analisis de metabolitos secundarios
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOAUNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA
ESCUELA DE BIOLOGIAESCUELA DE BIOLOGIA
CENTRO DE INVESTIGACION Y DE ESTUDIOS AVANZADOS CENTRO DE INVESTIGACION Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL IPN - IRAPUATODEL IPN - IRAPUATO
Análisis de metabolitos secundarios en: Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y
Maytenus phyllanthoides con posible aplicación en farmacia y agricultura.
Dalia Elizabeth Ávila Grave
Dr. Jorge Molina TorresM.C. Irma Romelia Sánchez
Mendoza
Directores de tesis
Introducción
• Alimento • Vivienda • Vestido
• Actos rituales
Uso de las plantas:
• Medicina
(Pino, 2004)
Son compuestos químicos sintetizados por las plantas que cumplen funciones no esenciales en ellas.
Son responsables del aroma, sabor, color y cualidades medicinales de las plantas (Santizo, 2004).
Propiedades de metabolitos secundarios
Búsqueda de:
Fármacos
Antibióticos
Insecticidas
Herbicidas
(Santizo, 2004)
Antecedentes
TerpenosCarotenoidesAceites esencialesCumarinasÁcidos grasosTaninosMucilagosAlcaloides
Los ácidos grasos son biomoléculas orgánicas de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de número par de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo.
Clasificación de ácidos grasos
Ácidos grasos insaturados
Ácidos grasos monoinsaturados
Ácido oleico
Ácidos grasos poliinsaturados
Ácido linoleícoÁcido linolénicoÁcido araquidonico
(Varro, 1999)
Ácidos grasos saturados
• Cadena corta
Ácido butírico Ácido isobútirico Ácido valérico Ácido isovalérico
• Cadena larga
Ácido mirísticoÁcido palmíticoÁcido esteárico
(Varro, 1999)
Ácidos grasos esenciales
Ácido linoleícoÁcido linolénicoÁcido araquidonico
• Ácidos grasos no esenciales
Ácido palmíticoÁcido esteáricoÁcido araquídicoÁcido palmitoléicoÁcido oleico
(Varro, 1999)
De la especie Grias neuberthii , se obtuvieron los ácidos grasos saturados: miristico, valérico, palmítico, margárico, esteárico y araquídico.
Monoinsaturados: palmitoleico, oleico y erúcico
Poliinsaturados: linoleíco 18.17µg/mg y linolénico 1.73 µg/mg (Alva, 2002)
Sustancias orgánicas de origen vegetal con actividad fisiológica muy intensa. Los alrededor de 12,000 alcaloides que se conocen, contienen uno o más átomos de nitrógeno, son biosintetizados principalmente a partir de aminoácidos. Los alcaloides poseen una gran diversidad de estructuras químicas .
Los alcaloides son sustancias tóxicas que actúan principalmente sobre el sistema nervioso central; son fisiológicamente activos en los animales, aún en bajas concentraciones, por lo que son muy usados en medicina (Arteche,1999).
Alcaloides Acción fisiológica
Atropina Antiespasmódico, estimulante, analgésico
Cocaína Anestésico local, sedante, estimulante
Codeína Analgésico, sedante, hipnótico
Emetina Emético, expectorante, antipirético
Morfina Narcótico, sedante, hipnótico, analgésico
Quinina Antimalárico
Efedrina Asma, estimulante.
Papaverína
Vincristina
Relajante muscular
Antitumoral
Reserpina Antihipertensivo
Principales alcaloides:
Los principales productores de alcaloides son los vegetales
También se consideran alcaloides ciertas sustancias procedentes de bacterias (Pseudomonas aueroginosa), insectos y otros animales (espongiarios, batracios)
Allopumiliotoxin 267A es un alcaloide que compone la secreción tóxica de este sapo tropical y demuestra una significante atividad cardiotóxica
Amanita muscaria Catharanthus roseus
Trichocereus pachanoi
El sapo Bufo marinus acumula cantidades considerables de morfina en su piel
• Reguladores de crecimiento
• Sustancias de reserva nitrogenada para la síntesis proteica
• Productos finales de reacciones de destoxificación en vegetales
• Función protectora frente a ataques de distintos predadores (parásitos o insectos)
Papel de los alcaloides en los vegetales
Extractos de corteza de Zanthoxylum tsihanimposa,
alcaloide fagarina y otros compuestos probados contra el parásito del paludismo (Randrianarivelojosia, 2003).
Extractos de hojas de Peltostigma guatemaltense
alcaloides: fagarina y skimmianina, anhidroevoxina, evoxina, 7-isopentiloxi- fagarina, kokusagina y 4 metoxi-1-metil-2-quinolona, probados contra Plasmodium falciparum y contra Staphylococcus
aereus, Enterococcus fecalis y Salmonella typhimurium (Lozano, 2008).
Familias botánicas que destacan por su contenido en alcaloides:
Amarillidaceae, Annonaceae, Apocinaceae, Asteraceae, Berberidaceae, Boraginaceae, Celastraceae, Fabaceae, Lauraceae, Papaveraceae, Piperaceae, Rutaceae y solanaceae (Arteche, 1999).
Argemone mexicana L.
Familia: Papaveraceae
Nombre común: Cardosanto
Usos: Se utiliza como hipnótico y calmante para combatir la tos. El látex se usa para quitar las manchas de la córnea y las flores en infusión como narcótico(Martínez, 1933).
Familia: Bignoniaceae
Nombre común: Uña de gato
Usos: Se utiliza como antiabortivo, antídoto de picadura de serpiente, antipirética y antiinflamatoria. Para el tratamiento de dolencias intestinales y el paludismo (Standley, 1926) .
Familia: Ebenaceae
Nombre común: Chapote
Usos: Se emplea como remedio doméstico para la diarrea, disentería crónica y hemorragia uterina. La corteza es astringente y muy amarga (Standley, 1926).
Familia: Celastraceae
Nombre común: Mangle dulce
Usos: La madera es usada como combustible. Sus hojas se utilizan para el dolor de muelas, así como en la sustitución de goma de mascar y como material aislante (Standley, 1926).
Justificación
México es un país que se caracteriza por sus riquezas naturales y que posee una gran variedad de plantas endémicas, algunas de las cuales son usadas artesanalmente como medicina o alimento. En nuestro país, el recurso natural como sustrato de investigación es muy poco utilizado a pesar que se cuenta con una gran biodiversidad de flora.
Muchas especies son candidatos potenciales para la obtención de metabolitos bioactivos, por lo que es necesario disponer de métodos confiables y sencillos que permitan la identificación de las familias de metabolitos secundarios de importancia médica y agrícola.
Hipótesis
Se espera determinar la presencia de alcaloides en hojas secas y frescas de Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.
Se espera encontrar ácidos grasos esenciales en hojas secas de Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.
Objetivos
Objetivo general:
Identificar y cuantificar metabolitos secundarios: ácidos grasos y alcaloides en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM)
Identificación y cuantificación de alcaloides en hojas secas y frescas de las especies en estudio por CG-EM.
Identificación y cuantificación de ácidos grasos en hojas de las especies de interés por CG-EM.
Metodología
Obtención de las plantas de interés
Determinación de alcaloides:
Pesado de material biológico
Homogenización
Filtración a gravedad
(Molina, 2009)
Sequedad total Viales de 1.5 ml Cromatografo de gases
-Temp. inyección 180°C-Temp. Inicial 40°C-Gas acarreador: Helio
• Determinación de alcaloides
Determinación de ácidos grasos
Método de esterificación-transmetilación in situ
Pesar material biológico
Moler material biológico
Viales de 4 ml
-Estándar interno
Block de calentamiento1.Hidrólisis alcalina
- Hidróxido de sodio
• Determinación de ácidos grasos:
Mezcla de reacción
2.Transmetilación
- Triofluoruro de boro
Fase orgánica
-Agua - hexano
• Determinación de ácidos grasos:
Evaporación de muestras con una
corriente de nitrógeno
- isooctano
Cromatografo de gases
-Temp inyección 200°C-Temp. Inicial 130°C-Gas acarreador, Helio
Viales de 1.5 ml
Resultados
Perfil cromatográfico de compuestos en Argemone mexicana, en seco usando Diclorometano como solvente. 3.ϒ-Fagarina
• Identificación de alcaloides
3
Presencia de fagarina en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.
Especie de trabajo
Argemone mexicana
Bignonia unguis-cati
Diospyros sinaloensis
Maytenus phyllanthoid
es
Solvente
extracción
Fresc
o
seco Fresco seco Fresco Seco Fresco seco
Metanol -- ++ -- -- -- -- -- --
Dicloromet
ano
++ ++ -- -- ++ ++ -- --
Argemone mexicana Bignonia unguis cati Diospyros sinaloensis Maytenus phyllanthoides fresco seco fresco seco fresco seco fresco seco
Cuantificación de alcaloides presentes en, Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides
Perfil cromatográfico de ácidos grasos en Argemone mexicana, 1.C16= ácido palmítico, 2. C17= estándar interno, 3. C18:2=ácido linoleíco, 4. C18:3=ácido linolénico. La cantidad de cada ácido graso se calculo en base al estándar interno (ácido heptadecanoico) que presento un Rt= 26.50
4
13
2
Identificación ácidos grasos
ÁCIDO GRASO
Argemone mexicana
Bignonia unguis- cati
Diospyros sinaloensis
Maytenus phyllanthoides
Ácido palmítico
+ + + +
Ácido linoleíco + + + +Ácido
linolénico+ + + +
Ácido Tridecílico
+ + + +
Ácido araquídico
+ + + -
Ácido behénico + - - -
Ácido elaidico - + - +Ácido esteárico - + + +Ácido valérico - - + -
Presencia/ausencia de ácidos grasos en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.
Cuantificación de ácidos grasos presentes en Argemone mexicana en µg/mg
Cuantificación de ácidos grasos presentes en Bignonia unguis-cati en µg/mg
Cuantificación de ácidos grasos presentes en Diospyros sinaloensis en µg/mg
Cuantificación de ácidos grasos presentes en Maytenus phyllanthoides µg/mg
Se logró la identificación y cuantificación de metabolitos: ácidos grasos y algunos alcaloides presentes en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides por Cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (CG-EM).
Se identificó un alcaloide de tipo furoquinolona, conocida como ϒ- fagarina, en hojas secas y frescas de Argemone mexicana y Diospyros sinaloensis, usando metanol y diclorometano como solventes de extracción, siendo en Diospyros sinaloensis en fresco donde se encontró en mayor cantidad usando diclorometano, siendo este el solvente con el que mejores resultados se obtuvieron.
Se identificaron nueve ácidos grasos en las diferentes especies de este estudio siendo estos; el ácido palmítico, ácido linoleíco, ácido linolénico, ácido tridecílico, ácido behenico, ácido araquídico, ácido elaidico, ácido esteárico y ácido valérico.
Los ácidos grasos esenciales linoleíco y linolénico se encontraron en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides, siendo en Argemone mexica donde predominó en cantidad el ácido linolénico.
PERSPECTIVAS
• Los resultados obtenidos sugieren que las plantas analizadas son fuente de compuestos naturales de fármacos, antimicrobianos y de plaguicidas por lo tanto, pueden ser explotados para desarrollar tecnologías que permitan la producción de productos naturales a gran escala y así proteger los cultivos, evitando las pérdidas de producción de alimentos necesarios para una población en constante aumento, así como en la elaboración de antibióticos para combatir enfermedades de origen bacteriano que afectan a la población en general.
• Estos resultados aportan evidencia que nos permitirá continuar con los estudios tendientes a purificar la muestra e intentar aislar el o los principios activos.
Muchas gracias…
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