Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Passos, Carolina dos Santos
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/233386
Resumo: Os alcaloides indólicos constituem uma classe de metabólitos secundários extensivamente investigada devido a sua importância terapêutica. Dentre os gêneros capazes de sintetizar estes compostos, Psychotria L. (Rubiaceae) destaca-se pela complexa taxonomia e pela variedade de produtos biologicamente ativos, com destaque para os alcaloides indol monoterpenos (MIAs) descritos para as espécies neotropicais (subg. Heteropsychotria). Estudos in vivo e in vitro têm demonstrado os efeitos de alguns desses alcaloides sobre o SNC, onde eles parecem atuar sobre diferentes alvos, a saber, receptores serotonérgicos 5-HT2A/C, glutamatérgicos NMDA e opioides. Nesse contexto, considerando a presença de MIAs em espécies de Heteropsychotria e as atividades biológicas atribuídas às substâncias pertencentes a esta classe, torna-se relevante a investigação de espécies do gênero buscando a identificação de compostos capazes de interagir com alvos enzimáticos relacionados com doenças neurodegenerativas. Assim, este trabalho propôs (i) a investigação química de Psychotria suterella e P. laciniata e (ii) a avaliação dos efeitos de frações e alcaloides isolados de espécies neotropicais de Psychotria sobre as enzimas acetilcolinesterase (AChE), butirilcolinesterase (BChE), e monoamina oxidases A e B (MAO-A e MAO-B). Os MIAs angustina, valesiacotamina lactona, E-valesiacotamina, Z-valesiacotamina, lialosídeo, pauridiantosídeo e estrictosamida foram isolados de frações de alcaloides obtidas por extração ácido-base a partir de folhas de P. suterella (SAE) e P. laciniata (LAE). Além disso, o alcaloide (E)-O-(6’)-cinamoil-4”-hidroxi-3”,5”-dimetoxi-lialosídeo também foi identificado em ambas as espécies. Nesse trabalho verificou-se que frações de P. suterella e P. laciniata (SAE, LAE e sub-frações), juntamente com os MIAs lialosídeo e estrictosamida, foram capazes de inibir as enzimas MAO-A e MAO-B de frações mitocondriais de encéfalos de ratos. Os resultados obtidos indicam seletividade para inibição da MAO-A e atividades mais potentes para as frações SAE, LAE e sub-frações contendo alcaloides do tipo valesiacotamina, que apresentaram valores de IC50 entre 0,57 – 2,02 μg/mL para inibição da MAO-A, e entre 51 – 133 μg/mL para inibição da MAO-B. Adicionalmente, 13 alcaloides isolados de espécies neotropicais de Psychotria foram avaliados quanto a seus efeitos sobre as enzimas AChE de Electrophorus electricus,BChE de soro equino e MAO-A e MAO-B humanas. Nesses experimentos, os alcaloides quaternários prunifoleina e 14-oxoprunifoleina foram capazes de inibir não-competitivamente as enzimas EeAChE e eqBChE (IC50 entre 3,39 e 100 μM) e irreversivelmente a enzima hMAO-A (IC50 de 7,41 e 6,92 μM, respectivamente). Os MIAs angustina, valesiacotamina lactona e E/Z-valesiacotamina também inibiram a eqBChE (IC50 entre 3,47 e 14 μM) e a hMAO-A (IC50 entre 0,85 e 2,14 μM). Com relação ao perfil de inibição da hMAO-A, angustina comporta-se como um inibidor reversível e competitivo, enquanto que os alcaloides do tipo valesiacotamina parecem atuar como inibidores irreversíveis. Simulações de docking molecular foram realizadas com o objetivo de verificar possíveis interações entre os compostos ativos e os alvos proteicos. Essa abordagem permitiu a obtenção de informações relacionadas com a orientação dos ligantes no sítio ativo das enzimas e interações hidrofóbicas, hidrofílicas e covalentes. Analisados em conjunto, os dados do presente trabalho representam uma nova contribuição para o estudo químico de espécies neotropicais de Psychotria L. e apontam para as potencialidades dos alcaloides encontrados nessas espécies como ligantes capazes de atuar sobre múltiplos alvos enzimáticos relacionados com doenças neurodegenerativas.
id URGS_b00bd79fbf8c883efc679c93784e0e6a
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/233386
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Passos, Carolina dos SantosHenriques, Amelia TeresinhaGottfried, Carmem Juracy Silveira2021-12-24T04:28:58Z2012http://hdl.handle.net/10183/233386000868863Os alcaloides indólicos constituem uma classe de metabólitos secundários extensivamente investigada devido a sua importância terapêutica. Dentre os gêneros capazes de sintetizar estes compostos, Psychotria L. (Rubiaceae) destaca-se pela complexa taxonomia e pela variedade de produtos biologicamente ativos, com destaque para os alcaloides indol monoterpenos (MIAs) descritos para as espécies neotropicais (subg. Heteropsychotria). Estudos in vivo e in vitro têm demonstrado os efeitos de alguns desses alcaloides sobre o SNC, onde eles parecem atuar sobre diferentes alvos, a saber, receptores serotonérgicos 5-HT2A/C, glutamatérgicos NMDA e opioides. Nesse contexto, considerando a presença de MIAs em espécies de Heteropsychotria e as atividades biológicas atribuídas às substâncias pertencentes a esta classe, torna-se relevante a investigação de espécies do gênero buscando a identificação de compostos capazes de interagir com alvos enzimáticos relacionados com doenças neurodegenerativas. Assim, este trabalho propôs (i) a investigação química de Psychotria suterella e P. laciniata e (ii) a avaliação dos efeitos de frações e alcaloides isolados de espécies neotropicais de Psychotria sobre as enzimas acetilcolinesterase (AChE), butirilcolinesterase (BChE), e monoamina oxidases A e B (MAO-A e MAO-B). Os MIAs angustina, valesiacotamina lactona, E-valesiacotamina, Z-valesiacotamina, lialosídeo, pauridiantosídeo e estrictosamida foram isolados de frações de alcaloides obtidas por extração ácido-base a partir de folhas de P. suterella (SAE) e P. laciniata (LAE). Além disso, o alcaloide (E)-O-(6’)-cinamoil-4”-hidroxi-3”,5”-dimetoxi-lialosídeo também foi identificado em ambas as espécies. Nesse trabalho verificou-se que frações de P. suterella e P. laciniata (SAE, LAE e sub-frações), juntamente com os MIAs lialosídeo e estrictosamida, foram capazes de inibir as enzimas MAO-A e MAO-B de frações mitocondriais de encéfalos de ratos. Os resultados obtidos indicam seletividade para inibição da MAO-A e atividades mais potentes para as frações SAE, LAE e sub-frações contendo alcaloides do tipo valesiacotamina, que apresentaram valores de IC50 entre 0,57 – 2,02 μg/mL para inibição da MAO-A, e entre 51 – 133 μg/mL para inibição da MAO-B. Adicionalmente, 13 alcaloides isolados de espécies neotropicais de Psychotria foram avaliados quanto a seus efeitos sobre as enzimas AChE de Electrophorus electricus,BChE de soro equino e MAO-A e MAO-B humanas. Nesses experimentos, os alcaloides quaternários prunifoleina e 14-oxoprunifoleina foram capazes de inibir não-competitivamente as enzimas EeAChE e eqBChE (IC50 entre 3,39 e 100 μM) e irreversivelmente a enzima hMAO-A (IC50 de 7,41 e 6,92 μM, respectivamente). Os MIAs angustina, valesiacotamina lactona e E/Z-valesiacotamina também inibiram a eqBChE (IC50 entre 3,47 e 14 μM) e a hMAO-A (IC50 entre 0,85 e 2,14 μM). Com relação ao perfil de inibição da hMAO-A, angustina comporta-se como um inibidor reversível e competitivo, enquanto que os alcaloides do tipo valesiacotamina parecem atuar como inibidores irreversíveis. Simulações de docking molecular foram realizadas com o objetivo de verificar possíveis interações entre os compostos ativos e os alvos proteicos. Essa abordagem permitiu a obtenção de informações relacionadas com a orientação dos ligantes no sítio ativo das enzimas e interações hidrofóbicas, hidrofílicas e covalentes. Analisados em conjunto, os dados do presente trabalho representam uma nova contribuição para o estudo químico de espécies neotropicais de Psychotria L. e apontam para as potencialidades dos alcaloides encontrados nessas espécies como ligantes capazes de atuar sobre múltiplos alvos enzimáticos relacionados com doenças neurodegenerativas.The indole alkaloids are a group of secondary metabolites extensively investigated due to their therapeutic importance. Among the species of flowering plants that are able to produce these compounds, Psychotria L. (Rubiaceae) is distinguished by its complex taxonomy and by the variety of biologically active products, especially monoterpene indole alkaloids (MIAs), which are described for the Neotropical Psychotria species (subg. Heteropsychotria). In vivo and in vitro studies have been demonstrated the effects of some MIAs from Heteropsychotria on the CNS, as for example the alkaloids psychollatine and strictosidinic acid, which seem to act on different targets, namely serotonin 5-HT2A/C, glutamate NMDA and opioids receptors. In this context, considering the presence of MIAs in Heteropsychotria species and the biological activities described for substances belonging to this class, it becomes relevant to investigate Psychotria species aiming at identifying compounds able to interact with enzyme targets related to neurodegenerative diseases. Therefore, this study aimed at (i) the chemical investigation of Psychotria suterella and P. laciniata, and (ii) the assessment of fractions and alkaloids isolated from Heteropsychotria species on acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE), and monoamine oxidases A and B (MAO-A and MAO-B) activities. The MIAs angustine, vallesiachotamine lactone, E-vallesiachotamine, Z-vallesiachotamine, lyaloside, pauridianthoside, and strictosamide were isolated from alkaloid fractions obtained from leaves of P. suterella and P. laciniata. Furthermore, the alkaloid (E)-O-(6’)-Cinnamoyl-4’’-hydroxy-3’’,5’’-dimethoxy-lyaloside was identified in both species. In this study it was found that fractions of P. suterella and P. laciniata (SAE, LAE, and sub-fractions), together with the MIAs lyaloside and strictosamide, were able to inhibit MAO-A and MAO-B obtained from rat brain mitochondria. These experiments also indicated that SAE, LAE, and fractions containing vallesiachotamine-like alkaloids were the most potent for MAO-A and MAO-B inhibition (MAO-A IC50 ranging from 0.57 to 2.02 μ/mL; MAO-B IC50 ranging from 51 to 133 μg/mL), possessing some degree of selectivity for MAO-A. Additionally, 13 indole alkaloids from Heteropsychotria were evaluated regarding their effects on AChE from Electrophorus electricus, BChE from equine serum, and human MAO-A and MAO-B. In these experiments, the quaternary β-carboline alkaloids, prunifoleine and 14-oxoprunifoleine, were able to irreversibly inhibit the hMAO-A (IC50 of 7.41 and 6.92 μM, respectively). Both alkaloids also inhibited the EeAChE (IC50 of 10 and 3.39 μM, respectively) and the eqBChE (IC50 of 100 and 11 μM, respectively) in a non-competitive way. For the MIAs angustine, vallesiachotamine lactone and E/Z-vallesiachotamine, it was observed eqBChE inhibition with IC50 values ranging from 3.47 to 14 μM, and MAO-A inhibition with IC50 values ranging from 0.85 to 2.14 μM. concerning their modes of inhibition, angustine seems to act as a reversible and competitive MAO-A inhibitor while the vallesiachotamine-like alkaloids behave as irreversible inhibitors, such as prunifoleine and 14-oxoprunifoleine. Docking simulations were performed in order to investigate possible interactions between the active compounds and the protein targets. This theoretical approach afforded complementary information related with binding’s mode and possible hydrophobic, hydrophilic or covalent interactions. Taken together, the data from this study consist of a new contribution for the knowledge of the chemistry of Neotropical Psychotria L., and point at MIAs and β-carboline alkaloids as potential scaffolds for the development of multifunctional compounds against neurodegeneration.application/pdfporPsychotriaAlcalóidesRubiaceaeMonoaminoxidaseColinesterasesDoenças neurodegenerativasPsychotria suterellaP. laciniataMonoterpene indole alkaloidsMonoamine oxidaseAcetylcholinesteraseButyrylcholinesteraseMolecular dockingAlcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativasPsychotria alkaloids : multi-active compounds on enzymatic targets related to neurodegenerative diseasesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulFaculdade de FarmáciaPrograma de Pós-Graduação em Ciências FarmacêuticasPorto Alegre, BR-RS2012doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT000868863.pdf.txt000868863.pdf.txtExtracted Texttext/plain144597http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/233386/2/000868863.pdf.txtd7530ceac96f0bc96505dd8e4aa4e17cMD52ORIGINAL000868863.pdfTexto parcialapplication/pdf7707032http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/233386/1/000868863.pdf63b5668f8b86b45403681259543fdaccMD5110183/2333862022-01-07 05:27:57.848196oai:www.lume.ufrgs.br:10183/233386Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532022-01-07T07:27:57Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Psychotria alkaloids : multi-active compounds on enzymatic targets related to neurodegenerative diseases
title Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
spellingShingle Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
Passos, Carolina dos Santos
Psychotria
Alcalóides
Rubiaceae
Monoaminoxidase
Colinesterases
Doenças neurodegenerativas
Psychotria suterella
P. laciniata
Monoterpene indole alkaloids
Monoamine oxidase
Acetylcholinesterase
Butyrylcholinesterase
Molecular docking
title_short Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
title_full Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
title_fullStr Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
title_full_unstemmed Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
title_sort Alcalóides de psychotria : compostos multifuncionais em alvos relacionados com doenças neurodegenerativas
author Passos, Carolina dos Santos
author_facet Passos, Carolina dos Santos
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Passos, Carolina dos Santos
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Henriques, Amelia Teresinha
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Gottfried, Carmem Juracy Silveira
contributor_str_mv Henriques, Amelia Teresinha
Gottfried, Carmem Juracy Silveira
dc.subject.por.fl_str_mv Psychotria
Alcalóides
Rubiaceae
Monoaminoxidase
Colinesterases
Doenças neurodegenerativas
topic Psychotria
Alcalóides
Rubiaceae
Monoaminoxidase
Colinesterases
Doenças neurodegenerativas
Psychotria suterella
P. laciniata
Monoterpene indole alkaloids
Monoamine oxidase
Acetylcholinesterase
Butyrylcholinesterase
Molecular docking
dc.subject.eng.fl_str_mv Psychotria suterella
P. laciniata
Monoterpene indole alkaloids
Monoamine oxidase
Acetylcholinesterase
Butyrylcholinesterase
Molecular docking
description Os alcaloides indólicos constituem uma classe de metabólitos secundários extensivamente investigada devido a sua importância terapêutica. Dentre os gêneros capazes de sintetizar estes compostos, Psychotria L. (Rubiaceae) destaca-se pela complexa taxonomia e pela variedade de produtos biologicamente ativos, com destaque para os alcaloides indol monoterpenos (MIAs) descritos para as espécies neotropicais (subg. Heteropsychotria). Estudos in vivo e in vitro têm demonstrado os efeitos de alguns desses alcaloides sobre o SNC, onde eles parecem atuar sobre diferentes alvos, a saber, receptores serotonérgicos 5-HT2A/C, glutamatérgicos NMDA e opioides. Nesse contexto, considerando a presença de MIAs em espécies de Heteropsychotria e as atividades biológicas atribuídas às substâncias pertencentes a esta classe, torna-se relevante a investigação de espécies do gênero buscando a identificação de compostos capazes de interagir com alvos enzimáticos relacionados com doenças neurodegenerativas. Assim, este trabalho propôs (i) a investigação química de Psychotria suterella e P. laciniata e (ii) a avaliação dos efeitos de frações e alcaloides isolados de espécies neotropicais de Psychotria sobre as enzimas acetilcolinesterase (AChE), butirilcolinesterase (BChE), e monoamina oxidases A e B (MAO-A e MAO-B). Os MIAs angustina, valesiacotamina lactona, E-valesiacotamina, Z-valesiacotamina, lialosídeo, pauridiantosídeo e estrictosamida foram isolados de frações de alcaloides obtidas por extração ácido-base a partir de folhas de P. suterella (SAE) e P. laciniata (LAE). Além disso, o alcaloide (E)-O-(6’)-cinamoil-4”-hidroxi-3”,5”-dimetoxi-lialosídeo também foi identificado em ambas as espécies. Nesse trabalho verificou-se que frações de P. suterella e P. laciniata (SAE, LAE e sub-frações), juntamente com os MIAs lialosídeo e estrictosamida, foram capazes de inibir as enzimas MAO-A e MAO-B de frações mitocondriais de encéfalos de ratos. Os resultados obtidos indicam seletividade para inibição da MAO-A e atividades mais potentes para as frações SAE, LAE e sub-frações contendo alcaloides do tipo valesiacotamina, que apresentaram valores de IC50 entre 0,57 – 2,02 μg/mL para inibição da MAO-A, e entre 51 – 133 μg/mL para inibição da MAO-B. Adicionalmente, 13 alcaloides isolados de espécies neotropicais de Psychotria foram avaliados quanto a seus efeitos sobre as enzimas AChE de Electrophorus electricus,BChE de soro equino e MAO-A e MAO-B humanas. Nesses experimentos, os alcaloides quaternários prunifoleina e 14-oxoprunifoleina foram capazes de inibir não-competitivamente as enzimas EeAChE e eqBChE (IC50 entre 3,39 e 100 μM) e irreversivelmente a enzima hMAO-A (IC50 de 7,41 e 6,92 μM, respectivamente). Os MIAs angustina, valesiacotamina lactona e E/Z-valesiacotamina também inibiram a eqBChE (IC50 entre 3,47 e 14 μM) e a hMAO-A (IC50 entre 0,85 e 2,14 μM). Com relação ao perfil de inibição da hMAO-A, angustina comporta-se como um inibidor reversível e competitivo, enquanto que os alcaloides do tipo valesiacotamina parecem atuar como inibidores irreversíveis. Simulações de docking molecular foram realizadas com o objetivo de verificar possíveis interações entre os compostos ativos e os alvos proteicos. Essa abordagem permitiu a obtenção de informações relacionadas com a orientação dos ligantes no sítio ativo das enzimas e interações hidrofóbicas, hidrofílicas e covalentes. Analisados em conjunto, os dados do presente trabalho representam uma nova contribuição para o estudo químico de espécies neotropicais de Psychotria L. e apontam para as potencialidades dos alcaloides encontrados nessas espécies como ligantes capazes de atuar sobre múltiplos alvos enzimáticos relacionados com doenças neurodegenerativas.
publishDate 2012
dc.date.issued.fl_str_mv 2012
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-12-24T04:28:58Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/233386
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 000868863
url http://hdl.handle.net/10183/233386
identifier_str_mv 000868863
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/233386/2/000868863.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/233386/1/000868863.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv d7530ceac96f0bc96505dd8e4aa4e17c
63b5668f8b86b45403681259543fdacc
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1816737044446052352