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19/09/2013 1 Profa. PhD. Denise Botelho de Oliveira Braga Universidade Federal Fluminense INTRODUÇÃO VEGETAIS Fontes de substâncias biologicamente ativas Diversidade (estrutural e química) Organismos autotróficos 12H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Metabolismo primário fotossíntese respiração transporte de solutos 19/09/2013 2 Metabolismo secundário não são necessários para todas as plantas usados em estudos taxonômicos papel importante na interação das plantas com o meio ambiente Função dos metabólitos secundários Proteção contra herbivoria e ataque de patógenos. Competição entre plantas (alelopatia). Atração de organismos benéficos (polinizadores, dispersores de sementes e microrganismos simbiontes). Ação protetora em relação a estresses abióticos (mudanças de tº, conteúdo de água, níveis de luz, exposição à UV e deficiência de nutrientes minerais). metabolismo secundário compostos bioativos 19/09/2013 3 PRINCÍPIOS ATIVOS Distribuição desigual nos órgãos da planta: Panax ginseng - PA na raiz Calendula officinalis - PA na flor Uma mesma planta pode produzir PAs diferentes em seus órgãos: Symphytum officinale (confrei) • alantoína (cicatrizante) na raiz • alcalóides (tóxico) no caule Fatores que afetam o teor de PA nas plantas Clima (chuva x alcalóides, glicosídeos, óleos voláteis) Solo Época do ano PARTE DA PLANTA ÉPOCA DA COLHEITA Planta inteira e folhas no início da floração Flores quando estiverem bem abertas Casca adultas, depois da frutificação Raízes no período seco ou frio (outono) Frutos antes de estarem completamente maduro Sementes quando estiverem bem maduras 19/09/2013 4 PRINCÍPIOS ATIVOS Principais vias do metabolismo secundário e suas interligações. Fonte: Peres, 2008. Disponível em <http://docentes.esalq.usp.br/lazaropp/FisioVegGradBio/MetSec.pdf> TERPENOS Produzidos por uma grande variedade de plantas, principalmente as coníferas. Muito utilizados como flavorizantes em alimentos e como fragrâncias na aromoterapia e terapias naturais. TERPENOS Apresentam funções variadas nos vegetais, sendo encontrados em sementes, flores, folhas, raízes e casca de plantas superiores assim como no musgo, algas e líquens. Classificação dos terpenos Hemiterpenóides (C5): cadeia lateral das citocininas Monoterpenóides (C10): óleos essenciais e piretrinas Sesquiterpenóides (C15): ác. abscísico e lactonas Diterpenóides (C20): giberelinas e taxol Triterpenóides (C30): esteróides e saponinas Tetraterpenóides (C40): carotenóides Polisopreno (N): borracha 19/09/2013 5 Hemiterpeno (C5) Monoterpeno (C10) Monoterpenos (C10) Exemplos - óleos essenciais e piretrinas Distribuição OE - flores (laranjeira), folhas (capim-limão, eucalipto, louro), cascas dos caules (canelas), caules (sândalo, pau-rosa) e frutos (erva-doce). Piretrinas - flores (crisântemo) Laranjeira (Citrus sp) Capim-limão (Cymbopogom citratus) 19/09/2013 6 Eucalipto (Eucalyptus sp) Louro (Laurus nobilis) Canela (Cinnamomum zeylanicum ) Sândalo (Santalum album ) 19/09/2013 7 Pau-rosa (Aniba rosaeodora) Erva-doce (Foeniculum vulgare) Monoterpenos (C10) Função • Atrair polinizadores (óleos essenciais) limoneno cascas de frutas cítricas mentol Mentha piperita • Repelir pragas (piretrinas) ácido crisantêmico Chrysanthemum spp 19/09/2013 8 Sesquiterpenos (C15) Muitos são voláteis e tb atuam na defesa contra pragas e doenças dos vegetais. Gossypol - associado à resistência a pragas em algumas variedades de algodão. Lactonas - presentes na família Compositae e responsáveis pelo gosto amargo de suas folhas. Gossypium sp Gossypol Diterpenos (C20) Resinas - Jatobá (Hymenaea courbaril) resina cicatrizante. Giberelinas - importantes hormônios vegetais responsáveis pela germinação de sementes, alongamento caulinar e expansão dos frutos de muitas espécies vegetais. Triterpenos (C30) Esteróides - são componentes dos lipídios de membrana e precursores de hormônios esteróides em mamíferos (testosterona, progesterona), plantas (brassinoesteróides) e insetos (ecdiesteróides). 19/09/2013 9 Triterpenos (C30) testosterona progesterona brassinoesteróides Triterpenos (C30) Saponinas - semelhantes ao sabão pq possuem uma parte solúvel (glicose) e outra lipossolúvel (triterpeno). • papel na defesa contra insetos e microorganismos . Saponinas Fitoecdisonas - interferem no desenvolvimento dos insetos, tornando-os estéreis. Diosgenina - derivada da planta mexicana “cabeza de negro” (Dioscorea macrostachya), usada para produção industrial da progesterona. Dioscorea macrostachya 19/09/2013 10 Outras saponinas Azadiractina (Azadirachta indica) Glicirrizina (Glycyrrhiza glabra) Protopanaxodiol (Panax ginseng) Azadirachta indica nim azadiractina Glycyrrhiza blabra alcaçuz glicirrizina Panax ginseng protopanaxodiol 19/09/2013 11 Triterpenos (C30) Colesterol • importante componente de membrana e precursor de hormônios esteróides. • pouco acumulado nas plantas devido à ação da enzima esterol metiltransferase. Tetraterpenos (C40) Carotenos • Importantes antioxidantes. • Plantas - fazem parte das antenas de captação de luz nos fotossistemas. Carotenos •Animais - além de o betacaroteno ser precursor da vitamina A (retinol), outros carotenóides como o licopeno são importantes dissipadores de radicais livres nos animais. 19/09/2013 12 Polisoprenos • Presente no látex de diversas plantas. • Terpeno formado por 1.500 a 15.000 unidades de isopreno. Hevea brasiliensis seringueira COMPOSTOS FENÓLICOS Formam um grupo de compostos muito presentes no nosso dia a dia. Sabor, odor e coloração dos vegetais. COMPOSTOS FENÓLICOS • Aldeído cinâmico da canela (Cinnamomum zeyllanicum) • Vanilina da baunilha (Vanilla planifolia) • Eugenol do cravo (Syzygium aromaticum) • Isoeugenol da noz-moscada (Myristica fragans) 19/09/2013 13 Função dos compostos fenólicos Atração de animais para polinização ou dispersão de sementes. Proteção das plantas contra os raios UV, insetos, fungos, vírus e bactérias. Inibição do crescimento de outras plantas competidoras (ação alelopática). Ex.: ácidos caféico e ferúlico 16 m Conquista do ambiente terrestre pelas plantas. Ex: lignina (proporciona o desenvolvimento do sistema vascular, dando rigidez aos vasos) Lignina 19/09/2013 14 Classificação dos compostos fenólicos • Fenóis (compostos simples) • Flavonóides (polifenóis) • Flavanas • Flavanonas • Flavonas e flavonóis • Isoflavonas • Antocianinas Fenóis Desinfetantes (fenóis e cresóis). Preparação de resinas e polímeros. Preparação do ác. pícrico (usado em explosivos). Síntese da aspirina e outros medicamentos. Hidroquinona - produz as quinonas (compostos coloridos, variando do amarelo ao vermelho). 19/09/2013 15 Flavonóides Mais de 5.000 compostos Ação antioxidante Efeitos biológicos • ação anti-inflamatória • anti-alérgica • anti-câncer Flavonóides •Flavanas - produzem as fitoalexinas em resposta a ataques microbianos. Ex.: catechina e meciadonol. •Flavanonas - intermediárias biossintéticas da maioria das classes de flavonóides, podendo influenciar no sabor amargo ou doce. • Flavonas e flavonóis - conferem coloração do branco ao amarelo ao vegetal. Ex.: apigenina, luteolina, canferol, quercetina, miricetina. • Isoflavonas - presentes pcpl/ na soja e seus derivados. Apresentam efeito estrogênico, antifúngico e antibacteriano (fitoalexinas) e inseticida (rotenóides). • Antocianinas Pigmentos responsáveis por uma grande variedade de cores de frutas, flores e folhas que vão do vermelho-alaranjado, ao vermelho vivo, roxo e azul. Largamente distribuídas entre as plantas, sendo encontradas em muitas frutas escuras. 19/09/2013 16 Flavonóides ANTOCIANIDINA COLORAÇÃO FONTE Aurantinidina Cianidina vermelha cereja, jamelão, uva, morango, amora, figo, cacau, açaí Delfinidina beringela, romã, maracujá Europinidina Luteolinidina Pelargonidina vermelha- alaranjada morango, bananeira, acerola, pitanga, gerânio, amora, ameixa Malvidina violeta uva, feijão, acerola Peonidina púrpura cereja, jabuticaba, uva Petunidina violeta uva, petúnia Rosinidina Citrus (Rutaceae) citroflavonóides • Pericarpo - glicosídeos de flavonas glicosídeos de flavononas • Há variações entre as espécies: laranja amarga contém neohesperidosídeo e naringosídeo; laranja doce contém hesperidosídeo. ALCALÓIDES 20% das substâncias naturais descritas. Ocorrem nas dicotiledôneas, em algumas monocotiledôneas e com menor frequência nas gimnospermas e nas pteridófitas. ALCALÓIDES Distribuição é irregular, raramente servindo de padrão quimiotaxonómico. Em geral, são acumulados em locais diferentes dos da sua síntese. Ex.: A nicotina é sintetizada na raíz do tabaco, mas concentra-se nas folhas. 19/09/2013 17 ALCALÓIDES Correspondem aos principais medicamentos naturais com ação anestésica, analgésica, neurodepressora, psicoestimulante, etc. Elevada toxicidade. ALCALÓIDES Erythroxylum coca - cocaína Pilocarpus jaborandi - pilocarpina Papaver sp – papaverina, morfina, heroína, codeína 19/09/2013 18 Annona muricata - reticulina, coclaurina, aterospermina, anomurina, anomuricina (raízes, ramos e folhas) Conium maculatum (cicuta) piritidina Nicotiana tabacum - nicotina Cinchona - quinina, quinidina, cinchonina, cinchonidina Psilocybe cubensis - psilocibina Moschus moschiferus - almíscar 19/09/2013 19 Symphytum officinale (Boraginaceae) •Composição: ác. ascórbico , ác. tânico, alantoína, alcalóides pirrolizidínicos, amido, alantoína, cianocobalamina, asparagina, equimidina, esteróis, taninos, fructanos, intermedina, lasiocarpina, licopsamina, saponinas, sinfitina, triterpenos, AA, sais minerais, provitamina A, vitaminas E e do complexo B. •Partes usadas: raízes e folhas adultas. •Propriedades medicinais: calmante, adstringente, antiinflamatória, cicatrizante, emoliente, hidratante, higienizante e regeneradora celular. USO EXTERNO!!! Ginkgo biloba (Ginkgoaceae) • flavonóides (+ 20 glicosídeos flavônicos). • terpenos (mono, di e sesqui), destacando-se os diterpenos denominados ginkgolídeos A, B, C e J (e M nas raízes). Passiflora alata, P. edulis, P. incarnata, P. caerulea (Passifloraceae) • Largamente utilizado como sedativo, apesar de que ainda não está muito claro os responsáveis por essa atividade. • Possui ác. fenólicos, cumarinas, fitoesteróis, maltol, glicosídeos cianogenéticos, alcalóides indólicos (harmano, harmol e harmina) e numerosos flavonóides como a vitexina. Passiflora spp (Passifloraceae) 19/09/2013 20 FIM