Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224317.pdf: 734501 bytes, checksum: d726c56d487f25c927fdf04011fbe267 (MD5) / Os polihidroxialcanoatos (PHA's) são substâncias naturais acumulados no interior das células como forma de reserva de carbono e energia em condições particulares de crescimento. Há um significativo interesse no estudo dos PHA's devido a seu valor comercial como termoplástico biodegradável sendo uma potencial alternativa para substituição da utilização dos plásticos derivados do petróleo. O poli[3-hidroxibutirato] é o PHA mais bem caracterizado e diversas bactérias são capazes de sintetizá-lo, porém, este biopolímero não apresenta propriedades industriais interessantes (duro e quebradiço). A incorporação de monômeros de valerato e produção do copolímero poli[3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato] (P[3HB-co-3HV]), resulta na formação de um polímero com características industriais mais interessantes. O precursor das unidades de valerato mais empregado é o ácido propiônico e este é adicionado ao meio de cultivo a fim de se produzir o copolímero. Entretanto, grande parte do ácido propiônico não é incorporado na forma de valerato, visto que este é utilizado em outras vias metabólicas. Com a finalidade de aumentar a conversão de ácido propiônico em valerato, foi estudado o efeito da adição de suplementos (azeite de oliva e ácido acético) e de um inibidor enzimático (ácido itacônico) na incorporação de valerato no copolímero P[3HB-co-3HV]. Foi utilizada para produção de P[3HB-co-3HV] a bactéria Escherichia coli JM101, abrigando os genes de biossíntese de PHA's de Ralstonia eutropha (plasmídio pBHR68). Os cultivos foram realizados em agitador orbital por 48 horas a temperatura de 37ºC e agitação de 150 rpm em meio Luria Bertani contendo 20 g. L-1 de glicose, 100mg.L-1 de ampicilina com ou sem a adição de ácido propiônico, suplementos ou inibidor. Os resultados mostram que a E.coli JM101 recombinante, contendo os genes de biossíntese de PHA's de R. eutropha acumulou 61% de PHB. Na presença de ácido propiônico, foi acumulado 8,4% de PHA, com 20% de valerato incorporado no copolímero P[3HB-co-3HV]. Quando azeite de oliva foi utilizado como suplemento, a biomassa celular e o acúmulo de polímero aumentaram em 49% e 82% respectivamente, porém a porcentagem de valerato incorporada no polímero diminuiu. A adição de ácido acético no meio de cultivo diminuiu drasticamente a biomassa e o acúmulo de polímero não pode ser detectado. Nos cultivos onde se empregou o ácido itacônico como inibidor químico da enzima propionil-CoA carboxilase (PCC), principal enzima atuante no catabolismo do ácido propiônico, o crescimento bacteriano diminuiu e não se teve acúmulo de PHA. Os resultados sugerem que os ácidos: propiônico, acético e itacônico, são tóxicos para E. coli JM101. No entanto, o ácido propiônico ainda continua sendo o principal precursor das unidades de valerato no copolímero.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-30Bitstream added on 2014-11-10T11:58:21Z : No. of bitstreams: 1 000780628_20150530.pdf: 1232261 bytes, checksum: 1fcdc8b27d6b7f069b061d68e9fdc284 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:50Z: 000780628_20150530.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:13Z : No. of bitstreams: 1 000780628.pdf: 4798058 bytes, checksum: bc09d90a93d28449c35350bd001e0c2c (MD5) / O perfil químico de folhas e frutos de Piper fuligineum foi analisado por cromatografia líquida de alta eficiência. A composição química de média polaridade dos dois órgãos vegetais apresentou semelhança. As análises demonstraram também que os frutos apresentavam composição química complexa, principalmente devido a presença de substâncias de maior polaridade. Essas análises permitiram selecionar as folhas de P. fuligineum para dar continuidade aos estudos químicos. Estes estudos resultaram no isolamento de cinco substâncias, sendo duas kavalactonas: (E)-6-(8-feniletil)-4-metoxi-2H-piran-2-ona e 6-(2-fenil-7,8-diidroxetil)-4-metoxi-2H-piran-2-ona; uma cromanona: (2,2-dimetil-4-oxocromano-6-carboxilato de metila) e dois derivados prenilados do acido benzoico: 4-hidroxi-3-(3-metilbutil-2-en-1-il)benzoato de metila e 4-metoxi-3-(3-metil-1-oxobut-2-en-1-il) benzoato de metila. As estruturas químicas das substâncias foram determinadas utilizando técnicas espectrométricas, incluindo RMN 1D e 2D. Todas as substâncias estão sendo descritas pela primeira vez em Piper fuligineum. A substância 4 é inédita como produto natural. O extrato etanolico das folhas e as frações obtidas de P. fuligineum foram avaliadas quanto ao potencial tripanocida frente à forma epimastigota da cepa Y de Trypanosoma cruzi, mostrando promissora atividade do extrato etanólico com IC50 de 26,67 g.mL-1 quando comparado com o controle positivo, benznidazol, com IC50 de 11,11 g.mL-1. O extrato acetato de etila, a fração clorofórmica e a substância 1 foram submetidos a testes antifúngicos frente aos fungos Candida albicans, C.krusei, C. tropicalis, C. parapsilosis e a levedura Cryptococcus neoformans. O extrato apresentou forte atividade frente ao fungo Candida tropicalis e moderada atividade frente aos fungos C. krusei, C. parapsilosis e a levedura Cryptococcus neoformans, enquanto a fração clorofórmica apresentou forte atividade frente ao... / The chemical profile of leaves and fruits of Piper fuligineum was analyzed by high performance liquid chromatography. The chemical composition of medium polarity related to leaves and fruits showed great similarity. The analysis also showed that the chemical composition of the fruits was more complex, mainly due to the presence of more polar substances. These analyzes allowed the selection of the leaves of P. fuligineum to continue the chemical studies. The chemical studies of the leaves of Piper fuligienum resulted in the isolation of six compunds, including two kavalactones (4- methoxy-6- [(E)-2-phenyl -vinyl] -2H-pyran-2-one and 6-(1,2-dihydroxy-2-phenyl- ethyl)-4-methoxy-2H- pyran-2-one), one chromanone (methyl-2,2-dimethyl-4-oxo-6- cromanacarboxylate) and two prenylated derivatives of benzoic acid (methyl-4-hydroxy-3-(3-methyl-2- buten-1-yl) benzoate and methyl-4-methoxy-3-(3-methyl -2-butenoyl) benzoate. The chemical structures of the isolated compounds were determined using spectrometric techniques, including 1D and 2D NMR. All compounds were described for the first time in Piper fuligineum, and the compound 4 is a new natural product. The ethanolic leaf extract and fractions obtained from P. fuligineum were evaluated for trypanocidal potential against epimastigote form of Trypanosoma cruzi Y strain, showing promising activity of the ethanol extract with IC50 of 26.67 g.mL-1 compared with the positive control benznidazole, with IC50 of 11.11 g.mL-1. The ethyl acetate extract, the chloroform fraction and substance 1 underwent antifungal drugs against fungi Candida albicans, C.krusei, C. tropicalis, C. parapsilosis and Cryptococcus neoformans yeast. The extract showed strong activity against the fungus Candida tropicalis and moderate activity against fungi C. krusei, C. parapsilosis and Cryptococcus neoformans yeast while the chloroform fraction showed strong activity against the fungus C. krusei, and moderate activity against...

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-23Bitstream added on 2014-11-10T11:58:21Z : No. of bitstreams: 1 000780665_20141212.pdf: 471530 bytes, checksum: 4caf8af5e7a25683e6f215abf496cf81 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-12-19T18:32:51Z: 000780665_20141212.pdf,Bitstream added on 2014-12-19T18:33:36Z : No. of bitstreams: 1 000780665.pdf: 2214381 bytes, checksum: 2b6028f457456d1fdcf9cf8978637f54 (MD5) / O aumento na demanda pela descoberta de novos fármacos de origem vegetal levou os químicos orgânicos a intensificarem estudos para a elucidação da rota metabólica de formação dos metabólitos de interesse. Muitas vezes, esses metabólitos mostram baixo acúmulo nas matrizes vegetais e/ou apresentam complexidade estrutural, que impossibilitam a obtenção dos mesmos por síntese ou semi-síntese. Com isso, o entendimento dos processos biossintéticos envolvidos em sua formação pode facilitar a obtenção dos mesmos por técnicas biotecnológicas. Para tanto, a espécie Piper tuberculatum, conhecida por acumular amidas piperidínicas, piperidônicas e isobutílicas, com potenciais atividades antitumoral, carrapaticida, antifúngica, inseticida entre outros, se configura em um excelente modelo para tais estudos funcionais. À partir do extrato de folhas e frutos foram isoladas as amidas piplartina e piperina, majoritárias na planta. A síntese dos precursores fenilpropanoídicos: ácido 3’,4’-metilenodióxicinâmico e ácido ferúlico, bem como os mesmos marcados com isótopos estáveis: ácido [1-OD, 2-D]-3’,4’-metilenodióxicinâmico e ácido [1-OD, 2-D]-ferúlico, foi realizada para os estudos biossintéticos. Os precursores, L-lisina, ácido 3’,4’-metilenodióxicinâmico e ácido malônico foram incorporados na fração solúvel do extrato enzimático das folhas de Piper tuberculatum. Foram determinadas as condições ótimas de extração da enzima baseadas em três parâmetros; temperatura (31 °C), tempo de reação (90 minutos) e concentração de precursores (10 mM). Os produtos formados foram avaliados por cromatografia líquida e espectrometria de massas. As análises foram monitoradas utilizando a piperina como padrão, observando a sua formação. Para a determinação da concentração protéica foi utilizado o método de Bradford e a análise das proteínas presentes foi feita utilizando gel de eletroforese... / The increase in demand for discovery of new drugs from plant origin has led also to increase organic studies to elucidate the metabolic pathway of the secondary metabolites of interest. Often, these metabolites show low concentration in plant as well structural and configurational complexity distinguishes them from synthetic products and prohibit their synthesis or semi - synthesis. Thus, understanding the biosynthetic processes involved in their formation can facilitate to obtain them by biotechnology techniques. Therefore, the Piper tuberculatum species known to accumulate piperidinic, piperidonic and isobutyl amides that show potential antitumoral, acaricidal, antifungal and insecticidal activities, is set in an excellent model for such functional studies. From leaves and fruits extract two compounds were isolated, the piperine and piplartine, main amides found in Piper tuberculatum. The synthesis of phenylpropanoids precursors: 3'-4'- methylenedioxycynamic acid and ferulic acid as well the same compounds labeled with stable isotopes: acid [1 -OD , 2- D]-3'-4'- methylenedioxycynamic acid and [1 -OD , 2- D]- ferulic acid were performed for the biosynthetic studies. The precursors, L–lysine, 3'-4'- methylenedioxycynamic acid and malonic acid were incorporated in the soluble enzyme fraction of Piper tuberculatum. The optimum conditions for extraction of the enzyme were based on three parameters; temperature (31 ° C), time of reaction (90 minutes) and concentration of precursors (10 mM). The products were analyzed by liquid chromatography and mass spectrometry. The analyzes were monitored using piperine as standard and its formation was determined. For determination of protein concentration the Bradford method was used. The analyze of the proteins was performed by using one-dimensional electrophoresis (SDS- PAGE).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-27Bitstream added on 2014-06-13T19:58:52Z : No. of bitstreams: 1 felippe_lg_me_araiq.pdf: 3785380 bytes, checksum: 174ccb573abb8592b9fe951b97fda87c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O estudo químico das partes aéreas de Peperomia blanda resultou no isolamento de quinze substâncias, incluindo cinco lignanas tetraidrofurâncias (rel-(7R,8S,7’S,8’S)- 4,5,4’,5’-dimetilenodioxi-3,3’-dimetoxi-7,7’-epoxilignana, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-4’,5’- metilenodioxi-3,4,5,3’-tetrametoxi-7,7’-epoxilignana, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-4-hidroxi- 4’,5’-metilenodioxi-3,5,3’-trimetoxi-7,7’-epoxilignana, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-4’-hidroxi- 3,4,5,3’,5’-pentametoxi-7,7’-epoxilignana, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-9-hidroxi-4’,5’-metilenodioxi- 3,4,5,3’-tetrametoxi-7,7’-epoxilignana), cinco secolignanas ((2S,3R)-2-metil-3- [bis(4’,5’-metilenodioxi-3’-metoxifenil)metil]butirolactona, rel-(2S,3R)-2-metil-3-[bis (3’,4’,5’-trimetoxifenil)metil]butirolactona, rel-(2R,3R)-2-metil-3-[bis(3’,4’,5’-trimetoxifenil) metil]butirolactona, (2S,3R,5R)-2-metil-3-[5-(3’,4’,5’-trimetoxifenil)-5-(4’’,5’’- metilenodioxi-3’’-metoxifenil)metil]butirolactona, (2R,3R,5R)-2-metil-3-[5-(3’,4’,5’-trimetoxifenil)- 5-(4’’,5’’-metilenodioxi-3’’-metoxifenil)metil]butirolactona), duas flavonas (5-hidroxi-4’,7,8-trimetoxiflavona,5-hidroxi-3’,4’,7,8-tetrametoxiflavona) e três policetídeos (proctoriona C, surinona A, surinona C). As estruturas químicas das substâncias foram determinadas utilizando técnicas espectrométricas, incluindo RMN 1D e 2D. As estereoquímicas relativas das lignanas tetraidrofurânicas e das secolignanas foram determinadas através de experimentos de NOESY 1D e as estereoquímicas absolutas das secolignanas foram determinadas através de dicroísmo circular. Todas as substâncias estão sendo descritas pela primeira vez nessa espécie vegetal, sendo que as lignanas tetraidrofurânicas apresentaram estruturas químicas com estereoquímicas inéditas e as secolignanas haviam sido obtidas... / The phytochemical investigation of aerial parts of Peperomia blanda yielded fifteen compounds, identified as five tetrahydrofuran lignans (rel-(7R,8S,7’S,8’S)- 4,5,4’,5’-dimethylenedioxy-3,3’-dimethoxy-7,7’-epoxylignan, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-4’,5’- methylenedioxy-3,4,5,3’-tetramethoxy-7,7’-epoxylignan, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-4-hydroxy- 4’,5’-methylenedioxy-3,5,3’-trimethoxy-7,7’-epoxylignan, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-4’- hydroxy-3,4,5,3’,5’-pentamethoxy-7,7’-epoxylignan, rel-(7R,8S,7’S,8’S)-9-hydroxy- 4’,5’-methylenedioxy-3,4,5,3’-tetramethoxy-7,7’-epoxylignan), five secolignans ((2S,3R)-2-methyl-3-[bis(4’,5’-methylenedioxy-3’-methoxyphenyl)methyl]butyrolactone, rel-(2S,3R)-2-methyl-3-[bis(3’,4’,5’-trimethoxyphenyl)methyl]butyrolactone, rel- (2R,3R)-2-methyl-3-[bis(3’,4’,5’-trimethoxyphenyl)methyl]butyrolactone, (2S,3R,5R)-2- methyl-3-[5-(3’,4’,5’-trimethoxyphenyl)-5-(4’’,5’’-methylenedioxy-3’’-methoxyphenyl) methyl]butyrolactone and (2R,3R,5R)-2-methyl-3-[5-(3’,4’,5’-trimethoxyphenyl)-5- (4’’,5’’-methylenedioxy-3’’-methoxyphenyl)methyl]butyrolactone), two flavones (5- hydroxy-4’,7,8-trimethoxyflavone, 5-hydroxy-3’,4’,7,8-tetramethoxyflavone) and three polyketides (proctorione C, surinone A, surinone C). The chemical structures were elucidated by interpretation of their spectroscopic data, including 1D and 2D NMR. The relative configurations of tetrahydrofuran lignans and secolignans were determined using NOESY analyses and the absolute configurations were defined by CD spectra. All compounds were described at the first time in this species and all tetrahydrofuran lignans showed novel stereoisomers and the secolignans were previously published as synthetic products. The tetrahydrofuran lignans showed powerful trypanocidal... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Maysa Furlan / Coorientador: Silvia Noelí López / Banca: Isabele Rodrigues Nascimento / Banca: Carlos Alberto Labate / Banca: Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva / Banca: Luciana Gonzaga de Oliveira / Resumo: Três espécies de Piper foram escolhidas como modelos para estudos biossintéticos, transcriptômicos e proteômicos: P. tuberculatum, P. nigrum e P. crassinervium. As duas primeiras espécies acumulam principalmente metabólitos secundários da classe das amidas e essas substâncias foram alvo de experimentos biossintéticos. Foram monitoradas as atividades de diversas enzimas envolvidas na via fenilpropanoídica, dentre elas a fenilalanina amônia liase (PAL) e a cinamato 4-hidroxilase (C4H). Observou-se também atividade de uma enzima que catalisa a conversão do ácido ferúlico ao ácido 3,4-metilenodioxicinâmico, denominada 3,4- metilenodioxicinâmico sintase. Esta é provavelmente uma enzima monooxigenase-dependente do citocromo P450. A principal questão biossintética está centrada na sequência na qual as reações ocorrem: o grupo metilenodioxílico pode ser formado antes ou depois da porção amídica. Para elucidar esta questão, sintetizou-se dois possíveis precursores contendo o grupo 4-hidróxi-3- metóxifenílico: o ácido ferupérico e a feruperina. No entanto, experimentos de atividade enzimática in vitro utilizando estes dois precursores não foram esclarecedores, devido a existência de piperina endógena no extrato enzimático proveniente de folhas de P. nigrum, o que impediu observar a formação de produto. Foi avaliado também a participação de ácido malônico e L-valina na biossintese destas amidas: incorporou-se precursores isotopicamente marcados em plântulas de P. tuberculatum: ácido 2-[13C]-malônico, ácido malônico-U-2H e 15N-L-valina). Após análise por CLAEEM, conclui-se que o ácido malônico participa da reação de condensação com fenilpropanóides, gerando os derivados C6-C5 e L-valina é precursor do grupo isobutilamina. Considerando todos as evidências... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Three Piper species were chosen as a models for biosynthetic, transcriptomic and proteomics studies: P. tuberculatum, P. nigrum and P. crassinervium. The first two species accumulate mainly amides as secondary metabolites. This class of compounds was targeted by biosynthetic experiments. It was monitored the enzymatic activities of several enzymes involved in the phenylpropanoid pathway, including phenylalanine ammonia-lyase and cinnamate 4-hydroxylase. It was also observed the activity of an enzyme that catalyzes the conversion of ferulic acid to 3,4- methylenedioxycinnamic acid, named 3,4 methylenedioxycinnamic acid synthase. The main question was centered on the biosynthetic sequence: whether the methylenedioxy group can be formed before or after the amide portion. In order to elucidate this question, two possible precursors containing the group 4-hydroxy-3-methoxyphenyl were synthesized: feruperic acid and feruperine. However, experiments of in vitro enzymatic activity using these two precursors were not enlightening, due to the existence of piperine as endogenous in the enzymatic extract from leaves of P. nigrum, which prevented observe the formation of product. It was also evaluate the participation of malonic acid and L-valine in the biosynthesis of these amides, by incorporating isotopically labeled precursors in plants of P. tuberculatum: 2-[13C]-malonic acid, malonic-U-2H acid and 15N-Lvaline. After analysis by HPLC-MS, it was concluded that the malonic acid participates in the condensation reaction with phenylpropanoids, generating the C6-C5 derivatives and L-valine is the putative precursor of the isobutylamine group. Considering all the experimental evidence, the biosynthetic pathway proposed was that in which the methylenedioxy group is formed before the amide. In the second step, it carried out the ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maysa Furlan / Banca: Nivaldo Boralle / Banca: Marcos Pivatto / Resumo: O perfil químico de folhas e frutos de Piper fuligineum foi analisado por cromatografia líquida de alta eficiência. A composição química de média polaridade dos dois órgãos vegetais apresentou semelhança. As análises demonstraram também que os frutos apresentavam composição química complexa, principalmente devido a presença de substâncias de maior polaridade. Essas análises permitiram selecionar as folhas de P. fuligineum para dar continuidade aos estudos químicos. Estes estudos resultaram no isolamento de cinco substâncias, sendo duas kavalactonas: (E)-6-(8-feniletil)-4-metoxi-2H-piran-2-ona e 6-(2-fenil-7,8-diidroxetil)-4-metoxi-2H-piran-2-ona; uma cromanona: (2,2-dimetil-4-oxocromano-6-carboxilato de metila) e dois derivados prenilados do acido benzoico: 4-hidroxi-3-(3-metilbutil-2-en-1-il)benzoato de metila e 4-metoxi-3-(3-metil-1-oxobut-2-en-1-il) benzoato de metila. As estruturas químicas das substâncias foram determinadas utilizando técnicas espectrométricas, incluindo RMN 1D e 2D. Todas as substâncias estão sendo descritas pela primeira vez em Piper fuligineum. A substância 4 é inédita como produto natural. O extrato etanolico das folhas e as frações obtidas de P. fuligineum foram avaliadas quanto ao potencial tripanocida frente à forma epimastigota da cepa Y de Trypanosoma cruzi, mostrando promissora atividade do extrato etanólico com IC50 de 26,67 g.mL-1 quando comparado com o controle positivo, benznidazol, com IC50 de 11,11 g.mL-1. O extrato acetato de etila, a fração clorofórmica e a substância 1 foram submetidos a testes antifúngicos frente aos fungos Candida albicans, C.krusei, C. tropicalis, C. parapsilosis e a levedura Cryptococcus neoformans. O extrato apresentou forte atividade frente ao fungo Candida tropicalis e moderada atividade frente aos fungos C. krusei, C. parapsilosis e a levedura Cryptococcus neoformans, enquanto a fração clorofórmica apresentou forte atividade frente ao... / Abstract: The chemical profile of leaves and fruits of Piper fuligineum was analyzed by high performance liquid chromatography. The chemical composition of medium polarity related to leaves and fruits showed great similarity. The analysis also showed that the chemical composition of the fruits was more complex, mainly due to the presence of more polar substances. These analyzes allowed the selection of the leaves of P. fuligineum to continue the chemical studies. The chemical studies of the leaves of Piper fuligienum resulted in the isolation of six compunds, including two kavalactones (4- methoxy-6- [(E)-2-phenyl -vinyl] -2H-pyran-2-one and 6-(1,2-dihydroxy-2-phenyl- ethyl)-4-methoxy-2H- pyran-2-one), one chromanone (methyl-2,2-dimethyl-4-oxo-6- cromanacarboxylate) and two prenylated derivatives of benzoic acid (methyl-4-hydroxy-3-(3-methyl-2- buten-1-yl) benzoate and methyl-4-methoxy-3-(3-methyl -2-butenoyl) benzoate. The chemical structures of the isolated compounds were determined using spectrometric techniques, including 1D and 2D NMR. All compounds were described for the first time in Piper fuligineum, and the compound 4 is a new natural product. The ethanolic leaf extract and fractions obtained from P. fuligineum were evaluated for trypanocidal potential against epimastigote form of Trypanosoma cruzi Y strain, showing promising activity of the ethanol extract with IC50 of 26.67 g.mL-1 compared with the positive control benznidazole, with IC50 of 11.11 g.mL-1. The ethyl acetate extract, the chloroform fraction and substance 1 underwent antifungal drugs against fungi Candida albicans, C.krusei, C. tropicalis, C. parapsilosis and Cryptococcus neoformans yeast. The extract showed strong activity against the fungus Candida tropicalis and moderate activity against fungi C. krusei, C. parapsilosis and Cryptococcus neoformans yeast while the chloroform fraction showed strong activity against the fungus C. krusei, and moderate activity against... / Mestre

Orientador: Maysa Furlan / Banca: Marcia Nasser Lopes / Banca: Roberto Carlos Campos Martins / Resumo: O aumento na demanda pela descoberta de novos fármacos de origem vegetal levou os químicos orgânicos a intensificarem estudos para a elucidação da rota metabólica de formação dos metabólitos de interesse. Muitas vezes, esses metabólitos mostram baixo acúmulo nas matrizes vegetais e/ou apresentam complexidade estrutural, que impossibilitam a obtenção dos mesmos por síntese ou semi-síntese. Com isso, o entendimento dos processos biossintéticos envolvidos em sua formação pode facilitar a obtenção dos mesmos por técnicas biotecnológicas. Para tanto, a espécie Piper tuberculatum, conhecida por acumular amidas piperidínicas, piperidônicas e isobutílicas, com potenciais atividades antitumoral, carrapaticida, antifúngica, inseticida entre outros, se configura em um excelente modelo para tais estudos funcionais. À partir do extrato de folhas e frutos foram isoladas as amidas piplartina e piperina, majoritárias na planta. A síntese dos precursores fenilpropanoídicos: ácido 3',4'-metilenodióxicinâmico e ácido ferúlico, bem como os mesmos marcados com isótopos estáveis: ácido [1-OD, 2-D]-3',4'-metilenodióxicinâmico e ácido [1-OD, 2-D]-ferúlico, foi realizada para os estudos biossintéticos. Os precursores, L-lisina, ácido 3',4'-metilenodióxicinâmico e ácido malônico foram incorporados na fração solúvel do extrato enzimático das folhas de Piper tuberculatum. Foram determinadas as condições ótimas de extração da enzima baseadas em três parâmetros; temperatura (31 °C), tempo de reação (90 minutos) e concentração de precursores (10 mM). Os produtos formados foram avaliados por cromatografia líquida e espectrometria de massas. As análises foram monitoradas utilizando a piperina como padrão, observando a sua formação. Para a determinação da concentração protéica foi utilizado o método de Bradford e a análise das proteínas presentes foi feita utilizando gel de eletroforese... / Abstract: The increase in demand for discovery of new drugs from plant origin has led also to increase organic studies to elucidate the metabolic pathway of the secondary metabolites of interest. Often, these metabolites show low concentration in plant as well structural and configurational complexity distinguishes them from synthetic products and prohibit their synthesis or semi - synthesis. Thus, understanding the biosynthetic processes involved in their formation can facilitate to obtain them by biotechnology techniques. Therefore, the Piper tuberculatum species known to accumulate piperidinic, piperidonic and isobutyl amides that show potential antitumoral, acaricidal, antifungal and insecticidal activities, is set in an excellent model for such functional studies. From leaves and fruits extract two compounds were isolated, the piperine and piplartine, main amides found in Piper tuberculatum. The synthesis of phenylpropanoids precursors: 3'-4'- methylenedioxycynamic acid and ferulic acid as well the same compounds labeled with stable isotopes: acid [1 -OD , 2- D]-3'-4'- methylenedioxycynamic acid and [1 -OD , 2- D]- ferulic acid were performed for the biosynthetic studies. The precursors, L-lysine, 3'-4'- methylenedioxycynamic acid and malonic acid were incorporated in the soluble enzyme fraction of Piper tuberculatum. The optimum conditions for extraction of the enzyme were based on three parameters; temperature (31 ° C), time of reaction (90 minutes) and concentration of precursors (10 mM). The products were analyzed by liquid chromatography and mass spectrometry. The analyzes were monitored using piperine as standard and its formation was determined. For determination of protein concentration the Bradford method was used. The analyze of the proteins was performed by using one-dimensional electrophoresis (SDS- PAGE). / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-23Bitstream added on 2014-06-13T18:46:23Z : No. of bitstreams: 1 pivatto_m_dr_araiq.pdf: 3895401 bytes, checksum: 8f00934510e296fa101a80060a9db12a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho teve como objetivo o estudo das vias biossintéticas dos alcalóides piperidínicos presentes em Senna spectabilis, motivado pela potente atividade anticolinesterásica e baixa toxicidade observada no derivado (–)-3-O-acetil-espectalina (15), eleito como composto líder para o desenvolvimento de fármacos anti-Alzheimer que estão em fase de estudos pré-clínicos. Por outro lado, o interesse acadêmico no conhecimento das vias metabólicas, pode levar a estudos futuros de engenharia genética para potencializar a produção desses metabólitos uma vez que a síntese é extremamente complexa em função da presença de três centros estereogênicos. Tendo isso em vista, foram selecionadas seis espécies de Senna e Cassia para avaliar a presença dos alcalóides e selecionar aquela que os produz em maior quantidade. Foram estudadas as flores de S. spectabilis, S. multijuga, S. macranthera, S. velutina, C. fistula, C. leptophylla, sendo que só foram detectados alcalóides piperidínicos e piridínicos em S. spectabilis e S. multijuga, respectivamente, utilizando a espectrometria de massas tandem. Embora sejam de classes diferentes, esses metabólitos têm padrão de substituição similar, porém, apresentaram atividade anticolinesterásica diferenciada. De S. spectabilis foram isolados os alcalóides piperidínicos: (–)-cassina (1), (–)-espectalina (9), (–)-3-O-acetil-espectalina (15), (–)-3-O-acetil-cassina (16) e identificados 7-hidroxi-carnavalina (71), 7-hidroxi-cassina (18) e/ou espicigerina (42) utilizando a EM. De S. multijuga foram isolados os alcalóides piridínicos: 7'-multijuguinona (67) e 12'-hidroxi-7'-multijuguinona (69) e identificados 7'-multijuguinol (68) e 12'-hidroxi-7'- multijuguinol (70). Para os estudos biossintéticos dos alcalóides piperidínicos foi inicialmente proposta a biogênese onde lisina e acetato foram eleitos potenciais... / The following work encompass as main goal the study of biosynthetic pathways to produce piperidine alkaloids using Senna spectabilis as natural matrix. Such research was instigated due to the high acetylcholinesterase activity and low toxicity showed by the derivative (–)-3-O-acetyl-spectaline (15), selected as a lead compound against Alzheimer’s disease and currently under pre-clinical trials. Still yet, the academic interest on researching metabolic pathways that may lead to further genetic engineering studies to enhance the production of these metabolites is of extremely importance, due to the inability of producing any commercially viable synthetic strategy for their stereogenic centers. We selected six Senna and Cassia species to evaluate the presence of these metabolites aiming to select which matrix will produce them the most. We studied flowers from S. spectabilis, S. multijuga, S. macranthera, S. velutina, C. fistula and C. leptophylla. From those, we were able to detect piperidine and pyridine alkaloids only in S. spectabilis and S. multijuga, respectively, using tandem mass spectrometry. Regardless of the different structural nature towards 15, those metabolites have similar substitution patterns and showed differential acetylcholinesterase activity. From S. spectabilis were isolated the piperidine alkaloids: (–)-cassine (1), (–)-spectaline (9), (–)-3-O-acetyl-spectaline (15), (–)-3-O-acetyl-cassine (16), and identified 7-hidroxy- carnavaline (71), 7-hidroxy-cassine (18) and/or spicigerine (42) by tandem mass spectrometry and from S. multijuga were isolated the pyridine alkaloids: 7'-multijuguinone (67), 12'-hydroxy-7'-multijuguinone (69) and, identified by MS: 7'-multijuguinol (68) and 12'-hydroxy-7'-multijuguinol (70). We initially proposed the incorporation of lysine and acetate as main precursors of the piperidine alkaloids biosynthetic pathway and thus... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo o estudo das vias biossintéticas dos alcalóides piperidínicos presentes em Senna spectabilis, motivado pela potente atividade anticolinesterásica e baixa toxicidade observada no derivado (-)-3-O-acetil-espectalina (15), eleito como composto líder para o desenvolvimento de fármacos anti-Alzheimer que estão em fase de estudos pré-clínicos. Por outro lado, o interesse acadêmico no conhecimento das vias metabólicas, pode levar a estudos futuros de engenharia genética para potencializar a produção desses metabólitos uma vez que a síntese é extremamente complexa em função da presença de três centros estereogênicos. Tendo isso em vista, foram selecionadas seis espécies de Senna e Cassia para avaliar a presença dos alcalóides e selecionar aquela que os produz em maior quantidade. Foram estudadas as flores de S. spectabilis, S. multijuga, S. macranthera, S. velutina, C. fistula, C. leptophylla, sendo que só foram detectados alcalóides piperidínicos e piridínicos em S. spectabilis e S. multijuga, respectivamente, utilizando a espectrometria de massas tandem. Embora sejam de classes diferentes, esses metabólitos têm padrão de substituição similar, porém, apresentaram atividade anticolinesterásica diferenciada. De S. spectabilis foram isolados os alcalóides piperidínicos: (-)-cassina (1), (-)-espectalina (9), (-)-3-O-acetil-espectalina (15), (-)-3-O-acetil-cassina (16) e identificados 7-hidroxi-carnavalina (71), 7-hidroxi-cassina (18) e/ou espicigerina (42) utilizando a EM. De S. multijuga foram isolados os alcalóides piridínicos: 7'-multijuguinona (67) e 12'-hidroxi-7'-multijuguinona (69) e identificados 7'-multijuguinol (68) e 12'-hidroxi-7'- multijuguinol (70). Para os estudos biossintéticos dos alcalóides piperidínicos foi inicialmente proposta a biogênese onde lisina e acetato foram eleitos potenciais... (resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The following work encompass as main goal the study of biosynthetic pathways to produce piperidine alkaloids using Senna spectabilis as natural matrix. Such research was instigated due to the high acetylcholinesterase activity and low toxicity showed by the derivative (-)-3-O-acetyl-spectaline (15), selected as a lead compound against Alzheimer's disease and currently under pre-clinical trials. Still yet, the academic interest on researching metabolic pathways that may lead to further genetic engineering studies to enhance the production of these metabolites is of extremely importance, due to the inability of producing any commercially viable synthetic strategy for their stereogenic centers. We selected six Senna and Cassia species to evaluate the presence of these metabolites aiming to select which matrix will produce them the most. We studied flowers from S. spectabilis, S. multijuga, S. macranthera, S. velutina, C. fistula and C. leptophylla. From those, we were able to detect piperidine and pyridine alkaloids only in S. spectabilis and S. multijuga, respectively, using tandem mass spectrometry. Regardless of the different structural nature towards 15, those metabolites have similar substitution patterns and showed differential acetylcholinesterase activity. From S. spectabilis were isolated the piperidine alkaloids: (-)-cassine (1), (-)-spectaline (9), (-)-3-O-acetyl-spectaline (15), (-)-3-O-acetyl-cassine (16), and identified 7-hidroxy- carnavaline (71), 7-hidroxy-cassine (18) and/or spicigerine (42) by tandem mass spectrometry and from S. multijuga were isolated the pyridine alkaloids: 7'-multijuguinone (67), 12'-hydroxy-7'-multijuguinone (69) and, identified by MS: 7'-multijuguinol (68) and 12'-hydroxy-7'-multijuguinol (70). We initially proposed the incorporation of lysine and acetate as main precursors of the piperidine alkaloids biosynthetic pathway and thus... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Vanderlan da Silva Bolzani / Coorientador: Maysa Furlan / Banca: Ian Castro-Gamboa / Banca: Frederico Guaré Cruz / Banca: Márcia Nasser Lopes / Banca: Maria Claudia Marx Young / Doutor

Vernonia herbacea, Asteraceae, possui órgãos subterrâneos de reserva ramificados, os rizóforos, que acumulam frutanos do tipo inulina como carboidratos de reserva. Os frutanos são polímeros de frutose que são sintetizados pelas enzimas SST (sacarose: sacarose frutosiltransferase) e FFT (frutano:frutano frutosiltransferase) e despolimerizados pela FEH (frutano exohidrolase). Plantas desta espécie entram em dormência no final do outono, quando perdem os ramos aéreos e rebrotam na primavera seguinte; subseqüentemente ocorre a floração e o crescimento vegetativo no verão; ocorrem variações no teor e na composição dos frutanos durante o ciclo fenológico das plantas. O rizóforo apresenta crescimento geotrópico positivo, cujo ápice apresenta tecidos mais jovens em crescimento e a rebrota dos novos órgãos aéreos se dá pelo desenvolvimento das gemas situadas na região proximal do rizóforo, localizada próximo à superfície do solo. Considerando estas variações este trabalho visou à análise da distribuição espacial das atividades da SST, FFT, Invertase e FEH, bem do teor e composição dos frutanos nas regiões proximal, mediana e distal dos rizóforos de plantas de Vernonia herbacea, em diferentes fases de desenvolvimento e em plantas induzidas à brotação pela remoção dos órgãos aéreos. Também foram analisados esses parâmetros em plantas na fase vegetativa com os órgãos aéreos intactos ou excisados, mantidas em condições ambientais naturais ou em baixa temperatura. De maneira geral, as enzimas SST e FFT apresentaram atividades mais elevadas em plantas na fase vegetativa, enquanto a FEH apresentou atividade mais elevada em plantas na fase de brotação natural ou induzida e nos tratamentos sob baixa temperatura. Com relação à distribuição espacial das atividades enzimáticas, a SST e FFT apresentaram atividade mais elevada na região distal, que diminuiu no sentido proximal dos rizóforos. A FEH por sua vez apresentou atividade mais elevada na região proximal, diminuindo no sentido distal. Em geral, o conteúdo de fruto-oligossacarídeos foi mais elevado na região distal e diminuiu em direção à região proximal dos rizóforos. Os tratamentos com baixa temperatura levaram a uma maior proporção de frutooligossacarídeos, enquanto nas plantas induzidas à brotação, a proporção de fruto-polissacarídeos foi superior. Os menores valores de grau de polimerização médio (GP) das cadeias de frutanos foram detectados na região distal, sugerindo que as cadeias de frutanos nesses tecidos não apresentam o GP característico da espécie. Valores elevados de GP foram detectados na região proximal, e valores mais elevados ainda, em plantas na fase de brotação e sob baixa temperatura, coincidindo com atividades mais elevadas de FEH. Estes resultados sugerem que o mecanismo de ação da FEH em V. herbacea seja do tipo "single chain", pelo qual uma molécula da enzima se liga à cadeia de frutano degradando-a até a molécula de sacarose. Os experimentos realizados possibilitaram algumas deduções a respeito do mecanismo de ação das enzimas envolvidas no metabolismo de frutanos, e um maior conhecimento sobre a dinâmica de variação temporal e espacial destes carboidratos, em diferentes fases de desenvolvimento das plantas e em condições adversas ao desenvolvimento vegetal. / Vernonia herbacea, Asteraceae, bears branched underground reserve organs, rhizophores, that accumulate inulin-type fructans as reserve carbohydrates. Fructans are fructose polymers, that are synthesized by SST (sucrose: sucrose fructosyltransferase) and FFT (fructan:fructan frutosyltransferase) and mobilized by FEH (fructan exohydrolase). Plants of this species enter dormancy at the end of autumn, with senescence and abscission of the aerial organs and sprout in the following spring; flowering occurs subsequently followed by a period of vegetative growth in the summer. The concentration and composition of fructans vary during the phenological cycle of the plants. Considering this variation in fructans, and the positive geotropic growth of the rhizophores, with the apex presenting younger tissues (distal region) and the resprouting of the new aerial organs occurring in the opposite end of the organ (proximal region), close to the soil surface, the aim of this work was to analyze the spatial distribution of fructans and fructan metabolizing enzymes in the different regions of the rhizophores (distal, median and proximal) in plants of Vernonia herbacea in different developmental phases and plants induced to sprouting by the excision of the aerial organs. These parameters were also analyzed in intact plants in the vegetative phase and in excised plants, kept in natural environmental conditions or in low temperature. In general SST and FFT presented higher activities in plants in the vegetative phase, while FEH presented higher activity during sprouting, either under natural or induced sprouting and in plants under low temperature. Concerning the spatial distribution of the enzyme activities, SST and FFT presented higher activity in the distal region, decreasing towards the proximal region of the rhizophores. The FEH, on the other hand, presented higher activity in the proximal region, decreasing towards the distal region. In general, the content of fructo-oligosaccharides in the phenological phases studied was higher in the distal region and decreased towards the proximal region of the rhizophores. Low temperature led to a higher proportion of fructo-oligosaccharides, while in plants induced to sprouting the proportion of fructo-polysaccharides was higher. The lower values of average degree of polymerization (DP) of fructans chains were detected in the distal region. This indicates that fructan chain length in younger tissues is shorter then that characteristic of the species. Higher values of mean DP were detected in the proximal region and even higher DP was detected in this region in sprouting plants and in plants under low temperature, coinciding with the higher FEH activity detected in these conditions. These results suggest a mechanism of action for the FEH in V. herbacea of the "single chain" type, in which a molecule of the enzyme binds to the fructan chain degrading it completely before binding to the next fructan molecule. These studies allowed us to draw several conclusions regarding the mechanism of action of enzymes involved in the metabolism of fructans in Vernonia herbacea and regarding the dynamics of distribution of these carbohydrates and the related enzymes in different phases of development and in adverse conditions for plant development.