Corpo Discente - Egressos
Ivoneide Maria Menezes Barra
| Título | APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DA METABOLÔMICA EM Crinum americanum L. (AMARYLLIDACEAE) PARA INVESTIGAR O POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE ALCALÓIDES IN VITRO E NA PLANTA SILVESTRE. | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 14/12/2021 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Visualizar a Tese(3.71MB) | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Metabolitos, cultura de calos, cromatografia, plantas medicinais | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | As espécies botânicas de Amaryllidaceae apresentam importantes aspectos econômicos, químicos, farmacológicos e ornamentais. Esta família está distribuída em regiões com predominância temperadas e tropicais e possui potencial de biossintetizar substâncias químicas da classe dos alcaloides, e que apresentam importantes atividades biológicas, incluindo contra a doença de Alzheimer, o que tem atraído a tenção de muitos pesquisadores. Neste trabalho, foram investigados os perfis metabolômicos presentes no bulbo, raiz e folhas de Crinum americanum L. silvestre. Adicionalmente, foram aplicadas técnicas de biotecnologia vegetal, especificamente, a cultura de calogênese in vitro para a indução e produção de metabolitos secundários e comparados ao perfil metabólico da planta silvestre. Técnicas de detecção das classes dos metabólitos foram realizadas através de cromatografia em camada delgada analítica com reação química (CCD-CR), cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG / EM) e Ressonância magnética nuclear (RMN) para análise do metabolôma dos sistemas estudados. Os resultados indicaram a presença das seguintes classes metabólicas: monoacilglicerol (MAG), diacilglicerol (DAG), triacilglicerol (TAG), ácidos graxos livres (AGL), esteróides (ET), terpenos (TP), fosfolipídeos (FL), tocoferóis (TF) e alcaloides. O ácido hexadecanóico é o principal metabólito encontrado na análise de lipidômica, variando de 16,00% a 23,44% da composição do extrato lipídico. Para os alcaloides, a principal substancia foi powellina seguida da crinina com 70% de sua composição no concentrado da folha. Por RMN e GC/EM, foi possível identificar a substância licorina que foi isolada do concentrado da folha, além de confirmar a presença do grupamento isoquinolinico em todos os concentrados. Na cultura in vitro foi gerada plântulas axênicas a partir de embriões zigóticos e produzidos calos através do explante de raízes. Para atividade biológica, o extrato etanólico obtido das folhas, apresentou atividade antimicrobiana discreta frente ao crescimento das cepas de Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) e de Escherichia coli (E. coli). Contudo, nos ensaios de citotoxicidade e multagenicidade em Allium cepa, o extrato inibiu o crescimento radicular de células meristemáticas, bem como interferiu no processo de divisão celular. Os resultados da análise multivariada de dados revelaram, por meio da análise de componentes principais (PCA) e heatmap, que os perfis metabólicos da espécie fornecem uma visão geral do conjunto de dados e possibilitam avaliar as semelhanças e diferenças dos perfis metabólicos entre os órgãos da planta e os calos cultivados in vitro. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | The botanical species of Amaryllidaceae present important economic, chemical, pharmacological, and ornamental aspects. This family is distributed predominantly in temperate and tropical regions and has the potential to biosynthesize chemical substances of the alkaloid class, which have important biological activities, including against Alzheimer`s disease, which has attracted the attention of many researchers. In this work, the metabolomic profiles present in the bulb, root and leaves of wild Crinum americanum L. were investigated. Additionally, plant biotechnology techniques, specifically, in vitro callogenesis culture for the induction and production of secondary metabolites were applied and compared to the metabolomic profile of the wild plant. Techniques to detect the classes of metabolites were performed using analytical thin layer chromatography with chemical reaction (TLC-CR), gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS) and nuclear magnetic resonance (NMR) for metabolome analysis of the studied systems. The results indicated the presence of the following metabolite classes: monoacylglycerol (MAG), diacylglycerol (DAG), triacylglycerol (TAG), free fatty acids (FFA), steroids (ST), terpenes (TP), phospholipids (PL), tocopherols (TF), and alkaloids. Hexadecanoic acid is the main metabolite found in the lipidomics analysis, ranging from 16.00% to 23.44% of the extract lipid composition. For the alkaloids, the main substance was powellin followed by crinin with 70% of its composition in the leaf concentrate. By NMR and GC/MS, it was possible to identify the substance licorin, which was isolated from the leaf concentrate, and to confirm the presence of the isoquinolin group in all concentrates. In the in vitro culture, axenic seedlings were generated from zygotic embryos and callus was produced by root explants. For biological activity, the ethanolic extract obtained from the leaves, showed discrete antimicrobial activity against the growth of Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) and Escherichia coli (E. coli) strains. However, in the cytotoxicity and multagenicity assays in Allium cepa, the extract inhibited the root growth of meristematic cells, as well as interfered in the process of cell division. The results of multivariate data analysis revealed by the principal component analysis (PCA) and heatmap that the metabolic profiles of the species provide an overview of the data set and make it possible to evaluate the similarities and differences of metabolic profiles between plant organs and callus grown in vitro. | ||||||||||||||||||||||||
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