol monoterpenos glicosilados, sendo psicolatina a substância majoritária. Em estudos subseqüentes, psicolatina apresentou importantes efeitos farmacológicos provavelmente relacionados com a modulação de receptores opióides, serotonérgicos 5-HT2A/C e glutamatérgicos NMDA. Assim, considerando-se a relevância das atividades biológicas descritas para psicolatina e a necessidade do estabelecimento inequívoco das características estruturais e conformacionais de compostos farmacologicamente ativos, os objetivos principais deste trabalho foram a caracterização conformacional de psicolatina e a avaliação do efeito de tratamento agudo e sub-crônico com este composto sobre os níveis de aminoácidos excitatórios e inibitórios e regiões cerebrais de roedores. A avaliação conformacional de psicolatina permitiu a caracterização de quatro confôrmeros caracterizados como mínimos de energia: 1EaCc, 1EaCd, 1EbCc e 1EbCd. As constantes de acoplamento teóricas (3JH,H) calculadas para esses confôrmeros apresentaram boa correlação com os dados experimentais de RMN, sendo que os melhores resultados foram observados para as conformações obtidas por RM1. Não foram verificadas diferenças significativas nos níveis de aminoácidos excitatórios e inibitórios em hipocampos de camundongos e ratos submetidos a tratamento agudo com psicolatina 7,5 mg/kg. No entanto, nos córtices pré-frontais dos roedores submetidos a tratamento agudo foram verificados aumentos estatisticamente significativos nos níveis dos aminoácidos excitatórios e de glutamina. Os camundongos submetidos ao tratamento agudo apresentaram elevações de 42,46 %, 50,93 % e 35,18 % nos níveis de aspartato, glutamato e glutamina, respectivamente. Os ratos submetidos ao mesmo esquema de tratamento, por sua vez, apresentaram aumentos de 43,36 % e de 57,11% nas concentrações de glutamato e glutamina. Assim como observado para o tratamento agudo, o tratamento sub-crônico com psicolatina por um período de 18 dias não provocou alterações significativas nos níveis de aminoácidos excitatórios e inibitórios em hipocampos de camundongos. Em córtices préfrontais, porém, os animais tratados com psicolatina apresentaram diminuição de 28,86 % nos níveis de glutamina. O presente estudo, corroborando dados anteriores sugere que psicolatina administrada por via intraperitoneal apresenta ação sobre o sistema nervoso central, uma vez que provocou alterações no perfil de aminoácidos excitatórios em córtex pré-frontal. / Phytochemical analyses of Psychotria umbellata leaves identified the presence of four monoterpene indole alkaloids, being psychollatine the main compound. In subsequent pharmacological investigations, psychollatine showed some important biological activities, including analgesic, anxiolytic, antidepressive and amnesic effects in mice models. These data indicate that this compound is able to modulate different neurotransmitter systems, including opioid, 5-HT2A/C and NMDA receptors. This way, considering the relevance of the pharmacological activities showed by psychollatine and the necessity of the unequivocally determination of the conformational and structural features of biologically actives compounds, the goals of this work were the conformational characterization of psychollatine and the evaluation of acute and chronic treatment with this compound on the excitatory and inhibitory amino acids levels in hippocampus and prefrontal cortex of rodents. From the conformational analyses, four minimum energy conformations were evaluates for psychollatine: 1EaCc, 1EaCd, 1EbCc e 1EbCd. The theoretical coupling constants calculated for all these conformers (3JH,H) presented a good agreement with the experimental data, mainly for the conformations obtained by RM1. No significant differences were observed on the excitatory and inhibitory amino acids levels in hippocampus of mice and rats submitted to acute treatment with psychollatine 7.5 mg/kg. Nevertheless, in prefrontal cortex of rodents submitted to acute treatment with this compound were observed increases on the excitatory amino acids and glutamine levels. Mice submitted to acute treatment with these alkaloid presented increases of 42.46 %, 50.93 % and 35.18 % on the aspartate, glutamate and glutamine levels, respectively, and rats submitted to acute treatment presented increases of 43.36 % and 57.11% on the glutamate and glutamine levels, respectively. Such as verified for the acute treatment, the chronic treatment with psychollatine 7.5 mg/kg, during 18 days, did not cause significant alterations on the excitatory and inhibitory amino acids levels in mice hippocampus. However, significant decrease on the glutamine levels (28.86 %) was observed in the prefrontal cortex of mice treated with this alkaloid during 18 days. The present work, supporting previous data, suggests that psychollatine presents effects on the central nervous system (CNS), since this compound caused alterations on the amino acids levels on prefrontal cortex.

Cleome dendroides é uma espécie endêmica da Mata Atlântica dos estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo, bioma alterado por intensa atividade antrópica, o que constitui uma ameaça à preservação de suas populações. Não existem estudos dos pontos de vista fisiológico, biotecnológico, fitoquímico ou farmacológico sobre a espécie. Considerando-se o perfil fitoquímico e o potencial medicinal do gênero, torna-se relevante definirem-se protocolos para a produção de plantas e metabólitos de C. dendroides utilizando diferentes sistemas de cultivo in vitro. No presente trabalho, foram realizados estudos sobre a germinação in vivo da espécie, avaliando-se a influência do substrato, temperatura e luz. Não se observou qualquer tipo de dormência, sendo as temperaturas de 20, 25 e 20-30C, em areia ou vermiculita, apropriadas para a germinação in vivo. Definiu-se também uma metodologia eficiente de germinação sob condições in vitro, e as plântulas obtidas foram utilizadas como fonte de explantes para os estudos de propagação in vitro. A resposta morfogênica foi avaliada considerando-se a origem e tipo do explante, tipos e concentrações de reguladores de crescimento e número de subculturas. A metodologia empregada mostrou-se eficiente para a produção de brotos e manutenção de estoques de plantas in vitro que serviram como fonte de explantes. A melhor condição para a propagação in vitro foi definida em meio solidificado contendo BA, independentemente do tipo de explante e da origem. Os brotos obtidos foram alongados, enraizados e aclimatizados. Também foi estabelecida a cultura de raízes e a regeneração de brotos a partir destas culturas. Avaliou-se o efeito da origem do explante, assim como dos tipos e concentrações de fitorreguladores sobre a proliferação de raízes e a regeneração de brotos. O fitorregulador AIB propiciou maior multiplicação das raízes, enquanto BA mostrou-se eficiente na regeneração de brotos a partir das raízes recém-formadas. Foi estabelecido ainda um protocolo de cultura de calos e de suspensões celulares. Avaliou-se o efeito da origem e do tipo de explante, dos tipos e das concentrações de fitorreguladores sobre a calogênese. A combinação de PIC com KIN foi a mais eficiente para a indução de calos em explantes de plântulas obtidas a partir de germinação in vitro, produzindo calos que foram mantidos por pelo menos dois anos. As suspensões celulares também foram estabelecidas em meio contendo PIC + KIN, mantendo uma produção de biomassa de cerca de cinco vezes o peso fresco inicial por três sucessivas subculturas. Análises histoquímicas e fitoquímicas revelaram a presença de alcaloides nos calos e nas suspensões celulares. Foram realizadas análises fitoquímicas de plantas de campo, plantas aclimatizadas, plantas mantidas em estoque in vitro e culturas de raízes, as quais indicaram a presença de derivados de glicosinolatos. Os resultados demonstraram a viabilidade de produção de material vegetal de C. dendroides por meio de métodos biotecnológicos e a produção in vitro de metabólitos de importância medicinal / Cleome dendroides is an endemic species of the Atlantic Forest of Rio de Janeiro and Espírito Santo states, biome changed by intense human activities that threaten its populations. There are no physiological, biotechnological, phytochemical or pharmacological studies of this specie. Considering the phytochemical profile and the medical potential of the genus, it becomes relevant to establish protocols for the production of plants and metabolites of C. dendroides using different in vitro culture systems. In this work, studies were performed on the in vivo germination of the species evaluating the influence of the substrate, temperature and light. There was no dormancy, and germination was achieved at 20, 25 and 20-30C, on sand or vermiculite substrates. An efficient methodology of germination under in vitro conditions was defined by comparing the different stages of post-seminal development with seedlings from germination under in vivo conditions. The plantlets obtained from the in vitro germination were used as a source of explants for in vitro propagation system. The morphogenic response was evaluated considering the source and type of explant, types and concentrations of growth regulators and number of subcultures. The methodology was efficient for the production of shoots and maintenance of in vitro plants. The best condition for in vitro propagation was using solidified medium supplemented with BA, regardless of the tested explants. The shoots were efficiently elongated, rooted and acclimatized. It was also established an efficient protocol for root culture and shoots regeneration from these cultures. The effect of source of explant, the types and growth regulator concentrations on the proliferation of roots and shoot regeneration was evaluated. IBA provided higher multiplication rates of the roots, whereas BA was effective in the regeneration of shoots from the newly formed roots. A protocol of callus culture and cell suspension culture was established. The effect of the origin and type of explant, the types and concentrations of growth regulators on callus formation was evaluated. PIC + KIN was the most efficient combination for callus induction from explants derived from in vitro germinated seedlings. Callus cultures were maitained for at least two years. Cell suspension cultures were established with the same combination of growth regulators (PIC + KIN), maintaining a biomass of about five times the initial fresh weight of three successive subcultures. Histochemical and phytochemical analysis revealed the presence of alkaloids in callus and suspension cell cultures. Phytochemical analyses of field plants, acclimatization in vitro plant and culture roots were performed, which indicated the presence of glucosinolate derivatives. The results demonstrated the possibility of producing medicinal important metabolites from C. dendroides by biotechnological methods