O ácido copálico é um diterpeno de esqueleto do tipo labdano descrito na literatura como um dos diterpenos majoritários e biomarcador do oleorresina das espécies do gênero Copaifera. Este oleorresina é muito utilizado na medicina popular e estudos feitos com oleorresinas de diferentes espécies revelaram várias atividades biológicas. Entretanto, não há informações sobre o metabolismo dos constituintes do oleorresina após absorção no organismo. Assim, neste trabalho foram realizados estudos de biotransformação do ácido copálico com micro-organismos que apresentam potencial para mimetizar reações que ocorrem em humanos e também com alguns microorganismos presentes no trato gastrointestinal humano. O ácido copálico foi obtido de oleorresina de Copaifera disponível no mercado nacional. Devido à complexidade química do oleorresina, houve necessidade de utilizar vários processos cromatográficos visando o isolamento do ácido copálico. Assim, foram utilizadas cromatografia sob pressão reduzida, cromatografia em coluna clássica e cromatografia em coluna clássica utilizando sílica impregnada com nitrato de prata. Partindo-se de 352,0 g de oleorresina foram isolados 1224,5 mg de ácido copálico, o qual foi identificado pelas análises dos espectros de ressonância magnética nuclear de hidrogênio e de carbono treze. O diterpeno isolado foi submetido à avaliação da atividade antimicrobiana frente aos microorganismos a serem avaliados nos processos de biotransformação, o que possibilitou estabelecer a quantidade máxima de ácido copálico a ser adicionada nas culturas dos diferentes micro-organismos sem causar interferência no desenvolvimento dos mesmos. Os fungos filamentosos Mucor rouxii e Aspergillus brasiliensis, bem como as bactérias do trato gastrointestinal Bifidobacterium sp., Lactobacillus acidophillus e Escherichia coli foram utilizados no processo de triagem visando selecionar o micro-organismo mais promissor para os estudos de biotransformação do ácido copálico. Também foram realizados estudos em cultura mista de Bifidobacterium sp., Lactobacillus acidophillus e Streptococcus salivarius subesp.thermophilus. O processo de biotransformação conduzido com o fungo filamentoso Mucor rouxii evidenciou o potencial deste para biotransformar o ácido copálico. Os extratos obtidos das culturas do fungo Mucor rouxii foram submetidos às análises por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por aerossol carregado e por arranjo de diodos, sendo detectados seis produtos de biotransformação que foram isolados por cromatografia líquida de alta eficiência em escala semi-preparativa. No processo de biotransformação realizado com o fungo filamentoso Aspergillus brasiliensis vários produtos foram detectados, mas com baixos rendimentos. Quanto aos estudos de biotransformação realizados com as bactérias, não foram detectados sinais de diterpenos nas culturas de Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium sp. isoladas e em cultura mista incubadas com ácido copálico por 24 horas. Nas culturas de Escherichia coli foram detectados sinais do ácido copálico, mas não de produtos de biotransformação. Seis produtos de biotransformação foram isolados da cultura desenvolvida com o fungo Mucor rouxii. Dois destes tiveram suas estruturas químicas elucidadas. Nos dois produtos ocorreram hidroxilações no C-3 e no C-13 e em um dos produtos ocorreu também hidroxilação no C-18. Não há descrição na literatura das estruturas químicas dos produtos elucidados. / Copalic acid is a labdane type diterpene which was reported in the literature as a major constituent and biomarker of the oil resin from Copaifera species. This oil resin has been used in popular medicine and studies carried out with different species showed several biological activities. However, there is no information regarding the metabolism of the constituents after absorption in organism. Therefore, biotransformation studies were carried out using microorganisms that showed potential to mimic reactions that occur in human and also with microorganisms from the gastrointestinal tract. Copalic acid was obtained from Copaifera oil resin available in national market. Due to the chemical complexity, it was necessary to perform different chromatographic procedures in order to isolate copalic acid. Column chromatography, column chromatography under reduced pressure and column chromatography using silica gel impregnated with silver nitrate were performed. Starting from 352.0 g of oil resin, 1224.5 mg of copalic acid were isolated and the chemical structure was determined by analysis of the hydrogen and carbon nuclear magnetic ressonance. The isolated diterpene was submitted to antimicrobial activity evaluation against the microorganisms used in the biotransformation processes which enable to establish the maximum amount of copalic acid to be added into the cultures without causing inhibitory effects. The filamentous fungi Mucor rouxii and Aspergillus brasiliensis, as well as the bacteria Bifidobacterium sp., Lactobacillus acidophillus and Escherichia coli from the gastrointestinal tract were screened to select the most promising microorganism for biotransformation studies. In addition, biotransformation processes were carried out using mixed cultures of Bifidobacterium sp., Lactobacillus acidophillus and Streptococcus salivarius subesp.thermophilus. The biotransformation process performed by the filamentous fungis Mucor rouxii showed the great potential of this fungus to biotransform copalic acid. The extracts from the cultures of the fungus Mucor rouxii were submitted to high performance liquid chromatography with both charged aerosol and photodiode array detection and six biotransformation products were isolated by using high performance liquid chromatography in semi-preparative mode. Several biotransformation products were detected in the biotransformation process performed by Aspergillus brasiliensis, but with low yield. Regarding the biotransformation processes performed by bacteria, biotransformation products were not detected in the isolated and mixed cultures of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium sp. after 24 hours. Also, only the signals of copalic acid were detected in the cultures of Escherichia coli. Six biotransformation products were isolated from the culture of the fungus Mucor rouxii. The chemical structures of two products were elucidated. Hydroxyl groups were introduced at C-3 and C-13 in both compounds and another hydroxyl group was introduced at C-18 in only one compound. These structures were not reported before.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-06092013-081647 |
| Date | 13 August 2013 |
| Creators | João Luiz Esteves da Silva |
| Contributors | Niege Araçari Jacometti Cardoso Furtado, Anderson Rodrigo Moraes de Oliveira, Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Farmacêuticas, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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