A subtribo Lychnophorinae ocorre na região do Cerrado do Brasil e contém cerca de 120 espécies. Recentemente, a filogenia da subtribo Lychnophorinae, baseada em sequências de DNA e dados morfológicos foi capaz de fornecer novas informações sobre a subtribo e seus gêneros. Além disso, o Cerrado brasileiro possivelmente abriga uma parcela considerável da entomofauna neotropical. Os objetivos gerais deste projeto de pesquisa são obter perfis metabólicos de plantas da subtribo Lychnophorinae e utilizá-los como ferramenta quimiotaxonômica para auxiliar na resolução da classificação taxonômica dessa subtribo e ainda, obter perfis metabólicos de insetos que se alimentem dessas plantas, visando a identificação de possíveis interações inseto-planta. Foram analisadas 78 espécies de plantas por GC-MS e UHPLC-UV(DAD)-MS(ESI-Orbitrap) nos modos positivo e negativo de ionização. As coletas de insetos foram feitas em intervalos trimestrais e, em seguida, esses insetos foram analisados utilizando a mesma metodologia analítica das plantas. As \"impressões digitais\" metabólicas das plantas e dos insetos foram precessadas no MetAlignTM e no MSClust, e as matrizes geradas foram submetidas a análises multivariadas no SIMCA. As plantas foram submetidas a análise de componentes principais (PCA), análise de cluster hierárquico (HCA) e análise discriminante ortogonal por mínimos quadrados parciais (OPLS-DA), entretanto os insetos, juntamente com suas plantas hospedeiras, foram analisados por PCA com o intuito de determinar a correlação entre seus metabólitos secundários. Os resultados das análises metabolômicas apresentaram proximidade com a filogenia principalmente para os dois maiors gêneros, Eremanthus e Lychnophora, analisados separadamente. Portanto, os resultados sugerem que os dados gerados a partir das análises metabolômicas podem ser utilizados em estudos quimiotaxonômicos da subtribo Lychnophorinae, sobretudo como dados primários para a reconstrução filogenética de gêneros. No que diz respeito às análises de possíveis interações inseto-planta, foi possível observar que alguns espécimens apresentaram correlação significativa com as plantas hospedeiras, evidenciando que a abordagem metabolômica pode ser utilizada como ferramenta na investigação de interações inseto-planta. Nestas amostras, pôde-se observar a presença de triterpenos, flavonoides e lactonas sesquiterpênicas adquiridas nas plantas por meio da herbivoria. / The subtribe Lychnophorinae occurs in the Cerrado domain of the Brazilian Central Plateau. The relationships among its recognized genera, as well as the relationships between Lychnophorinae and other subtribes belonging in tribe Vernonieae have been recently investigated upon a phylogeny based on molecular and morphological data. In addition, a preliminar overview of insect diversity in Brazilian Cerrado suggests that it may harbor a considerable fraction of the neotropical. We here report the use of a comprehensive untargeted metabolomics approach, combining LC-MS and GC-MS data together, followed by multivariate analyses aiming to assess the congruence between metabolomics data and the phylogenetic hypothesis, as well as its potential as a chemotaxonomic tool. Also we report the use of untargeted metabolomics approach aiming to assess insect-plant interactions. We analyzed 78 species by GC-MS and LC-MS in both positive and negative ionization modes. The metabolic profiles obtained for these species were treated in MetAlign and in MSClust and the matrices generated were combined and used in SIMCA for hierarchical cluster analyses (HCA), principal component analyses (PCA) and orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA). The insects were collected quarterly and analyzed by the same analytical methods as plants. Results show that metabolomics analyses are mostly congruent with the phylogenetic hypothesis especially at lower taxonomic levels. Therefore, our results suggest that data generated by metabolomics approaches provide valuable evidence for chemotaxonomical studies of Lychnophorinae subtribe, in particular as primary data for phylogenetic reconstruction of lineages as genera. Regarding to insects, it was possible to observe significative correlations between some insects and their host plants. In these samples, were able to identify triterpenes, flavonoids and sesquiterpene lactones.

A presente tese relata o estudo químico de duas espécies vegetais pertencentes à família Asteraceae: Mikania sp. nov; e Wunderlichia crulsiana. Da espécie Mikania sp. nov. foram estudados os extratos diclorometânicos das folhas e dos galhos, tendo sido isolados e identificados sete ácidos diterpênicos; dos óleos voláteis das folhas e dos galhos foram identificadas vinte substâncias entre monoterpenos e sesquiterpenos. Da espécie Wunderlichia crulsiana foram estudados os extratos diclorometânicos das flores e dos galhos. Das flores foram isolados e identificados palmitatos e acetatos de triterpenoílas. Dos galhos foram isolados e identificados acetatos de triterpenoílas e triterpenonas e identificados por CG triterpenóis acetilados e palmitatos de triterpenoílas hidrolisados e posteriormente acetilados. Deste extrato foram também isolados e identificados três lactonas sesquiterpênicas e um sesquiterpeno. A identificação das substâncias foi realizada através de RMN de 1H, de 13C (BBD e DEPT 135º), CG/EM e co-injeção de padrões. Os extratos brutos de ambas as plantas apresentaram discreta atividade, quando submetidos a um ensaio antifúngico. As frações, contendo os triterpenóis, acetatos e palmitatos de triterpenoflas e as lactonas sesquiterpênicas, foram testadas quanto à atividade anti-infíamatória mostrando-se bastante ativas. Tanto os extratos brutos quanto as fraqões supracitadas não se mostraram ativos em um ensaio antitumoral. Estes resultados indicam a seletividade da atividade dos extratos e frações, possivelmente não contendo substâncias citotóxicas. / This work describes the chemical study of two plants which belong to the family Asteraceae: Mikania sp. nov. and Wunderlichia crulsiana. The dichlorometane extracts from leaves and stems of Mikania sp. nov. we studied and seven diterpenic acids were isolated and identified. The volatile oil from leaves and stems of this plant were also studied and twenty substances among monoterpenes and sesquiterpenes were identified. From Wunderlichia crulsiana we analysed the dichlorometane extracts from flowers and stems. From flowers we isolated and identified triterpenes esterified with palmitic acid and acetic acid. From stems we isolated and identified triterpenes esterified with acetic acid and 3-oxo-triterpenes. By GC, we identified hydroxylated triterpenes that were acetylated, and triterpenes esterified with palmitic acid that were hydrolysed and acetylated. From stems we also isolated and identified three sesquiterpene lactones and a sesquiterpene. The compounds were identified by PMR, CMR (BBD and DEIT 135º), GC/MS and co-injection with authentic samples The extracts of both plants showed low activity when submitted to bioassay with Cladosporium sphaerospermum. The fractions which contain the hydroxylated triterpenes, triterpenes esterified with acetic and palmitic acids and sesquiterpene lactones were submitted to anti-inflammatory bioassay and showed 42%, 29%, 29% and 47% of activity, respectively. The above mentioned extracts and the fractions did not show significant activity on the Saccharomyces cerevisae bioassay, so there were not citotoxic substances in them.

Le syndrome métabolique comme le diabète de type 2 sont des pathologies chroniques souvent étroitement liées. Le syndrome métabolique via des dysfonctionnements physiologiques qui s'auto-entretiennent et s'amplifient conduira au diabète de type 2. Les dysfonctionnement majeurs sont l'obésité abdominale, l'inflammation et le stress oxydant tissulaire et enfin l'insulino-résistance des tissus sensibles à l'insuline. Il convient donc de lutter efficacement contre ces dysfonctionnements afin de lutter contre ces pathologies chroniques. Les travaux de l'équipe dans laquelle j'ai effectué ma thèse ont permis de mettre en évidence les effets pléiotropes de substances de la famille des dérivés caffeoyls. Ces dérivés largement reconnus comme substances antioxydantes ont des effets insulino-sensibilisants (augmentent le captage de glucose sous stimulus insulinique) et aussi insulino-stimulants (augmentent la capacité sécrétrice de la cellule -pancréatique). Les plantes qui produisent ces dérivés caffoyls sont donc des sources intéressantes de nouveaux aliments santé, d'allégations ou encore de boissons infusées aptes à lutter contre le syndrome métabolique. Les Astéracées semblent disposer de ces substances bénéfiques.Durant ma thèse, j'ai pu montré l'effet antidiabétique d'un extrait de racine de chicorée sauvage (NCRAE), riche en acide chicorique (CRA) et en dérivés caffeoyl-quinic acides (CQAs). L'analyse de l'extrait par LC-MS a permis de déterminer le ratio CRA/CQAs de 70/30. Nous avons montré qu'un mélange d'acide chicorique et d'acide chlorogénique (70/30) mime l' effet antidiabétique de NCRAE. Nous démontrons pour la première fois le bénéfice antidiabétique d'un mélange de dérivés caffeoylsDe nombreuses Astéracées produisent des mélanges divers de dérivés caffeoyls. Afin de mieux comprendre les effets de mélanges caffeoyls nous avons décidé de réaliser une évaluation des effets biologiques in vitro d'extraits riches en caffeoyls issus de dix Astéracées. Nous voulons ensuite réaliser une analyse corrélative entre leurs contenus et leurs effets. L'analyse LC-MS est en cours actuellement.Enfin, deux plantes exotiques (du Congo Kinshasa) bien connues pour leur vertu antidiabétique par les tradipraticiens ont été étudiées. Bien que faisant parties d'autres familles botaniques, celles-ci contiennent également des dérivés caffeoyls. Il était donc intéressant d'appliquer nos critères d'évaluation in vitro du potentiel antidiabétique d'une plante afin d'envisager ou non l'implication des dérivés caffeoyls.Mon travail soutien l'usage en mélanges des dérivés caffoyls afin de lutter contre le syndrome métabolique et le diabète de type 2. / Metabolic syndrome and type 2 diabetes are considered as chronic pathologies. The metabolic syndrome via physiological dysfunctions that self-sustain and expand will lead to type 2 diabetes. The major dysfunctions are abdominal obesity, inflammation and tissue oxidative stress and finally tissue insulin resistance. insulin sensitive. It is therefore necessary to fight effectively against these dysfunctions in order to fight against these chronic pathologies. The work of the team in which I carried out my thesis made it possible to highlight the pleiotropic effects of substances of the family of caffeoyls derivatives. These derivatives widely recognized as antioxidant substances have insulin-sensitizing effects (increase glucose uptake insulin stimulus) and also insulin-stimulating (increase the insulin secretion capacity of the -pancreatic cell). The plants that produce these caffoyl derivatives are therefore interesting sources of new health foods, claims or beverages infused to oppose the metabolic syndrome. Asteraceae seem to have these beneficial substances.During my thesis, I was able to show the antidiabetic effect of wild chicory root extract (NCRAE), rich in chicoric acid (CRA) and caffeoyl-quinic acid derivatives (CQAs). Analysis of the extract by LC-MS determined the CRA / CQAs ratio of 70/30. We have shown that a mixture of chicoric acid and chlorogenic acid (70/30) mimics the antidiabetic effect of NCRAE. We demonstrate for the first time the antidiabetic benefit of a mixture of caffeoyl derivativesMany Asteraceae produce various mixtures of caffeoyl derivatives. In order to better understand the effects of caffeoyl mixtures, we decided to carry out an evaluation of the in vitro biological effects of caffeoyl rich extracts from ten Asteraceae. We then want to carry out a correlative analysis between their contents and their effects. LC-MS analysis is ongoing.Finally, two exotic plants (Congo Kinshasa) well known for their antidiabetic properties by traditional "healers" were studied. Although belonging to other botanical families, these also contain caffeoyl derivatives. It was therefore interesting to apply our criteria of in vitro evaluation of the antidiabetic potential of a plant in order to envisage or not the implication of the caffeoyls derivatives.My work supports the use in mixtures of caffoyl derivatives to fight against metabolic syndrome and type 2 diabetes.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCV07MA016.pdf: 7606800 bytes, checksum: cebb6e99fb969394bca2c51c907723d2 (MD5) Previous issue date: 2007-03-05 / The spontaneous and experimental poisoning by Eupatorium tremulum in cattle is described. Spontaneous cases were diagnosed in a herd of 19 cattle in the municipality of Lages, Santa Catarina, Brazil. Three out of hose 19 cattle were found dead after they were transferred to a pasture with abundant quantities of E. tremulum. Two of those were necropsied and several internal organs were sampled for histological examination. Green leaves of E. tremulum were force-fed orally to five calves as single doses varying from 23-32 g/kg /body weight. Three calves had clinical signs and two died. The main observed clinical signs included anorexia, apathy, lack of rumen movements, diarrhea and flabby abdominal wall. Gross changes were restricted to the fore stomachs and were identical to those observed in the cases of natural poisoning. There was a reddish heu to the serosal aspect of rumen and reticulum; the corneal layer of the internal lining of these organs was loosely attached to a markedly red mucosa. On histological examination of the rumen and reticulum from both spontaneous and experimental cases there were necrosis and vesicles formation in the epithelial covering; in some segments of the ruminal mucosa there was detachment of the epithelial covering and infiltration by neuthophils. The poisoning by E. tremulum has clinical course, gross lesions and histopathology very similar to those observed in the poisoning caused by the ingestion of the plants Baccharidastrum triplinervium, Baccharis coridifolia and Baccharis megapotamica var. weirii. The differential diagnosis between these four plant poisonings should include the presence of the plant and epidemiology. The diagnosis of the spontaneous cases in this study was confirmed by epidemiological data and experimental reproduction of characteristic gross lesions and histopathology / Descreve-se a intoxicação natural e experimental por Eupatorium tremulum em bovinos. Um surto de intoxicação espontânea por esta planta foi diagnosticado no município de Lages Santa Catarina. Em um lote de dezenove bovinos, três morreram após a transferência para uma invernada aonde havia grande quantidade de E. tremulum. Os animais foram encontrados mortos, e dois foram necropsiados e foram coletadas amostras de vísceras para exame histológico. Experimentalmente, folhas verdes de E. tremulum foram administradas a cinco bovinos, em doses únicas que variaram de 23 a 32 g/Kg de peso vivo. Destes, três adoeceram e dois morreram. Os principais sinais clínicos observados foram: anorexia, apatia, atonia ruminal, micção freqüente e em pequenos jatos, fezes pastosas e ventre flácido. As lesões macroscópicas restringiram-se aos pré-estômagos e foram idênticas, tanto para intoxicação natural como para a experimental. O rúmen e retículo externamente mostravam tonalidade levemente avermelhada, a camada córnea da mucosa estava frouxamente aderida e a mucosa tinha coloração vermelha acentuada. Ao exame histológico observou-se no rúmen e retículo, tanto na intoxicação espontânea, como experimental, necrose do epitélio da mucosa com formações de pequenas vesículas e em alguns segmentos, desprendimento da camada epitelial e leve infiltrado de neutrófilos. A intoxicação por E. tremulum tem curso clínico, lesões macro e microscópicas muito semelhantes àquelas produzidas pela intoxicação por Baccharidastrum triplinervium, Baccharis coridifolia (miomio) e Baccharis megapotamica var. weirii (mio-mio do banhado). O diagnóstico diferencial entre essas quatro intoxicações deve ser feito pela presença da planta e pelos dados epidemiológicos. O diagnóstico dos casos espontâneos foram confirmados pelos dados epidemiológicos e reprodução experimental das lesões macro e microscópicas

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).

A presente tese relata o estudo químico de duas espécies vegetais pertencentes à família Asteraceae: Mikania sp. nov; e Wunderlichia crulsiana. Da espécie Mikania sp. nov. foram estudados os extratos diclorometânicos das folhas e dos galhos, tendo sido isolados e identificados sete ácidos diterpênicos; dos óleos voláteis das folhas e dos galhos foram identificadas vinte substâncias entre monoterpenos e sesquiterpenos. Da espécie Wunderlichia crulsiana foram estudados os extratos diclorometânicos das flores e dos galhos. Das flores foram isolados e identificados palmitatos e acetatos de triterpenoílas. Dos galhos foram isolados e identificados acetatos de triterpenoílas e triterpenonas e identificados por CG triterpenóis acetilados e palmitatos de triterpenoílas hidrolisados e posteriormente acetilados. Deste extrato foram também isolados e identificados três lactonas sesquiterpênicas e um sesquiterpeno. A identificação das substâncias foi realizada através de RMN de 1H, de 13C (BBD e DEPT 135º), CG/EM e co-injeção de padrões. Os extratos brutos de ambas as plantas apresentaram discreta atividade, quando submetidos a um ensaio antifúngico. As frações, contendo os triterpenóis, acetatos e palmitatos de triterpenoflas e as lactonas sesquiterpênicas, foram testadas quanto à atividade anti-infíamatória mostrando-se bastante ativas. Tanto os extratos brutos quanto as fraqões supracitadas não se mostraram ativos em um ensaio antitumoral. Estes resultados indicam a seletividade da atividade dos extratos e frações, possivelmente não contendo substâncias citotóxicas. / This work describes the chemical study of two plants which belong to the family Asteraceae: Mikania sp. nov. and Wunderlichia crulsiana. The dichlorometane extracts from leaves and stems of Mikania sp. nov. we studied and seven diterpenic acids were isolated and identified. The volatile oil from leaves and stems of this plant were also studied and twenty substances among monoterpenes and sesquiterpenes were identified. From Wunderlichia crulsiana we analysed the dichlorometane extracts from flowers and stems. From flowers we isolated and identified triterpenes esterified with palmitic acid and acetic acid. From stems we isolated and identified triterpenes esterified with acetic acid and 3-oxo-triterpenes. By GC, we identified hydroxylated triterpenes that were acetylated, and triterpenes esterified with palmitic acid that were hydrolysed and acetylated. From stems we also isolated and identified three sesquiterpene lactones and a sesquiterpene. The compounds were identified by PMR, CMR (BBD and DEIT 135º), GC/MS and co-injection with authentic samples The extracts of both plants showed low activity when submitted to bioassay with Cladosporium sphaerospermum. The fractions which contain the hydroxylated triterpenes, triterpenes esterified with acetic and palmitic acids and sesquiterpene lactones were submitted to anti-inflammatory bioassay and showed 42%, 29%, 29% and 47% of activity, respectively. The above mentioned extracts and the fractions did not show significant activity on the Saccharomyces cerevisae bioassay, so there were not citotoxic substances in them.

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.

A subtribo Lychnophorinae ocorre na região do Cerrado do Brasil e contém cerca de 120 espécies. Recentemente, a filogenia da subtribo Lychnophorinae, baseada em sequências de DNA e dados morfológicos foi capaz de fornecer novas informações sobre a subtribo e seus gêneros. Além disso, o Cerrado brasileiro possivelmente abriga uma parcela considerável da entomofauna neotropical. Os objetivos gerais deste projeto de pesquisa são obter perfis metabólicos de plantas da subtribo Lychnophorinae e utilizá-los como ferramenta quimiotaxonômica para auxiliar na resolução da classificação taxonômica dessa subtribo e ainda, obter perfis metabólicos de insetos que se alimentem dessas plantas, visando a identificação de possíveis interações inseto-planta. Foram analisadas 78 espécies de plantas por GC-MS e UHPLC-UV(DAD)-MS(ESI-Orbitrap) nos modos positivo e negativo de ionização. As coletas de insetos foram feitas em intervalos trimestrais e, em seguida, esses insetos foram analisados utilizando a mesma metodologia analítica das plantas. As \"impressões digitais\" metabólicas das plantas e dos insetos foram precessadas no MetAlignTM e no MSClust, e as matrizes geradas foram submetidas a análises multivariadas no SIMCA. As plantas foram submetidas a análise de componentes principais (PCA), análise de cluster hierárquico (HCA) e análise discriminante ortogonal por mínimos quadrados parciais (OPLS-DA), entretanto os insetos, juntamente com suas plantas hospedeiras, foram analisados por PCA com o intuito de determinar a correlação entre seus metabólitos secundários. Os resultados das análises metabolômicas apresentaram proximidade com a filogenia principalmente para os dois maiors gêneros, Eremanthus e Lychnophora, analisados separadamente. Portanto, os resultados sugerem que os dados gerados a partir das análises metabolômicas podem ser utilizados em estudos quimiotaxonômicos da subtribo Lychnophorinae, sobretudo como dados primários para a reconstrução filogenética de gêneros. No que diz respeito às análises de possíveis interações inseto-planta, foi possível observar que alguns espécimens apresentaram correlação significativa com as plantas hospedeiras, evidenciando que a abordagem metabolômica pode ser utilizada como ferramenta na investigação de interações inseto-planta. Nestas amostras, pôde-se observar a presença de triterpenos, flavonoides e lactonas sesquiterpênicas adquiridas nas plantas por meio da herbivoria. / The subtribe Lychnophorinae occurs in the Cerrado domain of the Brazilian Central Plateau. The relationships among its recognized genera, as well as the relationships between Lychnophorinae and other subtribes belonging in tribe Vernonieae have been recently investigated upon a phylogeny based on molecular and morphological data. In addition, a preliminar overview of insect diversity in Brazilian Cerrado suggests that it may harbor a considerable fraction of the neotropical. We here report the use of a comprehensive untargeted metabolomics approach, combining LC-MS and GC-MS data together, followed by multivariate analyses aiming to assess the congruence between metabolomics data and the phylogenetic hypothesis, as well as its potential as a chemotaxonomic tool. Also we report the use of untargeted metabolomics approach aiming to assess insect-plant interactions. We analyzed 78 species by GC-MS and LC-MS in both positive and negative ionization modes. The metabolic profiles obtained for these species were treated in MetAlign and in MSClust and the matrices generated were combined and used in SIMCA for hierarchical cluster analyses (HCA), principal component analyses (PCA) and orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA). The insects were collected quarterly and analyzed by the same analytical methods as plants. Results show that metabolomics analyses are mostly congruent with the phylogenetic hypothesis especially at lower taxonomic levels. Therefore, our results suggest that data generated by metabolomics approaches provide valuable evidence for chemotaxonomical studies of Lychnophorinae subtribe, in particular as primary data for phylogenetic reconstruction of lineages as genera. Regarding to insects, it was possible to observe significative correlations between some insects and their host plants. In these samples, were able to identify triterpenes, flavonoids and sesquiterpene lactones.

Tithonia diversifolia Hemsl. A. Gray (margaridão, Asteraceae) é uma planta medicinal com propriedade anti-inflamatória bastante promissora, embora tenha sido parcialmente investigada do ponto de vista químico e farmacológico. Neste trabalho, a partir de suas folhas foram obtidos um infuso (chá), um extrato de lavagem foliar em acetona rico em lactonas sesquiterpênicas (LSTs), um extrato em metanol-H2O das folhas livres de tricomas (ELT) e o óleo essencial, incluindo das inflorescências. Pela primeira vez os constituintes polares das folhas de T. diversifolia foram identificados e o seu mecanismo de ação anti-inflamatório foi investigado. Através dos perfis químicos dos extratos obtidos por CLAE-UV-DAD e CG-EM, comparação com dados da literatura e de uma biblioteca de padrões, juntamente com a identificação de alguns constituintes isolados, foi possível identificar mais de 20 substâncias desta planta e efetuar a caracterização química de todos seus extratos. O sucesso na obtenção de extratos que refletem diferentes classes de metabólitos secundários de T. diversifolia, avaliados por ensaios anti-inflamatórios in vivo (tópico e oral) e in vitro, permitiu concluir que as LSTs não são as únicas substâncias que contribuem para atividade anti-inflamatória da planta como se acreditava anteriormente. O extrato polar (ELT), rico em ácidos clorogênicos (ACGs) e livre de LSTs, apresentou atividade anti-inflamatória superior à do extrato contendo LSTs, do fármaco de referência (indometacina) e do fitoterápico Acheflan®. Muito similar quimicamente ao ELT, o infuso não apresentou atividade anti-inflamatória interessante, o que nos leva a desestimular seu uso popular. Ainda foi possível demonstrar que a forma de preparar cada extrato causa influência na atividade farmacológica. O estudo do óleo essencial das folhas e inflorescências permitiu observar que seus mono e sesquiterpenos também apresentam atividade anti-inflamatória. Os mecanismos de ação propostos através dos ensaios in vivo e in vitro permitiram definir que as LSTs e/ou flavonas e os ACGs de T. diversifolia são bons anti-inflamatórios, inclusive sem apresentar os efeitos colaterais comuns aos anti-inflamatórios não esteroidais atuais. Além disso, foi possível observar que a toxicidade de todos os extratos testados por via oral foi menor que aquela apresentada pelo fármaco de referência (indometacina) correntemente utilizado na terapêutica. Com base nos resultados obtidos, pode-se afirmar que a T. diversifolia brasileira possui diferentes substâncias com propriedades anti-inflamatórias que agem por diferentes mecanismos de ação. Em pelo menos um destes mecanismos, os extratos demonstraram agir sinergicamente. Embora o emprego de seu infuso não seja recomendado como anti-inflamatório, esta planta é promissora para o desenvolvimento de novos fitofármacos ou como fonte de substâncias anti-inflamatórias. / Tithonia diversifolia Hemsl. A. Gray (Mexican sunflower, Asteraceae) is a very promising anti-inflammatory medicinal plant, although so far it has been partially investigated from the chemical and pharmacological point of view. In this work, an infusion, a sesquiterpene lactone (STL)-rich leaf rinse extract in acetone, a methanol-H2O extract from trichome-free leaves (TFL), and the essential oil were obtained from the leaves of T. diversifolia, including the essential oil from its inflorescences. The main polar constituents were identified in the leaves of T. diversifolia and its anti-inflammatory mechanism of action was determined for the first time. More than 20 compounds from this plant were identified and all extracts were chemically characterized based on chemical profiles obtained from HPLC-UV-DAD and GC-MS analyzes, comparison with literature data,data from our pure compounds library, and on the identification of isolated compounds. The success in obtaining extracts with different classes of secondary metabolites of T. diversifolia allowed, after in vivo (topic and oral) and in vitro anti-inflamatory assays were carried out, to show that the STLs are not the only class of compounds that contribute to the anti-inflammatory activity of this plant as previously believed. The TFL extract, which was proved to be rich in chlorogenic acids and free of LSTs, demonstrated better activity and better mechanism of action than those displayed by the LSTs, the reference drug (indomethacin) and Acheflan® (a phytomedicine). The infusion, which is chemically very similar to the TFL extract, did not show any interesting anti-inflammatory activity, therefore discouraging its popular use. Additionally, it can be stated that the way the extracts are prepared exert influence in their pharmacological activity. The study of the essential oil allowed to observe that its mono e sesquiterpenoids also present anti-inflammatory activity. The mechanisms of action proposed after in vivo and in vitro assays were carried out allowed us to define that the STLs and/or flavones and chlorogenic acids from T. diversifolia are good anti-inflammatory agents; it should also be mentioned that these compounds do not present the side effects which are common to the current non-steroidal anti-inflammatory drugs. Furthermore, it was possible to observe that the toxicity of all extracts tested orally was lower than that presented by the reference drug (indomethacin) commonly used in the treatment of inflammatory diseases. These results altogether allowed us to conclude that the Brazilian T. diversifolia presents different classes of secondary metabolites with anti-inflammatory properties that act through different mechanisms of action. These extracts also displayed a synergistic mechanism. Although the use of the infusion is not recommended as anti-inflammatory remedy, this plant is promising for the development of new phytomedicines or as a source of anti-inflammatory compounds.