Esta tese de doutorado aborda alguns aspectos do estudo de plantas medicinais e de princípios ativos naturais. Os procedimentos experimentais incluíram o estudo fitoquímico de uma planta medicinal da família Asteraceae, o desenvolvimento de um método analítico com validação das análises empregadas e o estudo de atividades biológicas relativas ao processo inflamatório. A primeira etapa compreendeu o estudo fitoquímico da planta medicinal Smallanthus sonchifolius (Asteraceae), envolvendo o isolamento de metabólitos secundários da classe dos terpenóides. Do extrato de lavagem foliar foram isoladas as seguintes lactonas sesquiterpênicas (LSTs): enidrina, uvedalina, sonchifolina, fluctuanina, polimatina B, (1Z,4E)-8β-metacriloilóxi-9α-acetoilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido-14-oato de metila, (1Z,4E)-8β-angeloilóxi-14-oxo-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido, (1Z,4E)-8β-metacriloilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido-14-oato de metila, ácido (1Z,4E)-8β-angeloilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido-14-óico e (1Z)-3α,4β-epóxi-8β-[(1Z,4E)-(2S,3R)-2-hidróxi-3-óxi-(8β-angeloilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido)]-9α-acetoilóxi-germacra-1(10),11(13)-dien-6α,12-olido-14-oato de metila. A segunda etapa tratou do desenvolvimento de método e validação das análises para controle de qualidade químico de S. sonchifolius em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Além disso, foi realizada a quantificação do principal metabólito secundário isolado nos extratos glandulares e de lavagem foliar, a LST enidrina. Esta substância compõe 0,97 % do peso seco das folhas de S. sonchifolius. A terceira etapa refere-se às atividades biológicas, as quais foram avaliadas empregando-se diversos ensaios. Também foi realizada a otimização de método para avaliação da secreção de elastase por neutrófilos humanos e o estudo da estimulação basal de neutrófilos. Ainda foram investigados os efeitos de produtos fitoterápicos, como gel de Arnica montana e extrato de Harpagophytum procumbens, e de metabólitos secundários, como LSTs e alcalóides, na atividade enzimática de elastase, na secreção de elastase por neutrófilos, na ativação do fator de transcrição NF-κB via EMSA, na produção de luciferase por meio de reporter gen assay e de interleucina-8 via ELISA. Com exceção de dois alcalóides, todas as substâncias e produtos testados apresentaram atividades de inibição dos processos inflamatórios investigados. / This Ph.D. thesis deals with some aspects of the study of medicinal plants and their biologically active natural compounds. The experimental procedures comprised the phytochemical study of a plant from the family Asteraceae, the development of an analytical method with validation of the employed analysis and the study of the biological activities related to the inflammatory process. The first step comprised the phytochemical study of the medicinal plant Smallanthus sonchifolius (Asteraceae) and the isolation of secondary metabolites. From the leaf rinse extract were isolated the sesquiterpene lactones (STLs) enhydrin, uvedalin, sonchifolin, fluctuanin, polymatin B, methyl (1Z,4E)-8β-metacryloyloxy-9α-acetoyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide-14-ate, (1Z,4E)-8β-angeloyloxy-14-oxo-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide, methyl (1Z,4E)-8β-metacryloyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide-14-ate, (1Z,4E)-8β-angeloyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide-14-oic acid, methyl (1Z)-3α,4β-epoxy-8β-[(1Z,4E)-(2S,3R)-2-hydroxy-3-oxy-(8β-angeloyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide)]-9α-acetoyloxy-germacra-1(10),11(13)-dien-6α,12-olide-14-ate. The second part was related to the development and validation of a chromatographic method for the chemical quality control of S. sonchifolius using high performance liquid chromatography (HPLC). Furthermore, the quantification of the main secondary metabolite, the STL enhydrin on glandular and leaf rinse extracts was also performed. This compound comprises 0,97 % of dried leaves weight of the plant. The third part deals with biological activities, which were investigated through different assays. One method for the study of the elastase release from human neutrophils was evaluated and the basal stimulation of neutrophils was studied. The effects of phytoterapeutic agents, like Arnica montana gel and Harpagophytum procumbens extract, and of the secondary metabolites, like LSTs and alkaloids, on the enzymatic activity of elastase, on elastase release from neutrophils, on the activation of the transcription factor NF-κB through EMSA, on luciferase production through reporter gene assay and on interleucina-8 production through ELISA were also carried out. Both phytoterapeutic agents as well as the great majority of the tested compounds showed some inhibitory activity over the investigated inflammatory processes.

Esta tese de doutorado aborda alguns aspectos do estudo de plantas medicinais e de princípios ativos naturais. Os procedimentos experimentais incluíram o estudo fitoquímico de uma planta medicinal da família Asteraceae, o desenvolvimento de um método analítico com validação das análises empregadas e o estudo de atividades biológicas relativas ao processo inflamatório. A primeira etapa compreendeu o estudo fitoquímico da planta medicinal Smallanthus sonchifolius (Asteraceae), envolvendo o isolamento de metabólitos secundários da classe dos terpenóides. Do extrato de lavagem foliar foram isoladas as seguintes lactonas sesquiterpênicas (LSTs): enidrina, uvedalina, sonchifolina, fluctuanina, polimatina B, (1Z,4E)-8β-metacriloilóxi-9α-acetoilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido-14-oato de metila, (1Z,4E)-8β-angeloilóxi-14-oxo-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido, (1Z,4E)-8β-metacriloilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido-14-oato de metila, ácido (1Z,4E)-8β-angeloilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido-14-óico e (1Z)-3α,4β-epóxi-8β-[(1Z,4E)-(2S,3R)-2-hidróxi-3-óxi-(8β-angeloilóxi-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olido)]-9α-acetoilóxi-germacra-1(10),11(13)-dien-6α,12-olido-14-oato de metila. A segunda etapa tratou do desenvolvimento de método e validação das análises para controle de qualidade químico de S. sonchifolius em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Além disso, foi realizada a quantificação do principal metabólito secundário isolado nos extratos glandulares e de lavagem foliar, a LST enidrina. Esta substância compõe 0,97 % do peso seco das folhas de S. sonchifolius. A terceira etapa refere-se às atividades biológicas, as quais foram avaliadas empregando-se diversos ensaios. Também foi realizada a otimização de método para avaliação da secreção de elastase por neutrófilos humanos e o estudo da estimulação basal de neutrófilos. Ainda foram investigados os efeitos de produtos fitoterápicos, como gel de Arnica montana e extrato de Harpagophytum procumbens, e de metabólitos secundários, como LSTs e alcalóides, na atividade enzimática de elastase, na secreção de elastase por neutrófilos, na ativação do fator de transcrição NF-κB via EMSA, na produção de luciferase por meio de reporter gen assay e de interleucina-8 via ELISA. Com exceção de dois alcalóides, todas as substâncias e produtos testados apresentaram atividades de inibição dos processos inflamatórios investigados. / This Ph.D. thesis deals with some aspects of the study of medicinal plants and their biologically active natural compounds. The experimental procedures comprised the phytochemical study of a plant from the family Asteraceae, the development of an analytical method with validation of the employed analysis and the study of the biological activities related to the inflammatory process. The first step comprised the phytochemical study of the medicinal plant Smallanthus sonchifolius (Asteraceae) and the isolation of secondary metabolites. From the leaf rinse extract were isolated the sesquiterpene lactones (STLs) enhydrin, uvedalin, sonchifolin, fluctuanin, polymatin B, methyl (1Z,4E)-8β-metacryloyloxy-9α-acetoyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide-14-ate, (1Z,4E)-8β-angeloyloxy-14-oxo-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide, methyl (1Z,4E)-8β-metacryloyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide-14-ate, (1Z,4E)-8β-angeloyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide-14-oic acid, methyl (1Z)-3α,4β-epoxy-8β-[(1Z,4E)-(2S,3R)-2-hydroxy-3-oxy-(8β-angeloyloxy-germacra-1(10),4,11(13)-trien-6α,12-olide)]-9α-acetoyloxy-germacra-1(10),11(13)-dien-6α,12-olide-14-ate. The second part was related to the development and validation of a chromatographic method for the chemical quality control of S. sonchifolius using high performance liquid chromatography (HPLC). Furthermore, the quantification of the main secondary metabolite, the STL enhydrin on glandular and leaf rinse extracts was also performed. This compound comprises 0,97 % of dried leaves weight of the plant. The third part deals with biological activities, which were investigated through different assays. One method for the study of the elastase release from human neutrophils was evaluated and the basal stimulation of neutrophils was studied. The effects of phytoterapeutic agents, like Arnica montana gel and Harpagophytum procumbens extract, and of the secondary metabolites, like LSTs and alkaloids, on the enzymatic activity of elastase, on elastase release from neutrophils, on the activation of the transcription factor NF-κB through EMSA, on luciferase production through reporter gene assay and on interleucina-8 production through ELISA were also carried out. Both phytoterapeutic agents as well as the great majority of the tested compounds showed some inhibitory activity over the investigated inflammatory processes.

A busca por moléculas de origem natural que ocupem um espaço químico diferente daquelas já existentes tornou-se uma necessidade para atender às novas demandas das indústrias farmacêuticas. A pesquisa envolvendo transformações microbianas de metabólitos secundários de origem vegetal pode ser utilizada como uma nova ferramenta na biosíntese destas novas substâncias, favorecendo a criação de bibliotecas ricas em estruturas com o emprego em diversos alvos biológicos. A tagitinina C é uma lactona sesquiterpênica isolada da Tithonia diversifolia (Asteraceae). Essa substância possui diversas atividades biológicas descritas na literatura. Contudo, há certa ressalva no uso de lactonas sesquiterpênicas para fins terapêuticos devido à elevada toxicidade apresentada por essas substâncias. A biotransformação de substâncias naturais de elevado interesse farmacológico pode ser utilizada com o intuito de diminuir seus efeitos tóxicos ou ampliar sua capacidade terapêutica. Assim, esse trabalho teve como objetivo a utilização de fungos para a biotranformação da tagitinina C. Os resultados obtidos mostraram que os fungos de solo Aspergillus terreus e Mucor rouxii possuem a capacidade de biotransformar tagitinina C. O fungo Aspergillus terreus levou a formação de um produto biotransformado através de uma reação não usual de epoxidação entres os C4-C5 e ainda metoxilação do C1, formando então 1-metóxi-3-hidróxi-3,10-4,5-diepóxi-8-isobutiroilóxi-germacra-11(13)-en-6,12-olido. Os resultados obtidos nesse trabalho demostram que é possível a utilização de fungos na biotransformação da tagitinina C, levando a alterações na molécula que podem influenciar no seu potencial tóxico ou terapêutico. / The search for molecules of natural origin that place a chemical space which is different from the already existing has become that a need in process of discovery new chemical entities with pharmacological interest that support the demand of the pharmaceutical industries. Research involving microbial transformations the secondary metabolites from plants can be used as an alternative for the biosynthesis of such new compounds, thus facilitating the creation of libraries which are rich in structures to be screened against diverse biological targets. Tagitin C is a sesquiterpene lactone isolated from Tithonia diversifolia (Asteraceae) that displays several biological activities already described in the literature. Howeever, due to several reports describing toxic effects of sesquiterpenes lactones, there is a concern in its oral use. Thus, the biotransformation of pharmacologically interesting substances can be carried out with the aim to decrease their toxic effects or amplify their therapeutic properties. Therefore, this work aimed at using of fungi to perform biotransformations of tagitin C. The results showed that the soil fungi Aspergillus terreus and Mucor rouxii have the ability to carry out biological transformations of tagitinin C. The fungus A. terreus led to the formation of a different product through an unusual reaction of epoxidation between C4-C5 and metoxilation of C1 of tagitinin C, the derivative 1-methoxy-3-hydroxy-3,10-4,5-diepoxy-8-isobutiroyloxygermacr- 11 (13)-en-6 ,12-olide. The results of this work show that it is possible to use soil fungi in the biotransformation of tagitinin C, leading to changes in the chemical structure that may influence its toxic or therapeutic potential.

O processo de transformação microbiana de metabólitos secundários é uma técnica emergente no Brasil e que apresenta enorme potencial para obtenção de substâncias biotransformadas com novas e diferentes moléculas, as quais podem apresentar melhor desempenho de suas atividades biológicas. O objetivo do presente projeto foi efetuar transformações microbianas de metabólitos secundários oriundos da espécie vegetal Viguiera robusta Gardn. (família Asteraceae), com ênfase nas lactonas sesquiterpênicas (LSTs), para posterior avaliação de sua citotoxicidade frente a linhagens celulares. As etapas de isolamento e purificação de LSTs foram realizadas através de métodos cromatográficos e a elucidação estrutural através de métodos espectroscópicos. A avaliação da atividade citotóxica dos metabólitos biotransformados foi proposta em virtude de estudos iniciais indicarem potencial citotóxico da LST budleína A frente às linhagens SK-BR-3 (adenocarcinoma de mama) e células leucêmicas JURKAT. / The microbial transformation of secondary metabolites is an emerging technique in Brazil with high potential to obtain biotransformed compounds with new and different molecules which can show enhanced biological activities. Herein, microbial transformations of secondary metabolites from Viguiera robusta Gardn. (family Asteraceae), with emphasis in sesquiterpene lactones (STLs), were proposed with the aim to evaluate their cytotoxic activity against tumor cells lines. Isolation and purification of STLs were carried out through chromatographic methods and structural elucidation by spectroscopic methods. The evaluation of cytotoxic activity of the biotransformed metabolites was proposed due to the fact that previous studies indicated potential cytotoxic activity of the STLs budlein A against SK-BR-3 and JURKAT cells lines.

A busca por moléculas de origem natural que ocupem um espaço químico diferente daquelas já existentes tornou-se uma necessidade para atender às novas demandas das indústrias farmacêuticas. A pesquisa envolvendo transformações microbianas de metabólitos secundários de origem vegetal pode ser utilizada como uma nova ferramenta na biosíntese destas novas substâncias, favorecendo a criação de bibliotecas ricas em estruturas com o emprego em diversos alvos biológicos. A tagitinina C é uma lactona sesquiterpênica isolada da Tithonia diversifolia (Asteraceae). Essa substância possui diversas atividades biológicas descritas na literatura. Contudo, há certa ressalva no uso de lactonas sesquiterpênicas para fins terapêuticos devido à elevada toxicidade apresentada por essas substâncias. A biotransformação de substâncias naturais de elevado interesse farmacológico pode ser utilizada com o intuito de diminuir seus efeitos tóxicos ou ampliar sua capacidade terapêutica. Assim, esse trabalho teve como objetivo a utilização de fungos para a biotranformação da tagitinina C. Os resultados obtidos mostraram que os fungos de solo Aspergillus terreus e Mucor rouxii possuem a capacidade de biotransformar tagitinina C. O fungo Aspergillus terreus levou a formação de um produto biotransformado através de uma reação não usual de epoxidação entres os C4-C5 e ainda metoxilação do C1, formando então 1-metóxi-3-hidróxi-3,10-4,5-diepóxi-8-isobutiroilóxi-germacra-11(13)-en-6,12-olido. Os resultados obtidos nesse trabalho demostram que é possível a utilização de fungos na biotransformação da tagitinina C, levando a alterações na molécula que podem influenciar no seu potencial tóxico ou terapêutico. / The search for molecules of natural origin that place a chemical space which is different from the already existing has become that a need in process of discovery new chemical entities with pharmacological interest that support the demand of the pharmaceutical industries. Research involving microbial transformations the secondary metabolites from plants can be used as an alternative for the biosynthesis of such new compounds, thus facilitating the creation of libraries which are rich in structures to be screened against diverse biological targets. Tagitin C is a sesquiterpene lactone isolated from Tithonia diversifolia (Asteraceae) that displays several biological activities already described in the literature. Howeever, due to several reports describing toxic effects of sesquiterpenes lactones, there is a concern in its oral use. Thus, the biotransformation of pharmacologically interesting substances can be carried out with the aim to decrease their toxic effects or amplify their therapeutic properties. Therefore, this work aimed at using of fungi to perform biotransformations of tagitin C. The results showed that the soil fungi Aspergillus terreus and Mucor rouxii have the ability to carry out biological transformations of tagitinin C. The fungus A. terreus led to the formation of a different product through an unusual reaction of epoxidation between C4-C5 and metoxilation of C1 of tagitinin C, the derivative 1-methoxy-3-hydroxy-3,10-4,5-diepoxy-8-isobutiroyloxygermacr- 11 (13)-en-6 ,12-olide. The results of this work show that it is possible to use soil fungi in the biotransformation of tagitinin C, leading to changes in the chemical structure that may influence its toxic or therapeutic potential.

O processo de transformação microbiana de metabólitos secundários é uma técnica emergente no Brasil e que apresenta enorme potencial para obtenção de substâncias biotransformadas com novas e diferentes moléculas, as quais podem apresentar melhor desempenho de suas atividades biológicas. O objetivo do presente projeto foi efetuar transformações microbianas de metabólitos secundários oriundos da espécie vegetal Viguiera robusta Gardn. (família Asteraceae), com ênfase nas lactonas sesquiterpênicas (LSTs), para posterior avaliação de sua citotoxicidade frente a linhagens celulares. As etapas de isolamento e purificação de LSTs foram realizadas através de métodos cromatográficos e a elucidação estrutural através de métodos espectroscópicos. A avaliação da atividade citotóxica dos metabólitos biotransformados foi proposta em virtude de estudos iniciais indicarem potencial citotóxico da LST budleína A frente às linhagens SK-BR-3 (adenocarcinoma de mama) e células leucêmicas JURKAT. / The microbial transformation of secondary metabolites is an emerging technique in Brazil with high potential to obtain biotransformed compounds with new and different molecules which can show enhanced biological activities. Herein, microbial transformations of secondary metabolites from Viguiera robusta Gardn. (family Asteraceae), with emphasis in sesquiterpene lactones (STLs), were proposed with the aim to evaluate their cytotoxic activity against tumor cells lines. Isolation and purification of STLs were carried out through chromatographic methods and structural elucidation by spectroscopic methods. The evaluation of cytotoxic activity of the biotransformed metabolites was proposed due to the fact that previous studies indicated potential cytotoxic activity of the STLs budlein A against SK-BR-3 and JURKAT cells lines.

A química de produtos naturais sempre foi uma fonte importante de novas substâncias e de substâncias bioativas. No mundo moderno, o homem utiliza os produtos naturais para diversos fins: corantes, edulcorantes, essências, defensivos agrícolas e principalmente medicamentos. Com o desenvolvimento das técnicas de isolamento de substâncias, cresceu a necessidade de organizar as informações obtidas e também a criação de meios para a identificação mais rápida das substâncias isoladas. Esta foi uma das necessidades que fez surgir a Quimioinformática. Quimioinformática é uma disciplina que utiliza os métodos da informática para organizar dados químicos, analisar estes dados e gerar novas informações a partir destes dados. Esta ferramenta tem sido utilizada com sucesso em procura por novas drogas (QSAR/QSPR), elucidação estrutural automatizada de substâncias orgânicas e em cálculos e previsão de propriedades físico-químicas de diversas moléculas. Os objetivos do presente trabalho foram o estudo fitoquímico de espécies dos gêneros Dimerostemma e Ichthyothere com o intuito de isolar novas substâncias e o desenvolvimento de técnicas envolvendo quimioinformática com o intuito de auxiliar a elucidação estrutural de produtos naturais. Realizou-se a técnica de microamstragem de tricomas glandulares de diversas espécies pertencentes a gêneros da tribo Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Através da microamostragem foi possível identificar diversas substâncias presentes nos tricomas glandulares das espécies analisadas. Das duas espécies de Dimerostemma investigadas (D. brasilianum e D. rotundifolium) foi possível identificar dois germacrolidos e dois eudesmanolidos, enquanto que de Ichthyothere terminalis foi possível a identificação de dois melampolidos, todos eles lactonas sesquiterpênicas. Foram treinadas redes neurais artificiais para a realização da identificação dos esqueletos carbônicos de determinadas substâncias a partir dos dados obtidos através dos espectros de RMN 13C, sendo que os resultados obtidos podem ser considerados satisfatórios. Foi desenvolvido um software para efetuar a identificação automática de substâncias através da comparação com uma biblioteca de padrões que possui dados cromatográficos de 51 lactonas sesquiterpênicas. Esse software, chamado de NAPROSYS, também é capaz de fazer comparação de dados de RMN de amostra com dados de RMN presentes em uma biblioteca de dados, tornando possível a identificação imediata de substâncias presentes na biblioteca e também auxiliar a elucidação estrutural de substâncias que não estão nela presentes. Para testar a eficiência do NAPROSYS, o programa foi utilizado com sucesso para identificar LSTs através da microamostragem de tricomas glandulares. A eficiência do NAPROSYS em identificar dados de RMN de substâncias presentes na biblioteca foi testada com substâncias isoladas do gênero Tithonia e Viguiera que possuem substâncias bem descritas na literatura e já isoladas no nosso laboratório, sendo que os resultados apresentados foram excelentes. Criou-se também dois modelos de redes neurais para prever tempos de retenção de lactonas sesquiterpênicas em cromatografia líquida (QSRR) com o objetivo de melhorar o desempenho do NAPROSYS em análises de dados cromatográficos. Os resultados para este caso, embora coerentes, precisam ser melhorados. Neste trabalho concluimos que o uso das técnicas clássicas juntamente com as novas técnicas de Quimoinformática pode se tornar uma ferramenta muito eficaz para a elucidação estrutural e busca de substâncias com determinadas propriedades químicas ou mesmo na bioprospecção de novas substâncias bioativas. / Natural products chemistry has always been an important source for new andbioactive compounds. In modern world, mankind uses natural products to do many tasks: colouring, as essences, as agricultural defensives and many as medicines. Within the development of compound isolation techniques, the need for information organisation has grown. The need for quickly identification of isolated compounds has also grown. This was one of the necessities that made Chemoinformatics emerge. Chemoinformatics is a discipline that uses informatics as a tool to organise, analise and to generate new knowledge from chemical data. This tool has been used with success in automate structure elucidation, drug development (QSAR/QSPR) and to predict chemical-physical data of many molecules. The aims of the present work were the phytochemical study of species of the genera Dimerostemma and Ichthyothere to isolate new compounds, and the development of chemoinformatics techniques to aid natural products structure elucidation. The glandular trichome microsampling was made for diverse species of genera from the tribe Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Many compounds were identified through glandular trichome microsampling. Two germacrolides and two eudesmanolides were identified from Dimerostemma species (D. brasilianum and D. episcopale), while from Ichthyothere terminalis two melampolides were identified, all of them being sesquiterpene lactones. Artificial Neural Networks were trained to make skeleton identification from data obtained from 13C NMR and the obtained results can be considered satisfactory. A software was developed to make automatic compound identification through the comparation with a compound library that possesses data from 51 STLs. This software is called NAPROSYS is also able to compare the NMR data of the sample with the NMR data stored into a compound library, making the imediate identification of compounds present into library possible and also help the structure elucidation of unknown compounds. To test NAPROSYS\' efficience to identify NMR data of compunds sored into the library was made with compounds isolated from species of Tithonia and Viguiera genera, because these genera has well describe compounds in the literature and that has been isolated in our laboratory, and the obtained results are excellent. Two Artificial Neural Network models were created to predict the retention time of sesquiterpene lactones in liquid cromatography (QSRR) with the aim of improve NAPROSYS performance in cromatographic data analysis. The results for this case, although coherent, can be improved. The conclusion of this work is that the use of classical techniques with the new techniques of chemoinformatics can be a very efficient tool to make structure elucidation, search for compounds with certain chemical properties and even the search for new bioactive compounds.

O presente trabalho mostra a utilização de métodos computacionais e os resultados obtidos na determinação estrutural de produtos naturais, neste caso sesquiterpenos lactonizados. Nosso grupo de pesquisa tem desenvolvido nos últimos anos o projeto denominado SISTEMAT para a determinação estrutural de produtos naturais. Este sistema é composto de programas utilizados para a construção de bancos de dados capazes de armazenar qualquer tipo de informação referente a substâncias orgânicas, e programas que permitem a recuperação e análise das informações contidas nos bancos de dados (programas aplicativos). Foi também construído um programa para a previsão de espectros de RMN 13C utilizando modelos tridimensionais para a representação das moléculas. O programa considera cada carbono e sua vizinhança química em três dimensões como uma subestrutura. Para encontrar o deslocamento químico equivalente a uma nova subestrutura, ele procura no banco de dados um carbono com uma vizinhança equivalente. O banco de dados criado para o SISTEMAT contém 1300 espectros de RMN 13C de sesquiterpenos lactonizados, enquanto que o utilizado para o programa simulador de espectros de RMN 13C possui 1600 substâncias codificadas. / This work shows the use of computational methods and the results obtained in the structure determination of sesquiterpene lactones. Our research group have developed in the last years the expert system named SISTEMAT, to structure determination of natural products. This system have programs used to construct a database able to store any kind of information about the compounds and programs used to retrieve and analyse informations obtained in the database. It was also planned a program to make predictions of 13C NMR spectra of sesquiterpene lactones. It uses a codification working with tridimensional substructures. The program treats each carbon atom and its neighbouring as a substructure. It can scan all the database for other equal or similar chemical shift values that can be used to predict the 13C NMR spectrum for a new compound. The current database contains about 1300 13C NMR spectra of sesquiterpene lactones. The other database used in the program for 13C NMR prediction has 1600 compounds.

A química de produtos naturais sempre foi uma fonte importante de novas substâncias e de substâncias bioativas. No mundo moderno, o homem utiliza os produtos naturais para diversos fins: corantes, edulcorantes, essências, defensivos agrícolas e principalmente medicamentos. Com o desenvolvimento das técnicas de isolamento de substâncias, cresceu a necessidade de organizar as informações obtidas e também a criação de meios para a identificação mais rápida das substâncias isoladas. Esta foi uma das necessidades que fez surgir a Quimioinformática. Quimioinformática é uma disciplina que utiliza os métodos da informática para organizar dados químicos, analisar estes dados e gerar novas informações a partir destes dados. Esta ferramenta tem sido utilizada com sucesso em procura por novas drogas (QSAR/QSPR), elucidação estrutural automatizada de substâncias orgânicas e em cálculos e previsão de propriedades físico-químicas de diversas moléculas. Os objetivos do presente trabalho foram o estudo fitoquímico de espécies dos gêneros Dimerostemma e Ichthyothere com o intuito de isolar novas substâncias e o desenvolvimento de técnicas envolvendo quimioinformática com o intuito de auxiliar a elucidação estrutural de produtos naturais. Realizou-se a técnica de microamstragem de tricomas glandulares de diversas espécies pertencentes a gêneros da tribo Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Através da microamostragem foi possível identificar diversas substâncias presentes nos tricomas glandulares das espécies analisadas. Das duas espécies de Dimerostemma investigadas (D. brasilianum e D. rotundifolium) foi possível identificar dois germacrolidos e dois eudesmanolidos, enquanto que de Ichthyothere terminalis foi possível a identificação de dois melampolidos, todos eles lactonas sesquiterpênicas. Foram treinadas redes neurais artificiais para a realização da identificação dos esqueletos carbônicos de determinadas substâncias a partir dos dados obtidos através dos espectros de RMN 13C, sendo que os resultados obtidos podem ser considerados satisfatórios. Foi desenvolvido um software para efetuar a identificação automática de substâncias através da comparação com uma biblioteca de padrões que possui dados cromatográficos de 51 lactonas sesquiterpênicas. Esse software, chamado de NAPROSYS, também é capaz de fazer comparação de dados de RMN de amostra com dados de RMN presentes em uma biblioteca de dados, tornando possível a identificação imediata de substâncias presentes na biblioteca e também auxiliar a elucidação estrutural de substâncias que não estão nela presentes. Para testar a eficiência do NAPROSYS, o programa foi utilizado com sucesso para identificar LSTs através da microamostragem de tricomas glandulares. A eficiência do NAPROSYS em identificar dados de RMN de substâncias presentes na biblioteca foi testada com substâncias isoladas do gênero Tithonia e Viguiera que possuem substâncias bem descritas na literatura e já isoladas no nosso laboratório, sendo que os resultados apresentados foram excelentes. Criou-se também dois modelos de redes neurais para prever tempos de retenção de lactonas sesquiterpênicas em cromatografia líquida (QSRR) com o objetivo de melhorar o desempenho do NAPROSYS em análises de dados cromatográficos. Os resultados para este caso, embora coerentes, precisam ser melhorados. Neste trabalho concluimos que o uso das técnicas clássicas juntamente com as novas técnicas de Quimoinformática pode se tornar uma ferramenta muito eficaz para a elucidação estrutural e busca de substâncias com determinadas propriedades químicas ou mesmo na bioprospecção de novas substâncias bioativas. / Natural products chemistry has always been an important source for new andbioactive compounds. In modern world, mankind uses natural products to do many tasks: colouring, as essences, as agricultural defensives and many as medicines. Within the development of compound isolation techniques, the need for information organisation has grown. The need for quickly identification of isolated compounds has also grown. This was one of the necessities that made Chemoinformatics emerge. Chemoinformatics is a discipline that uses informatics as a tool to organise, analise and to generate new knowledge from chemical data. This tool has been used with success in automate structure elucidation, drug development (QSAR/QSPR) and to predict chemical-physical data of many molecules. The aims of the present work were the phytochemical study of species of the genera Dimerostemma and Ichthyothere to isolate new compounds, and the development of chemoinformatics techniques to aid natural products structure elucidation. The glandular trichome microsampling was made for diverse species of genera from the tribe Heliantheae (Viguiera, Tithonia, Dimerostemma). Many compounds were identified through glandular trichome microsampling. Two germacrolides and two eudesmanolides were identified from Dimerostemma species (D. brasilianum and D. episcopale), while from Ichthyothere terminalis two melampolides were identified, all of them being sesquiterpene lactones. Artificial Neural Networks were trained to make skeleton identification from data obtained from 13C NMR and the obtained results can be considered satisfactory. A software was developed to make automatic compound identification through the comparation with a compound library that possesses data from 51 STLs. This software is called NAPROSYS is also able to compare the NMR data of the sample with the NMR data stored into a compound library, making the imediate identification of compounds present into library possible and also help the structure elucidation of unknown compounds. To test NAPROSYS\' efficience to identify NMR data of compunds sored into the library was made with compounds isolated from species of Tithonia and Viguiera genera, because these genera has well describe compounds in the literature and that has been isolated in our laboratory, and the obtained results are excellent. Two Artificial Neural Network models were created to predict the retention time of sesquiterpene lactones in liquid cromatography (QSRR) with the aim of improve NAPROSYS performance in cromatographic data analysis. The results for this case, although coherent, can be improved. The conclusion of this work is that the use of classical techniques with the new techniques of chemoinformatics can be a very efficient tool to make structure elucidation, search for compounds with certain chemical properties and even the search for new bioactive compounds.

O presente trabalho mostra a utilização de métodos computacionais e os resultados obtidos na determinação estrutural de produtos naturais, neste caso sesquiterpenos lactonizados. Nosso grupo de pesquisa tem desenvolvido nos últimos anos o projeto denominado SISTEMAT para a determinação estrutural de produtos naturais. Este sistema é composto de programas utilizados para a construção de bancos de dados capazes de armazenar qualquer tipo de informação referente a substâncias orgânicas, e programas que permitem a recuperação e análise das informações contidas nos bancos de dados (programas aplicativos). Foi também construído um programa para a previsão de espectros de RMN 13C utilizando modelos tridimensionais para a representação das moléculas. O programa considera cada carbono e sua vizinhança química em três dimensões como uma subestrutura. Para encontrar o deslocamento químico equivalente a uma nova subestrutura, ele procura no banco de dados um carbono com uma vizinhança equivalente. O banco de dados criado para o SISTEMAT contém 1300 espectros de RMN 13C de sesquiterpenos lactonizados, enquanto que o utilizado para o programa simulador de espectros de RMN 13C possui 1600 substâncias codificadas. / This work shows the use of computational methods and the results obtained in the structure determination of sesquiterpene lactones. Our research group have developed in the last years the expert system named SISTEMAT, to structure determination of natural products. This system have programs used to construct a database able to store any kind of information about the compounds and programs used to retrieve and analyse informations obtained in the database. It was also planned a program to make predictions of 13C NMR spectra of sesquiterpene lactones. It uses a codification working with tridimensional substructures. The program treats each carbon atom and its neighbouring as a substructure. It can scan all the database for other equal or similar chemical shift values that can be used to predict the 13C NMR spectrum for a new compound. The current database contains about 1300 13C NMR spectra of sesquiterpene lactones. The other database used in the program for 13C NMR prediction has 1600 compounds.