Estabelecimento de culturas in vitro de Pilocarpus pennatifolius Lemmaire e estudos iniciais sobre a biossíntese do alcalóide pilocarpina

• Main Author: Conceicao, Ana Paula Santos da
• Other Authors: Moreno, Paulo Roberto Hrihorowitsch
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2004
• Subjects: Alcalóides (Biossíntese); Alkaloids (Biosynthesis); Biossíntese; Biosynthesis; Cultura in vitro; Essential oils; In vitro culture; Natural products; Óleos essenciais; Pilocarpina; Pilocarpine; Pilocarpus; Pilocarpus pennatifolius; Produtos naturais; Rutaceae
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46135/tde-07102014-115557/

Pilocarpus pennatifolius Lemmaire (Rutaceae) é uma espécie nativa que ocorre nas regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste e Nordeste do Brasil, e é popularmente conhecida por jaborandi. Essa e outras espécies de Pilocarpus encontram-se em risco de extinção devido ao extrativismo (uso como planta medicinal) e ao desmatamento. O cultivo in vitro de P. pennatifolius foi realizado como uma alternativa para a produção de pilocarpina (princípio ativo do jaborandi). A cultura de células foi obtida em meio MS semi-sólido, suplementado com sacarose, como fonte de carbono, e tendo como reguladores de crescimento BAP, IAA e NAA. O tempo de duplicação da cultura de calos foi de 22 dias. A concentração do alcalóide, determinada por técnicas cromatográficas, foi de aproximadamente 0,1 µg/ mg de biomassa. Os ensaios enzimáticos referentes à biossíntese da pilocarpina tiveram como objetivo elucidar a etapa inicial de formação do anel imidazólico, além da localização desta reação na planta. Os experimentos realizados indicaram a presença da enzima histidina amino-transferase (HAT, EC 2.6.1.38) cuja atividade catalítica foi de 46,09 nKat/ mg de proteína, apenas no extrato protéico das raízes de P. pennatifolius. A determinação da composição do óleo essencial por CG e CG/EM indicou como constituintes majoritários os hidrocarbonetos tridecano (56,8 %) e pentadecano (25,5 %). Os sesquiterpenos não oxigenados constituíram cerca de 15 % do óleo obtido. === Pilocarpus pennatifolius Lemmaire (Rutaceae) is a native Brazilian species which is commonly known as jaborandi. This species is endangered due to its exploitation as medicinal plant and the increasingly deforestation. A callus culture of P. pennatifolius was established as an alternative source for pilocarpine production (the active compound of jaborandi). The cell culture was obtained in a semi-solid media, supplemented with sucrose as carbon source and as growth regulators, BAP, IAA e NAA. The doubling time for the callus culture was determined as 22 days. The concentration of the alkaloid, obtained by chromatographic techniques was ca. 0.1 µg/ mg dry weight. The enzymatic assays related to pilocarpine biosynthesis were carried out with the aim to elucidate the imidazole ring formation beyond identify the site were this reaction takes place. The results indicated the presence of the enzyme histidine ammonia transferase (HAT, EC 2.6.1.38) only in the protein extract obtained from the roots of P. pennatifolius. The catalytic activity for this enzyme was 46.09 nKat/ mg protein. Volatile constituents from the leaves were analyzed by GC and GC/MS and the major compounds were determined as the hydrocarbons tridecane (56.8 %) and pentadecane (25.5 %). Almost 15 % of the total composition was constituted of non-oxygenated sesquiterpenes.