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Search for enzyme inhibitors in cerrado plants as strategy for the discovery of prototype drugs against neglected tropical diseases / Busca de inibidores de enzimas em plantas do cerrado como estratégia de investigação de protótipos a fármacos de doenças negligenciadas

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Previous issue date: 2015-03-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / A primeira etapa deste trabalho de pesquisa envolveu uma triagem de extratos de plantas do cerrado paulista através de ensaios frente à arginase (ARG) de Leishmania amazonensis. Os resultados de inibição enzimática da ARG apresentados pelos extratos, levaram ao fracionamento biodirecionado dos extratos de acetato de etila (folhas e galhos) de Byrsonima coccolobifolia Kunth. (Malpighiaceae). Alguns compostos bioativos foram isolados (flavonóides, ácido galoilquínicos, uma lignana, uma fenatrenona e uma ortoquinona) o que indicou que estes compostos seriam os responsáveis pela diminuição da atividade enzimática da ARG observada nos extratos de B. coccolobifolia. Os flavonoides e os ácidos galoilquínicos apresentaram modo de inibição do tipo não-competitivo da ARG, com atividade inibitórias significativas (IC50 = 0,13 à 4,8 μM) e com forte afinidade (valores de Ki variando entre 0,10 à 3,80 μM). Os estudos de relação entrutura atividade (SAR) revelaram que o grupo catecol dos flavonóides, tanto como a unidade galoila das estruturas dos ácidos galoilquínicos, forneceram importantes características em relação as interações ARG inibidor. Na segunda parte deste trabalho, experimentos subsequentes foram realizados para investigar os produtos naturais frente a proteases, as quais possuem funções importantes na patogenicidade de virus e parasitas, tais como: as serino proteases NS2B-NS3 dos vírus da dengue serotipos 2 e 3 (dengue), a rodesaína de Trypanosoma brucei rhodesiense (tripanossomíase africana), a cruzaina de Trypanosoma cruzi (doença de chagas), a catepsina L de Leishmania mexicana (leishmaniose) e a falcipaina-2 de Plasmodium falciparum (malária). Através destes estudos foram descobertos alguns inibidores das proteases NS2B- NS3 dos vírus da dengue (tipo 2 e 3) e da catepsina L (r-CPB2.8) de L. mexicana. Os flavonóides agatisflavona, miricetina, e quercetina (Ki = 11,1; 4,7; e 20,7 μM; respectivamente) mostraram inibição do tipo não-competitiva frente à NS2B-NS3. Também foram realizados, um experimento de termoforese em microescala (MST) (ensaio livre de substrato) e um estudo in silico, de forma a obter maiores informações sobre as interações biomoleculares envolvidas. Os metabólitos secundários, agatisflavona e ácido 3-oxo-urs-12-en- 28-óico, foram determinados serem inibidores do tipo não-competitivo parcial da catepsina L do tipo r-CPB2.8, e a tetrahidrorobustaflavona como um inibidor incompetitivo desta catepsina L (r-CPB2.8), com valores de Ki na faixa de micromolar (Ki = 0,14−1,26 μM). / The early phase of this work involved a screening of plant extracts of São Paulo cerrado using assays with arginase (ARG) from Leishmania amazonensis. The results of enzymatic inhibition of ARG by the extracts led to the bioactivity-guided fractionation of the ethyl acetate extracts (leaves and stems) of Byrsonima coccolobifolia Kunth. (Malpighiaceae). Thereafter, several bioactive compounds were isolated (flavonoids, galloylquinic acids, a lignan, a phenathrenone and an orthoquinone) indicating that these compounds may are the responsible for the decrease in ARG activity observed in B. coccolobifolia extracts. The flavonoids and galloylquinic acids showed to be noncompetitive inhibitors of ARG with significant inhibitory activities (IC50 = 0.13 to 4.8 μM) and strong affinity (Ki values ranging from 0.10 to 3.8 μM). Additionally, structure activity relationship study (SAR) revealed that catechol group in flavonoids, likewise as galloyl unit in galloylquinic acids structures yielded important features for ARG inhibitor interactions. In the second part of this work, subsequent experiments were performed to investigate the natural products against proteases. These enzymes play pivotal roles in the pathogenicity of virus and parasites, such as: serine proteases NS2B-NS3 from dengue virus serotype 2 and 3 (dengue fever), rhodesain from Trypanosoma brucei rhodesiense (African trypanosomiasis), cruzain from Trypanosoma cruzi (chagas disease), cathepsin L from Leishmania mexicana (leishmaniasis), and falcipain-2 from Plasmodium falciparum (malaria). Through these studies were discovered inhibitors of NS2B-NS3 proteases of dengue virus and inhibitors of the L. mexicana cathepsin L-like r- CPB2.8.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6340
Date26 March 2015
CreatorsSousa, Lorena Ramos Freitas de
ContributorsVieira, Paulo Cezar
PublisherUniversidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguageEnglish
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Formatapplication/pdf
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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