BIB 315 Metabólitos vegetais: origem, diversidade e aplicações

(1)

Biossínteses mistas

Déborah Santos

dyacsan@ib.usp.br

BIB 315 – Metabólitos vegetais:

origem, diversidade e aplicações

BIB 138 – As plantas e a Sociedade 2015

ad ap ta do d e T ai z & Z ei ge r 2 00 9

(2)

• Metabólitos derivados de produtos de mais do que uma

via de síntese do metabolismo secundário:

O

OH

O

OH

Cajaflavanona

Malonato

Chiquimato

Mevalonato

Biossíntese Mista

BIB 315 – Metabólitos vegetais: origem, diversidade e aplicações 2016

Relembrando...

SUBSTÂNCIAS FENÓLICAS

(B uch an an e t a l. , 2 01 5)

(3)

Relembrando...

SUBSTÂNCIAS FENÓLICAS

Via chiquimato

+

Via

acetato-malonato

(B uch an an e t a l. , 2 01 5)

POLICETÍDEOS AROMÁTICOS

ESTIRILPIRONAS, CURCUMINOIDES, ESTILBENOS, FLAVONOIDES

derivados de ácidos cinâmicos funcionam como unidades iniciadoras para

extensão da cadeia lateral a partir de unidades de malonil-CoA

(4)

Relembrando...

Via Acetato-Malonato

(D ew ick, 2 00 9)

POLICETÍDEOS AROMÁTICOS

ESTIRILPIRONAS

Kava-kava (Piper methysticum – Piperaceae)

tratamento ansiedade, tensão, insônia

(D ew ick, 2 00 9)

(5)

POLICETÍDEOS AROMÁTICOS

CURCUMINOIDES

Curcuma longa - Zingiberaceae

au nt ie do gm as ga rd en sp o t.w or dp re ss .c om www.123rf.com

Zingiber officinale - Zingiberaceae

Antioxidante Anti-úlcera Antiproliferativo Anti-inflamatório (D ew ick, 2 00 9)

POLICETÍDEOS AROMÁTICOS

ESTILBENOS, FLAVONOIDES

CHS STS naringenina (flavanona) resveratrol (estilbeno)

C

6

C

2

C

6

C

₆

C

₃

C

₆ Naringenina-chalcona (chalcona) CHI

Chalcona sintase (CHS)

Estilbeno sintase (STS)

Chalcona isomerase (CHI)

CHS – STS: 75 – 90% de similaridade

STS – distribuição mais restrita

(D ew ick, 2 00 9)

(6)

calphotos.berkeley.edu

Polygonium cuspidatum

- Polygonaceae

resveratrol

Antioxidante

Anti-inflamatório

Anticoagulante

Antiproliferativo

Doenças cardiovasculares

ESTILBENOS

Macrophomia phaseolina Sclerotinia sclerotiorum Rhizoctonia solani

(7)

FLAVONOIDES

Banda I

Banda II

C

6

C

3

C

6

Grupos cromóforos

Flavanonas Diidroflavonol Flavonol

Antocianidina Catequinas Flavona (D ew ick, 2 00 9) Flavandiois

(8)

La

bo

ra

tó

rio

d

e

F

ito

qu

ím

ic

a

(I

B

-U

S

P

)

Caracterização química da mudança de cor e perfil transcricional de genes da biossíntese

de fenilpropanoides e flavonoides durante o desenvolvimento de flores de Tibouchina

pulchra

(Cham.) Cogn.

Fernanda Rezende & Profa Claudia M. Furlan

Profa Magdalena Rossi (Lab Biologia

Molecular de Plantas)

T. pulchra

: A. botão (dia 0); B. flor branca (dia 1); C. flor roxa (dia 2); D. flor rosa

(dia 4); E. inicio senescência (dia 5); F. flor pouca pigmentação (dia 7).

La

bo

ra

tó

rio

d

e

F

ito

qu

ím

ic

a

(I

B

-U

S

P

)

(9)

Annona coriacea -

Annonaceae

http://appckaki.blogspot.com.br/2013/05/anon

aceas.html

7. Hiperina

11. Nicotiflorina

15. Isoramnetina-3-O-glicosídeo

La

bo

ra

tó

rio

d

e

F

ito

qu

ím

ic

a

(I

B

-U

S

P

)

Atividades biológicas de espécies de Annonaceae

Dra Paula Novaes (Profa Déborah Santos e Prof. Marcelo Ferreira)

Processo 2013/07543-0

Antioxidante

Anti-envelhecimento

Proteção contra doenças

cardiovasculares

Anti-câncer

(10)

7. Hiperina

11. Nicotiflorina

15. Isoramnetina-3-O-glicosídeo

La

bo

ra

tó

rio

d

e

F

ito

qu

ím

ic

a

(I

B

-U

S

P

)

Atividades biológicas de espécies de Annonaceae

Dra Paula Novaes (Profa Déborah Santos e Prof. Marcelo Ferreira)

Processo 2013/07543-0

Derivados de quercetina

ISOFLAVONOIDES

flavanonas

isoflavonóides

Isoflavona sintase (IFS)

Comum em Fabaceae

Glycine max

(D ew ick, 2 00 9)

(11)

http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/anexos_rename_2012_pt_533_30_03_12.pdf

Relação Nacional de Medicamentos Essenciais 2012

Isoflavonóides

Cumestanos Rotenóides Isoflavanas

Pterocarpanos

Isoflavanonas

Antifúngicos

Atividade estrogênica

(D ew ick, 2 00 9)

(12)

(B uch an an e t a l. , 2 01 5)

Pterocarpanos

Rotenoides

Isoflavanonas

Atividade inseticida e

piscicida

W iki w an d

(13)

eritrose-4-fosfato

Ácido 3-dehidroquínico

Ácido chiquímico

Ácido procatequínico

(Ácido 3, 4 – dihidroxibenzóico) Ácido gálico

TANINOS

Ácido quínico DAHP:3-desoxi-d-arabino-ácido heptulosônico 7-fosfato PEP: fosfoenolpiruvato

Relembrando...

(D ew ick, 2 00 9)

GALOTANINOS

ELAGITANINOS

Ácido elágico Ácido gálico

Relembrando...

(D ew ick, 2 00 9)

(14)

TANINOS CONDENSADOS

(Dewick, 2009; Buchanan et al. 2015)

(B uch an an e t a l. , 2 01 5)

(15)

CUMARINAS

orto-

hidroxilação em relação a cadeia lateral de ácidos cinâmicos – derivados

lactônicos de ácidos cinâmicos

Isomerização trans-cis o rt o -h id ro xi la çã o Cumarina Ácido cinâmico

Ácido p-cumárico Umbeliferona

Relembrando...

(D ew ick, 2 00 9)

FURANOCUMARINAS

incorporação de átomos de carbono extras provenientes de unidade isopreno

Furanocumarinas lineares – psorelanos – Apiaceae e Rutaceae

(D ew ick, 2 00 9)

Via chiquimato

+

Via

acetato-mevalonato

(16)

Psorelanos

Promove pigmentação da pele

w w w .b rc. ac. uk

Ammi majus

- Apiaceae

Jo ur na l o f I nv es tig at iv e D er m at ol og y V ol um e 18 , I ss ue 5 , M ay 19 52 , P ag es 3 91 -3 95

Fotodermatite

Queimadura da pele

QUINONAS TERPENOÍDICAS

Podem ser formadas tanto pela via do acetato-malonato como pela via do

chiquimato

Várias quinonas que apresentam porções derivadas da via do ácido

chiquímico e fragmentos terpenoídicos são amplamente distribuídas

Importantes no transporte de elétrons na fotossíntese e respiração

Ubiquinona

(coenzima Q)

Plastoquinona-n

Tocoferol

Atua na cadeia de transporte

de e- na mitocondria

Atua na cadeia de transporte

de e- na fotossíntese

Presente nos cloroplastos

(D ew ick, 2 00 9)

(17)

Em humanos – Coenzima Q10

Plantas e animais - derivadas do ácido 4-hidroxibenzoico, via fenilalanina ou tirosina

Ubiquinona

(D ew ick, 2 00 9)

Plastoquinonas e Tocoferois

Tocoferóis – cadeia lateral contem

somente 4 isoprenos; pelo menos 3

duplas ligações sofrem redução

Vitamina E – grupo de vitaminas

lipossolúvel, frequentemente encontrado

em cereais

(18)

Relembrando...

SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS

Alcaloides

ALCALOIDES INDOLIL-TERPÊNICOS

+ 3000 substâncias

Apocynaceae

Loganiaceae

Rubiaceae

triptofano

(19)

(D ew ick, 2 00 9)

(B uch an an e t a l. , 2 01 5)

(20)

ALCALOIDES ERGOLÍNICOS

Fungos:

Claviceps

, Aspergillus, Rhizopus,

Penicillium

Plantas:

Ipomea

e Rivea (Convovulaceae)

ALCALOIDES BENZILISOQUINOLIL

-TERPÊNICOS

Ipeca (Psychotria ipecacuanha)

Rubiaceae

disenteria

(21)

BIB 315 – Metabólitos vegetais:

origem, diversidade e aplicações

P9 - Doseamento de flavonoides

Déborah Santos

dyacsan@ib.usp.br

(22)

Thunbergia erectus

Fernanda Rezende http://www.plantasonya.com.br

Nicotiana sp.

Psidium guajava

Piptadenia gonoacantha

Google imagens Google imagens Fernanda

Rezende

(23)

Espectrofotômetro Sol. R (mL) MeOH (mL) µg/mL µg na reação Abs (grupo 1) Abs (grupo 2) 1 0,000 1,000 0 2 0,030 0,970 3,0 3 0,050 0,950 5,0 4 0,100 0,900 10,0 5 0,150 0,850 15,0 6 0,200 0,800 20,0 7 0,250 0,750 25,0 8 0,300 0,700 30,0 9 0,500 0,500 50,0 10 0,600 0,400 60,0

1. Preparo Curva Padrão

Solução de Rutina 100 µg/mL (2,5 mg de Rutina dissolvidos

em 25 mL de MeOH - em balão volumétrico) – Sol. R.

3µg --- 1000 µL

x --- 500 µL --- x = 1,5 µg

Doseamento - Espectrofotômetro:

AlCl

₃

A intensidade da cor é

tanto maior quanto maior

a concentração de

flavonoides

•grupo cetônico + OH C5/C3 : complexos ácido-estáveis

•orto di-OH : complexos ácido-instáveis

Reação colorimétrica com Cloreto de Alumínio

0,5 mL do extrato metanólico – análise da amostra

0,5 mL de cada ponto da curva

(24)

y

x

quantidade

Abs.

y = 0,0538x R² = 0,9935 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 ABS ug rutina

Curva Padrão

ABS da amostra - substituir na equação da reta

y = 0,0538x

x = ABS/0,0538 = µg de flavonoides na amostra

Relação linear entre massa x absorbância

• 0,103 g de massa vegetal

(massa usada na P6 - fenóis totais)

• Extrato bruto volume de 50 mL

(Vf do extrato da P6 - fenóis totais)

• Alíquota 0,5 mL do extrato para reação colorimétrica

1. µg encontrados com a equação da reta

x = y/0,0538

x =

3,75 µg

2. Correção para o volume

3,75 µg

--- 0,5 mL (alíquota)

z --- 50 mL de extrato

z = (µg X 50)/0,5 z =

375 µg ou 0,375 mg)

3. Valores em mg/g ou %

0,375 mg --- 0,103 g de material vegetal

w

--- 1 g de material vegetal

3,64 mg/g ou 0,36%

Planta A – massa: 103 mg

Equação da reta:

Abs: 0,202

y = 0,0538x

1. Quantidade de flavonoides no tudo

de reação

2. Quantidade de flavonoides no extrato

3. Quantidade de flavonoides totais

(25)

CLAE Sol. R (mL) MeOH (mL) µg/mL µg na reação Área do pico* 1 0,000 1,000 0 2 0,030 0,970 3,0 3 0,050 0,950 5,0 4 0,100 0,900 10,0 5 0,150 0,850 15,0 6 0,200 0,800 20,0 7 0,250 0,750 25,0 8 0,300 0,700 30,0 9 0,500 0,500 50,0 10 0,600 0,400 60,0