Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF). / Comumente chamada de “copaíba”, a Copaifera multijuga Hayne (CmH) é uma planta do gênero Copaifera (Leguminosae-Caesalpinoideae) que ocorre na Amazônia brasileira. Extraído do tronco das árvores, o óleo-resina de Copaifera spp. é amplamente utilizado por povos indígenas da região amazônica na medicina popular e tem alto potencial associado a aplicações biotecnológicas como agente antimicrobiano, anti-inflamatório, antitumoral, antinociceptivo, antileishmanial e cicatrizante. O óleo-resina de Copaifera spp. é composto por ácidos resinosos e compostos voláteis, principalmente sesquiterpenos e diterpenos Neste trabalho, sesquiterpenos do óleo-resina da CmH, cenários biológicos para sua biossíntese e seus mecanismos químicos foram coletados de vários estudos. Com base nessa coleta de dados, em dados de um transcritoma da CmH e em métodos e ferramentas computacionais, foi reconstruída in silico uma rede metabólica de sesquiterpenos de Copaifera multijuga Hayne (CmH). Esta rede metabólica é uma compilação de reações enzimáticas cobrindo mecanismos de ciclização, compostos preditos e cenários biológicos para a biossíntese. Os resultados foram convenientemente armazenados em um banco de dados em grafos projetado especificamente para esta finalidade, tornando-se localizáveis, acessíveis, interoperáveis e reutilizáveis. O workflow utilizado para a reconstrução in silico funciona para múltiplos organismos, bem como pode ser adaptado para diferentes tipos de mecanismos químicos alterando o conjunto de regras de gramática de grafos. / Ordinarily named “copaiba”, the Copaifera multijuga Hayne (CmH) is a plant of Copaifera genus (Leguminosae-Caesalpinoideae) occurring in the Brazilian Amazon. Exuded from the trunk of trees, the oil-resin of Copaifera spp. is widely used by indigenous people from the Amazon region for healing and in folk medicine, and it has high associated potential biotechnological applications, such as antimicrobial, anti-inflammatory, antitumor, antinociceptive, antileishmanial and healing. The oil-resin of Copaifera spp. is composed of resinous acids and volatile compounds, mainly sesquiterpenes and diterpenes In this study, a range of CmH oil-resin sesquiterpenes, biological scenarios for their biosynthesis, and its chemical mechanisms were collected from several studies. Based on this data collection, on CmH transcriptome data, and on computational methods and tools, an in silico sesquiterpene metabolic network of Copaifera multijuga Hayne (CmH) was reconstructed. The resulting sesquiterpene metabolic network of CmH is a compilation of reactions covering cyclization mechanisms, predicted compounds, and biological scenarios for the biosynthesis. These results were suitably stored in a graph database designed for it, and they became findable, accessible, interoperable, and reusable. The workflow for the in silico reconstruction can be used for multiple organisms as well as graph grammar rules can be added or removed to achieve different types of chemical mechanisms.

Os óleos essenciais são metabólitos secundários extraídos de plantas e apresentam diversas propriedades para fins medicinais. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o óleo essencial de folhas secas de E. staigeriana, verificar sua atividade antimicrobiana e antibiofilme frente a bactérias gram-positivas e gram-negativas e avaliar a expressão dos genes de virulência e resistência em Listeria monocytogenes e Enterococcus faecalis resistente a vancomicina (VRE) na ausência e presença de concentração sub-inibitória do óleo essencial, por PCR quantitativo em tempo real (qPCR). A caracterização do óleo foi realizada por cromatografia gasosa acoplada a massa (GC-MS) verificou-se a presença de 21 compostos, sendo os constituintes majoritários o geranial (28,67 %), neral (19,68 %) e limoneno (17,29 %). A ação antimicrobiana foi avaliada e observou-se que o óleo apresentou atividade frente a bactérias gram-positivas, com diâmetros de halos de inibição de 0 a >45 mm. A concentração inibitória mínima (CIM) foi determinada para bactérias gram-positivas, sensíveis e resistentes a agentes antimicrobianos como VRE, e variou de 0,19 a 6,25 %. Ação antibiofilme do óleo foi avaliada tanto na formação, quanto sob um biofilme pré-estabelecido. O óleo essencial apresentou capacidade de inibir a formação do biofilme de todas as cepas testadas, mas pouca ou nenhuma capacidade de remoção do biofilme pré-formado. Na análise de expressão gênica por qPCR para L. monocytogenes, verificou-se que três dos genes de estresse celular (sufS, sod e degU) apresentaram uma diferença significativa na presença do óleo. Para a cepa de E. faecalis VRE, nenhum gene selecionado apresentou alteração na expressão gênica. Como conclusão, este estudo demonstrou que o óleo essencial de folhas secas de E. staigeriana possui atividade antimicrobiana do frente a bactérias gram-positivas e sem atividade em gram-negativas. / Essential oils are secondary metabolites extracted from plants and they have been showing several medicinal properties. The aim of this study was to characterize the essential oil extracted from dry leaf of E. staigeriana, as well as to verify the antimicrobial and anti-biofilm activities against gram-positive and gram-negative bacteria, and to evaluate the expression of virulence and resistance genes in Listeria monocytogenes and Enterococcus faecalis vancomycin resistant (VRE) in the absence and presence of sub-inhibitory concentration of the essential oil by quantitative real time PCR (qPCR). The oil characterization was performed by CG-MS and it was verified the presence of 21 compounds, being the geranial (28.67 %), neral (19.68 %) and limonene (17.29 %) the major compounds. The antimicrobial activity was evaluated and it was observed that the essential oil has effect against gram-positive, with inhibition zone diameter ranges from 0 to 45 mm. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined, to sensible and resistant gram-positive bacteria to antimicrobial agents, such as VRE, and varied between 0.19 to 6.25 %. The anti-biofilm action of the oil was verified on formation, and under a pre-established biofilm. The essential oil showed capacity to inhibit the biofilm formation for all tested strains, but few or no ability to remove the pre-established biofilm. In the analysis of gene expression by qPCR for L. monocytogenes, three cell stress genes (sufS, sod and degU) with significant difference in the presence of the oil. For E. faecalis VRE strain no one of the selected genes showed alteration in the gene expression. In conclusion, this study demonstrates the potential of essential oil from dry leaf of E. staigeriana for future use in the control of gram-positive bacteria.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work describes the phytocemical investigation of the extracts from roots of Piper divaricatum (Piperaceae), and, the volatile chemical composition of the essential oils Schinus terebinhtifolius Raddi (Anacardiaceae). The chemical investigation of the extracts of P. divaricatum, using classic methods of chromatography on sÃlica gel, yelded an amide, (2E,4E)-pentadienamide, 5-(1,3-benzodioxol-5-yl)-N-(2-methylpropyl)- (piperlonguminine), and two benzoic acid derivatives , 3,4-dy-hidroxy- 5-(2âE,6âZ,10âE)-7â-(hydroxymethyl)-3â,11â,15â-trimethyl-hexadeca-2â,6â,10â,14â- tetraenyl), and the Ãcid 3,4-dyhydroxy-5-(2âE,6âE,10âE)-3â,7â,11â,15â- tetramethylhexadeca-2â,6â,10â,14â-tetraenyl) benzoic, this being reported for the first time in the literature. The structures of all isolated compounds were elucidated by spectroscopic methods, such as ME, IR and INMR, including 1D and 2D experimentals NMR spectroscopy and, comparison with published data for closely related compounds. The chemical composition of the essential oils from leaves of Schinus terebinthifolius , was analyzed by CG-MS and GC-FID. Fourteen components of plant 1, representing an average of more than 81.0% of the chemical compositions of the oils, were identified and eight compounds of plant 2, representing more than 98,0% in average. Both oils showed higher concentrations of monoterpenoids, but they showed different chemical compositions, whereas cis-ocimene (52%) and Ã-ocimene (19%) were major constituents of plant 1, while limonene (93%) is the major component of plant 2. / Este trabalho descreve a investigaÃÃo fitoquÃmica dos extratos das raÃzes de Piper divaricatum (Piperaceae), bem como a composiÃÃo quÃmica volÃtil dos Ãleos essenciais das folhas da espÃcie diÃica Schinus terebinhtifolius Raddi (Anacardiaceae). Foram realizadas duas coletas de P. divaricatum em locais e perÃodos distintos e o estudo quÃmico dos extratos, utilizando tÃcnicas clÃssicas de cromatografia em gel de sÃlica, resultou no isolamento de uma amida com atividade citotÃxica anti-tumoral em cÃlulas de sarcoma 180, (2E,4E)-5-(1,3-benzodioxol-5-il)-N-(2-metilpropil)-2,4- pentadienamida (piperlonguminina) da primeira coleta e dois derivados do Ãcido benzÃico: Ãcido-5-(2âE,6âZ,10âE)-3â,11â,15â-trimetil-hexadeca-2â,6â,10â,14â-tetraenil) 3,4-di-hidroxi-7â-(hidroximetil)-benzÃico, inÃdito na literatura, e o Ãcido 5- (2âE,6âE,10âE)-3â,7â,11â,15â-tetrametil-hexadeca-2â,6â,10â,14â-tetraenil)-3,4-dihidroxi benzÃico na segunda coleta. A determinaÃÃo estrutural dos compostos isolados baseouse em tÃcnicas espectroscÃpicas tais como: espectro de massa, espectro de infravermelho e ressonÃncia magnÃtica nuclear de 1H e 13C uni e bidimensionais. A composiÃÃo quÃmica dos Ãleos essenciais das folhas de dois indivÃduos de S. terebinthifolius, uma espÃcie diÃica (planta 1 = macho; planta 2 = fÃmea) foi analisada por CG/EM e CG/DIC. Para a planta 1, um total de 14 compostos foram identificados, representando em mÃdia mais que 81% da composiÃÃo quÃmica dos Ãleos , enquanto que para a planta 2 foram identificados 8 compostos, representando em mÃdia mais de 98% da composiÃÃo dos Ãleos. Os mesmos mostraram composiÃÃes quÃmicas distintas com grandes concentraÃÃes de monoterpenos, sendo o cis-ocimeno (52%) e o Ãocimeno (19%) os componentes majoritÃrios da planta 1, e o limoneno (93%) o constituinte principal dos Ãleos da planta 2.

Orientador: Edésio Luiz Simionatto. / Co-orientador: Alberto Wisniewski Junior. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Orientador: Iêda Maria Begnini. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Ricardo Andrade Rebelo. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Mirtes Costa / Banca: Theresa Christina Monteiro de Lima / Banca: Ricardo Luiz Nunes de Souza / Banca: Silvia Mitiko Nishida / Banca: Luiz claudio Di Stasi / Resumo: A depressão e a ansiedade representam algumas das mais comuns e proliferativas desordens mentais no mundo. Tradicionalmente se postula que ansiedade e depressão são desordens separadas e distintas. Entretanto, muitos estudos clínicos têm demonstrado uma grande sobreposição entre esses dois estados. Atualmente, a maioria dos transtornos de ansiedade é tratada com drogas que interferem, de modo mais ou menos seletivo, com a neurotransmissão gabaérgica, serotonérgica e/ou noradrenérgica. A depressão, por sua vez, tem seu tratamento fundamentado no aumento da disponibilidade de serotonina e/ou noradrenalina. As drogas disponíveis na clínica não são capazes de controlar estas desordens em boa parte dos pacientes e possuem efeitos colaterais importantes. Dessa forma, os múltiplos efeitos adversos das drogas disponíveis, e a sua eficácia limitada em uma considerável proporção de pacientes, justificam os esforços no sentido de se encontrar novas substâncias com potencial atividade no tratamento destas desordens. As espécies vegetais Cymbopogon citratus e Citrus aurantium apresentam este potencial, pois são utilizadas na medicina popular como calmante e sedativa. Resultados prévios demonstraram a presença de atividade ansiolítica no óleo essencial (OE) obtido de ambas as espécies. No presente trabalho o OE de C. citratus apresentou atividade ansiolítica resultante da interação com o complexo receptor GABA-benzodiazepínico na dose de 10 mg/kg após tratamento agudo (v.o.). Além disso, o tratamento concomitante com doses não efetivas de diazepam e OE demonstrou efeito sinérgico entre as duas preparações. Por sua vez, o OE de C. aurantium apresentou atividade ansiolítica na dose de 5 mg/kg (v.o.) mediada pelos receptores serotonérgicos do tipo 5-HT1A... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Depression and anxiety represent two of the most common and proliferating mental disorders in the world. Traditionally, anxiety and depression disorders have been considered separate and distinct. However, many clinical studies have shown a significant comorbidity between these two states. Currently, most anxiety disorders are treated with drugs that interfere, more or less selectively, with GABAergic, serotonergic and/or noradrenergic neurotransmission. The treatment of depression, on the other hand, has been based on the increased availability of serotonin and/or norepinephrine. The drugs available in a clinic are not able to control these disorders in many patients and also have significant side effects. Thus, based on the multiple adverse effects of available drugs and their limited efficacy in a considerable proportion of patients, significant efforts are justified for finding new substances that could potentially treat these disorders, particularly, the plant species Cymbopogon citratus and Citrus aurantium because they are used in folk medicine as tranquilizers and sedatives. Previous results demonstrated the presence of anxiolytic-like activity in the essential oil (EO) obtained from both species. In this work, the C. citratus EO showed anxiolytic-like activity resulting from interaction with the GABA-benzodiazepine receptor complex at a dose of 10 mg/kg after acute oral treatment. Moreover, concomitant treatment with ineffective doses of diazepam and EO showed a synergistic effect between the two preparations. In turn, the C. aurantium EO showed anxiolytic-like activity at a dose of 5 mg/kg (p.o.) mediated by serotonin receptors of 5-HT1A type, and, after 14 days of treatment, the EO showed anxiolytic-like effects at a dose of 1 mg/kg/day. Neurochemical changes were not detected in the cortex, striatum... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 1999.

Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2000.

Doutor -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2000.