Identificação de alcaloides em extratos de espécies de Amaryllidaceae através da técnica de CL-EM suportada por estratégia de rede molecular e avaliação da atividade antiparasitária

dc.contributor.advisor-co1Romão, Wanderson
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.advisor1Borges, Warley de Souza
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.authorFeu, Amanda Eiriz
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Endringer, Denise Coutinho
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee2Bauermeister, Anelize
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee3Andrade, Jean Paulo de
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee4Kuster, Ricardo Machado
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.date.accessioned2024-08-09T14:18:48Z
dc.date.available2024-08-09T14:18:48Z
dc.date.issued2024-04-17
dc.description.abstractThis work begins with a scientometric review covering the alkaloids of Amaryllidaceae through three databases. It presented the evolution of research areas since the earliest publications and an analysis of the main authors, institutions, keywords, and trends. Subsequently, a targeted analysis was conducted to identify and annotate alkaloids present in extracts of wild and commercial (hybrid) Amaryllidaceae bulbs. The extraction method employed was exclusively methanol maceration, without using other processes like acid-base extraction. The analysis was carried out using the UHPLC-ESI(+)-LTQ MS technique, with support from molecular networking networks on the Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) platform. Initially, 19 previously isolated alkaloids were submitted to the GNPS compound library at the bronze level to generate annotations in the molecular network. The extracts were analyzed using the same methodology and sequence as the standards. The classical molecular network analysis had some limitations, leading to the adoption of the feature-based mode as more effective for network analysis. The resulting network had 10 families and 216 unique nodes. Among these families, 7 referred to various Amaryllidaceae alkaloid structures, including homolycorine, haemanthamine, pretazettine, lycorine, and galantamine types. This resulted in the annotation of 28 alkaloids, with an additional 15 alkaloids annotated among the unique nodes. Another aspect addressed was the evaluation of these extracts' activity against the promastigote form of Leishmania amazonensis. Three wild species and eight hybrid species were identified as active, with the raw extract of Ismene amancaes bulbs being the most active (IC50 = 1.29 µg/mL) and selective for the parasite. Molecular network analysis revealed the presence of N-oxide of lycoramine, lycoramine, lycorine, haemanthidine, 11-hydroxyvitattine N-oxide, goleptine, and 9-norpluviine in this species. An exclusive minor alkaloid, with an m/z of 350, was detected, although there is no spectral correspondence in the literature. Additionally, an acid-base extraction of Ismene amancaes bulbs and flowers was performed, resulting in four alkaloid-enriched extracts. GC-MS analysis detected 14 alkaloids, with hippeastrine, isolated from the ethyl acetate fraction, being noteworthy. Evaluation of pharmacokinetic parameters and druglikeness indicated the presence of ten alkaloids with favorable results, with seven of them considered promising compounds. Among these compounds, those with higher concentrations in the enriched extracts were evaluated by molecular docking using the CYP51 cysteine of L. infantum. 8-O-demethylhomolycorine and hippeastrine exhibited the lowest binding energies, suggesting potential for inhibition of Leishmania species. Therefore, the results indicate that Ismene amancaes shows a promising profile in antiparasitic activities, highlighting its efficacy and selectivity against L. amazonensis
dc.description.resumoEste trabalho se inicia com uma revisão cientométrica abrangendo os alcaloides de Amaryllidaceae por meio de três bases de dados. Apresentou-se a evolução das áreas de estudo desde as primeiras publicações e uma análise dos principais autores, instituições, palavras-chave e tendências. Posteriormente, foi conduzida uma análise direcionada para a identificação e anotação de alcaloides presentes em extratos de bulbos de espécies selvagens e comerciais (híbridas) de Amaryllidaceae. O método de extração empregado foi exclusivamente a maceração por metanol, não sendo utilizados outros processos, como a extração ácido-base. A análise foi realizada por meio da técnica UHPLC-ESI(+)-LTQ MS, com o suporte de redes moleculares da plataforma Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS). Inicialmente, 19 alcaloides previamente isolados foram submetidos à biblioteca de compostos do GNPS em nível bronze para gerar anotações na rede molecular. Os extratos foram analisados utilizando a mesma metodologia e na mesma sequência dos padrões. A análise em rede molecular clássica apresentou limitações, resultando na adoção do modo feature-based como mais eficaz para a avaliação por redes moleculares. A rede resultante apresentou 10 famílias, e dentre essas famílias 7 referiram-se a diversas estruturas de alcaloides de Amaryllidaceae, distribuídas em tipo homolicorina, haemantamina, pretazetina, licorina e galantamina. Isso resultou na anotação de 28 alcaloides e, adicionalmente, 15 alcaloides foram anotados entre os nós únicos. Outro aspecto abordado foi a avaliação da atividade desses extratos contra a forma promastigota de Leishmania amazonensis. Três espécies selvagens e oito espécies híbridas foram identificadas como ativas, destacando-se o extrato bruto dos bulbos da espécie Ismene amancaes como o mais ativo (de IC50 = 1,29 µg/mL) e seletivo para o parasita. A análise da rede molecular revelou a presença de N-óxido de licoramina, licoramina, licorina, haemantidina, N-óxido de 11-hidroxivitatina, goleptina e 9-norpluviina nesta espécie. Um alcaloide minoritário exclusivo, m/z 350, foi detectado, porém não há correspondência espectral na literatura. Adicionalmente, foi realizada a extração ácido-base dos bulbos e flores de Ismene amancaes, resultando em quatro extratos enriquecidos em alcaloides. A análise por CGEM permitiu a detecção de 14 alcaloides, com destaque para a hipeastrina, que foi isolada da fração em acetato de etila. A avaliação dos parâmetros farmacocinéticos e de druglikeness indicou a presença de dez alcaloides com resultados favoráveis, sendo sete deles considerados compostos promissores. Desses compostos, os que apresentaram maior concentração nos extratos enriquecidos foram avaliados por docking molecular utilizando a cisteína CYP51 de L. infantum. Os alcaloides 8-Odesmetilhomolicorina e hipeastrina exibiram as menores energias de ligação, sugerindo potencial para inibição de espécies de Leishmania. Portanto, os resultados indicam que a espécie Ismene amancaes apresenta um perfil promissor em atividades antiparasitárias, destacando sua eficácia e seletividade contra L. amazonensis
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17666
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectAlcaloides de Amaryllidaceae
dc.subjectGlobal Natural Products Social Molecular Networking (GNPS)
dc.subjectIsmene amancaes
dc.subjectLeishmania amazonensis
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleIdentificação de alcaloides em extratos de espécies de Amaryllidaceae através da técnica de CL-EM suportada por estratégia de rede molecular e avaliação da atividade antiparasitária
dc.title.alternativeIdentification of alkaloids in Amaryllidaceae species extracts through the technique of CL-EM supported by molecular network strategy and assessment of antiparasitic activity
dc.typedoctoralThesis
foaf.mboxamandaeiriz@gmail.com
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