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Previous issue date: 2015-02-23 / Phytochemical studies with Xylopia langsdorffiana (Annonaceae), have described isolation of
trachylobane, atisane, kaurane, and labdane diterpenes, from the leaves, fruits, stems and roots
of the species. Maytenus distichophylla (Celastraceae), popularly known as espinheira santa –
(sacred thorn bush), is used in folk medicine to treat stomach ulcers, and data from the literature
report the isolation of triterpenoids friedelane, and pyrimidine sesquiterpene alkaloids.
Computer aided drug design brings optimizing techniques that facilitate the discovery of new
drugs, offering features that allow the connection of compounds to known proteins in three
dimensions, and the resulting models are able to predict reliable experimental values for
biologically active molecules, making the search for biologically active compounds more
efficient. Our work associated experimental tests and computational investigations based on
plants selected from the Paraiban flora: X. langsdorffiana, M. distichophylla, and other
Maytenus species. We report the experimental tests performed with roots and stems of
Maytenus distichophylla that enabled extraction and structural determination of flavonoids,
steroids, and friedelane and lupane triterpenoids. Parallel studies were developed using
computational docking, PLS, and hydrophobicity, with 15 triterpenoids isolated from Maytenus
species (including M. distichophylla), and 17 diterpenes isolated from X. langsdorffiana.
Further, we determined chemical compositions (by GC-MS and NMR), and modulation activity
against multi-resistant bacteria. Essential oils of three X. langsdorffiana specimens were
analyzed by Principal Component Analysis (PCA). Three compounds were isolated from stems
of M. distichophylla by chromatographic techniques: 3-oxo-12α-hydroxyfriedelane, 30-
hydroxyfriedelan-3one and 29-hydroxyfriedelan-3-one. Another four compounds were isolated
from the roots: β-sitosterol, 11α-hydroxyglochidone, rigidenol and 4’-Omethylepigallocatechin,
this being the first report in the species of the latter three. In the
docking study, the diterpenes ent-atisan-7α-acetoxy-16α-ol, labdorfianic C acid e labdorfianic
B acid had the lowest formation energy values when respectively complexed with cruzaine,
CYP2C9, and COX. The triterpenoids with the lowest formation energy values when
complexed with these enzymes were, 3β-hydroxy-9,12-en-ursane (cruzaine), 3,4-secofriedelan-
3-oic acid (CYP2C9) and 3-oxo-12α-hydroxyfriedelane (COX). In predicting
antitumor activity, as calculated from the constructed PLS model, the diterpene labdorfianic C
acid, and triterpene 3β-hydroxyfriedelane, showed the best predicted values. The majority
compounds identified in the essential oils were: ent-atisan-16α-ol, germacrene D, limonene and
β-pinene. The monoterpenes, β-pinene and limonene, were identified in all analyzed essential
oils in different percentages. Through analysis of the essential oil of the X. langsdorffiana stem
(specimen A), NMR (¹H and ¹³C) were able to identify ent-atisan-16α-ol, the first time reported
for this species. Some essential oils from specimen A when modulated with oxacillin against S.
aureus, decreased concentration of the antibiotic by 99%. Principal component analysis (PCA)
performed with the essential oil of three X. langsdorffiana specimens allowed identifying a
similarity between the chemical species A and B, and a difference in C compared to A and/or
B. This result may be related to the age or size of the specimens, since they share the same
geographic coordinates. The models obtained in the CADD studies of were satisfactory and
generated predictive results. / Estudos fitoquímico com Xylopia langsdorffiana (Annonaceae), descrevem o isolamento de
diterpenos do tipo traquilobano, atisano, caurano e labdano, das folhas, frutos, caule e raízes da
espécie. Maytenus distichophylla (Celastraceae), conhecida popularmente como espinheira
santa, é utilizada na medicina popular para o tratamento de ulceras estomacais, e dados da
literatura relatam o isolamento de triterpenos do tipo friedelano e alcaloides sesquiterpênicos
pirimidínicos. O planejamento de fármacos auxiliado por computador, vem otimizando técnicas
que facilitam na descoberta de novos fármacos, oferecendo recursos que permitem o
acoplamento de compostos à proteínas tridimensionalmente conhecidas e originando modelos
capazes de predizer valores experimentais confiáveis para moléculas biologicamente ativas,
tornando a busca por compostos biologicamente ativos mais eficiente. Este trabalho associou
ensaios experimentais e investigações computacionais baseadas nas plantas extraídas da flora
Paraibana: X. langsdorffiana, M. distichophylla, e outras espécies do gênero Maytenus.
Reportaremos os testes experimentais realizados com raízes e caule de Maytenus distichophylla
que possibilitaram a extração e determinação estrutural de flavonoide, esteroide e, triterpenos
do tipo friedelano e lupano. Paralelamente realizamos estudos computacionais de docking, PLS
e hidrofobicidade, com 15 triterpenos isolados de espécies do gênero Maytenus (incluindo M.
distichophylla) e, 17 diterpenos isolados de X. langsdorffiana. Além disso, determinamos a
composição química (por CG-EM e RMN), e atividade moduladora frente a bactérias
multirresistentes. Os óleos essenciais das 3 espécimes de X. langsdorffiana foram analisadas
pela Análise de Componente Principal (PCA). Três compostos foram isolados do caule de M.
distichophylla por técnicas cromatográficas: 3-oxo-12α-hidroxifriedelano, 30-hidroxifriedelan-
3ona e 29-hidroxifriedelan-3-ona. Outros quatro compostos foram isolados das raízes: β-
sitosterol, 11α-hidroxigloquidona, rigidenol e 4’-O-metilepigalocatequina, sendo os três
últimos relatados pela primeira vez na espécie. No estudo de docking, os diterpenos ent-atisan-
7α-acetoxi-16α-ol, ácido labdorfiânico C e ácido labdorfiânico B apresentaram os menores
valores de energia de formação quando complexados com a cruzaína, CYP2C9 e COX,
respectivamente. Os triterpenos que apresentaram os menores valores de energia de formação
complexados com essas enzimas foram, 3β-hidroxi-9,12-en-ursano (cruzaína), ácido 3,4-secofriedelan-
3-óico (CYP2C9) e 3-oxo-12α-hidroxifriedelano (COX). Na predição da atividade
antitumoral, calculada a partir do modelo PLS construído, o diterpeno ácido labdorfiânico C, e
o triterpeno 3β-hidroxifriedelano, apresentaram os melhores valores preditos. Os compostos
majoritários identificados nos óleos essenciais foram: ent-atisan-16α-ol, germacreno D,
limoneno e β-pineno. Os monoterpenos, β-pineno e limoneno, foram identificados em todos os
óleos essenciais analisados, com diferentes porcentagens. Através da análise do óleo essencial
do caule (espécime A) de X. Langsdorffiana, por RMN (¹H e ¹³C) foi possível identificar o entatisan-
16α-ol, relatado pela primeira vez na espécie. Alguns óleos essenciais do espécime A,
quando modulados com oxacilina frente a S. aureus, diminuíram a concentração do antibiótico
em 99%. A análise de componente principal (PCA) realizada com o óleo essencial de três
espécimes de X. langsdorffiana, permitiu identificar uma similaridade química entre os
espécimes A e B, e uma diferença em C, quando comparados com A e/ou B. Este resultado
pode estar relacionado a idade ou porte dos espécimes, já que os mesmos se encontram na
mesma coordenada geográfica. Os modelos obtidos nos estudos de CADD foram satisfatórios
e geraram resultados preditivos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8826 |
| Date | 23 February 2015 |
| Creators | Esmeraldo, Paula Ferreira dos Santos |
| Contributors | Tavares, Josean Fechine, Scotti, Luciana |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos, UFPB, Brasil, Farmacologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -757877890733390419, 600, 600, 600, 1949513326075358303, 700814650651154363 |
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