Estudos de derivatização da palitantina para o preparo de análogos bioativos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santucci, Pedro Martins
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-30092024-104016/
Resumo: A derivatização de produtos naturais é uma estratégia muito utilizada na busca por novas moléculas bioativas, uma vez que combina a complexidade estrutural que um organismo vivo é capaz de gerar por meio da biossíntese de metabólitos secundários com a racionalização de modificações estruturais em compostos naturais, realizadas por reações orgânicas. Entretanto, há uma limitação para a utilização dessa estratégia, dependendo da quantidade de material isolado (escala de poucos mg), o que dificulta o desenvolvimento de reações orgânicas para o preparo de novos derivados de metabólitos secundários. Recentemente, foi identificada uma linhagem fúngica (Penicillium sp.), proveniente da Antártica, capaz de produzir a palitantina em um rendimento de aproximadamente 160 mg/L, por via fermentativa, sendo esta uma opção adequada para a obtenção desse composto em escala de gramas. A versatilidade estrutural da palitantina possibilita realizar várias modificações e inserção de grupos por meio de reações orgânicas neste composto, objetivando melhorar sua bioatividade ou encontrar novas atividades biológicas para os derivados sintéticos. Este trabalho reporta o isolamento de aproximadamente 1,6 g da (+)-palitantina a partir de 10 L do meio de cultivo produzido pelo fungo Penicillium sp. Subsequentemente ao isolamento e purificação da palitantina, foram preparados sete novos derivados, dentre os quais seis são hidrazonas e uma oxima. Os derivados obtidos e a palitantina foram enviados para bioensaios de atividade anti-parasitária contra Plasmodium falciparum. No bioensaio antiplasmodial, apenas o derivado (Z)-P-HID(phCF3) apresentou atividade considerada moderada (IC50 = 18 µM), indicando uma ativação da (+)-palitantina (IC50 > 50 µM) no bioensaio após modificação estrutural. Diante da potente atividade inibitória (IC50 = 79 nM) da (+)-palitantina contra a enzima acetilcolinesterase reportada na literatura, o composto foi submetido ao bioensaio de inibição dessa enzima para confirmar tal resposta. Cinco dos derivados também foram submetidos aos ensaios de atividade anti-bacteriana contra bactérias resistentes a antibióticos que também estão em andamento até o presente momento. A metodologia aplicada deverá ser posteriormente empregada no preparo de derivados mais elaborados da (+)-palitantina contendo aminoácidos incorporados à estrutura do produto natural.
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Recentemente, foi identificada uma linhagem fúngica (Penicillium sp.), proveniente da Antártica, capaz de produzir a palitantina em um rendimento de aproximadamente 160 mg/L, por via fermentativa, sendo esta uma opção adequada para a obtenção desse composto em escala de gramas. A versatilidade estrutural da palitantina possibilita realizar várias modificações e inserção de grupos por meio de reações orgânicas neste composto, objetivando melhorar sua bioatividade ou encontrar novas atividades biológicas para os derivados sintéticos. Este trabalho reporta o isolamento de aproximadamente 1,6 g da (+)-palitantina a partir de 10 L do meio de cultivo produzido pelo fungo Penicillium sp. Subsequentemente ao isolamento e purificação da palitantina, foram preparados sete novos derivados, dentre os quais seis são hidrazonas e uma oxima. Os derivados obtidos e a palitantina foram enviados para bioensaios de atividade anti-parasitária contra Plasmodium falciparum. No bioensaio antiplasmodial, apenas o derivado (Z)-P-HID(phCF3) apresentou atividade considerada moderada (IC50 = 18 µM), indicando uma ativação da (+)-palitantina (IC50 > 50 µM) no bioensaio após modificação estrutural. Diante da potente atividade inibitória (IC50 = 79 nM) da (+)-palitantina contra a enzima acetilcolinesterase reportada na literatura, o composto foi submetido ao bioensaio de inibição dessa enzima para confirmar tal resposta. Cinco dos derivados também foram submetidos aos ensaios de atividade anti-bacteriana contra bactérias resistentes a antibióticos que também estão em andamento até o presente momento. A metodologia aplicada deverá ser posteriormente empregada no preparo de derivados mais elaborados da (+)-palitantina contendo aminoácidos incorporados à estrutura do produto natural.Derivatization of natural products is a strategy widely used in the search for new bioactive molecules, since it combines the structural complexity that a living organism is able to generate through biosynthesis with the rationalization in the insertion of new functional groups in the original compounds mediated by the organic synthesis. However, there is a limitation to the use of this strategy, focused on the amount of material isolated (scale of few mg) which makes it difficult to develop organic reactions for the preparation of new derivatives. Recently, a fungal strain (Penicillium sp.) from Antarctica was identified, capable of producing the secondary metabolite palitantin, with a yield of approximately 160 mg/L, by fermentation, proving to be a suitable option to produce this compound on a gram scale. The structural features of palitantin allow a series of modifications and insertion of new organic groups through reactions which could improve the bioactivity of this natural product and even find new biological applications for synthetic derivatives. In this context, this work reports the isolation of approximately 1.6 g of (+)-palitantin from 10 L of the culture medium and the application of the substrate as a starting material for the synthesis of seven new derivatives, among which we obtained six hydrazone derivatives and an oxime. The products and (+)-palitantin obtained so far were sent for evaluation of their biological activity in bioassays of antiparasitic activity against Plasmodium falciparum. In the antiplasmodial bioassay, only the (Z)-P-HID(phCF3) derivative showed a moderate activity (IC50 = 18 µM), indicating an activation of (+)-palitantin (IC50 > 50 µM) in this bioassay after structural modification. Given the potent inhibitory activity (IC50 = 79 nM) of (+)-palitantin against the enzyme acetylcholinestarase reported in the literature, the compound was sent to the inhibition bioassay to confirm this data. Five of the derivatives were also sent to antibacterial bioassays, which are in progress. The methodology will be applied in preparing of more complex derivatives of (+)-palitantin containing amino acids incorporated into the structure of the natural product.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBerlinck, Roberto Gomes de SouzaSantucci, Pedro Martins2024-07-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-30092024-104016/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-01T13:11:02Zoai:teses.usp.br:tde-30092024-104016Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-01T13:11:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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