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Previous issue date: 2016-07-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Several aromatic polyketide derivatives from Ginger (Zingiber officinale), like zingerone,
6-gingerol and 6-shogaol were obtained by biocatalytic reactions and semi-synthesis and
both their antifungal and cysteine-proteinase inhibitory properties were investigated. The
derivatives obtained by semi-synthesis were evaluated in the form of a first screening for
inhibition property of growth of phytopathogenic fungi Colletotrichum gloesporioides and
Fusararium oxysparum. The biotransformation of four compounds: zingerone purchased
from Sigma Aldrich, 6-gingerol isolated from ginger and its derivatives 4-methyl-6-gingerol
and 6-shogaol was investigated using whole cells of C. gloesporioides and showed
recognition of the fungal pool of enzymes capable of using such compounds as substrates.
All experiments were conducted in sterile liquid medium BD (Potato and Dextrose) under
agitation (120 rpm) and constant temperature (30° C ), obtaining the methanol extract of
mycelial mass (MM), the aqueous extract (Aq) and the ethyl acetate extract (Ac) of culture
fluid. The ethyl acetate extract was analyzed by GC-MS and ESI-MS/MS using LC-MS
techniques. The fungus C. gloesporioides proved able to promote a reaction of aromatic
oxidative coupling of zingerone, forming a dimer of this molecule. This product was
isolated, identified by NMR spectroscopy and high resolution mass spectrometry. The
biotransformation experiment was also made with isotopically labeled zingerone with
deuterium. Analysis of the ethyl acetate extract (Ac) by (-) ESI-MS / MS using LC-IT-MS
showed that dimer formation since the first day once the isotopically labeled fragments
were detected. The aromatic oxidative coupling reaction also occurs in the
biotransformation to phenolic compound 6-gingerol by C. gloesporioides. It is probable that
side chain of 6-gingerol was used as carbon source forming an alcohol with molecular
mass 168 Da. The dimer of the alcohol appears as biotransformation product. Among the
proposed semi-synthesis reactions, the insertion of an oxime ether subunit from zingerone
as starting material was obtained. Despite the molecular modeling indicates good
complementarity with the catalytic site model cysteinyl preoteases, the product obtained
does not show inhibitory activity against the enzymes L and V to 25 uM. The oximine
derivative of 8-gingerol, presented halo of inhibition against the proliferation of fungus
C.gloesporioides in disk diffusion test on PDA (Potato Dextrose Agar) in a Petri dish. The
ethyl acetate extract (Ac) from the tenth day showed a good result of inhibition of cathepsin
V (80%). There are studies that investigate the relationship between the antifungal activity
of compounds of the property of inhibiting cysteine-preoteases as papain and cathepsin B
and L. / A obtenção de novos derivados de policetídeos aromáticos encontrados no gengibre
(Zingiber officinale), como a zingerona, o 6-gingerol e o 6-shogaol, empregando-se
reações de biocatálise e semi-síntese foram alcançados, bem como a avaliação frente à
cisteíno-proteases. Os derivados obtidos por semi-síntese foram avaliados na forma de
um primeiro screening quanto à capacidade de inibição do crescimento dos fungos
fitopatogênicos como Colletotrichum gloesporioides e Fusararium oxysparum. A
biotransformação de quatro compostos: a zingerona, obtida comercialmente, a
biotransformação do 6-gingerol, isolado do gengibre e de seus derivados 4-metil-6-
gingerol e 6-shogaol por células totais de C. gloesporioides foi investigada tendo-se o
reconhecimento do pool enzimático do fungo capaz de utilizar tais compostos como
substrato. Todos os experimentos foram conduzidos em meio líquido estéril BD (Batata
e Dextrose) sob a agitação de 120 rpm e temperatura de 30°C, obtendo-se o extrato
metanólico da massa micelial (MM), o extrato aquoso (Aq), sendo o sobrenadante após
obtenção do extrato em acetato de etila (Ac) do fluido da cultura. Os extratos Ac foram
analisados por GC-MS e ESI-MS/MS usando técnicas de LC-MS. O fungo C.
gloesporioides mostrou ser capaz em promover uma reação de acoplamento oxidativo
aromático da zingerona, formando um dímero desta molécula, tal produto foi isolado e a
estrutura química proposta com as análises dos espectros de RMN obtidos bem como
por espectrometria de massas de alta resolução; o experimento de biotransformação
também foi realizado com a zingerona marcada com deutério. A análise do extrato Ac
por (-) ESI-MS/MS usando LC-IT-MS mostrou que desde o primeiro dia há formação do
dímero o que foi confirmado pela formação de fragmentos isotopicamente marcados. A
reação de acoplamento oxidativo aromático também ocorre na biotransformação para o
composto fenólico 6-gingerol pelo C. gloesporioides, sendo que, provavelmente há
consumo da cadeia lateral pelo fungo como fonte de carbono formando um álcool com
a massa molecular de 168 Da, sendo o dímero desse álcool que aparece como produto
de biotransformação. Dentre a proposta de reação de semi-síntese, o produto da
reação de inserção da subunidade éter de oxima, tendo zingerona como material de
partida foi obtido e apesar da modelagem molecular indicar boa complementariedade
com o modelo de sítio catalítico de cisteinil-preoteases, o produto obtido não
apresentou atividade de inibição contra as enzimas L e V a 25 μM. O derivado
oximínico do 8-gingerol, apresentou halo de inibição contra a proliferação do fungo
C.gloesporioides em teste de difusão em disco em meio BDA (Batata-Dextrose-Ágar)
em placa de Petri, sendo que existem trabalhos que investigam a relação entre a
atividade antifúngica de compostos com a propriedade de inibição de cisteínopreoteases
como papaína e catepsina B e L. O extrato acetato de etila (Ac) do décimo
dia mostrou um bom resultado de inibição da catepsina V (80%).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8260 |
| Date | 01 July 2016 |
| Creators | Ávila, Roberta Marques Dias de |
| Contributors | Vieira, Paulo Cezar |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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