Ação inibitória de extratos de plantas do Cerrado sobre α-amilases com ênfase em Kielmeyera coriacea

Abstract

As α-amilases são enzimas digestivas amplamente distribuídas em microrganimos, plantas e animais, que catalisam a hidrólise de ligações glicosídicas α-1,4 e atuam no metabolismo de carboidratos. A inibição de α-amilases pode ser aplicada no controle de insetos-praga dependentes de dieta rica em amido para obtenção de energia, reduzindo a quantidade de nutrientes para evitar seu desenvolvimento. Essa ação permite o uso desses inibidores como bioinseticidas. A inibição da captação de carboidratos na saúde humana pode ser uma alternativa terapêutica no controle glicêmico, reduzindo picos de glicose pós-prandial no tratamento de doenças crônicas, tais como diabetes, obesidade e hiperlipidemia. Este projeto propõe a prospecção de moléculas ativas sobre as α- amilases. Nesse contexto, as plantas são fontes ricas em compostos que possam ser estudados. Assim, o potencial biológico do Banco de Extratos de Plantas do Bioma Cerrado, do Laboratório de Farmacognosia da Universidade de Brasília, foi avaliado sobre α-amilases de Acanthoscelides obtectus, Zabrotes subfasciatus e α-amilase salivar humana. Foram testados cento e oitenta e cinco extratos vegetais hexânicos, diclorometânicos, etanólicos e hidroetanólicos pertencentes a vinte e quatro espécies de dez famílias. O extrato hidroetanólico da casca do caule de Kielmeyera coriacea foi selecionado para estudo químico-biológico devido ao seu forte perfil inibitório, com IC50 110,00 µg.mL-1 e 272,12 µg.mL-1 sobre α-amilases de Z. subfasciatus e de A. obtectus, respectivamente. O extrato apresentou 97,09% de inibição sobre a isoforma humana a 125 µg.mL-1. A parttição líquido-líquido forneceu duas fazses com alto potencial inibitório, a fase 1, precipitado metanol/hexano, que inibiu 96,35%, e a fase 5, metanol/água, que apresentou 99,35% de inibição a 125 µg.mL-1. O fracionamento químico da fase 1 em coluna cromatográfica aberta de sephadex LH-20 permitiu a obtenção de 11 grupos. Dentre esses, os mais ativos sobre α-amilase humana foram o grupo 10 (95,24%) e o grupo 11 (99,00%). O conteúdo de fenóis totais e taninos foi analisado para o extrato bruto, fases e grupos ativos. A fase 1 demonstrou um forte teor de compostos fenólicos, com 1 mg.mL-1, sendo 53,56% de taninos e a fase 5 apresentou 0,95 mg.mL-1 de polifenóis, dos quais 35,96% são taninos. O grupo 11 mostrou 81,03% de constituintes taninos e inibiu 82% da α-amilase salivar humana a apenas 50 µg.mL-1. A avaliação de extratos e taninos sobre α-amilases demonstraram atividade promissora na inibição de captação de carboidratos, representando uma alternativa para o controle do diabetes e obesidade, assim como um potencial bem interessante na inibição de α- amilases de insetos. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

α-amylases are digestive enzymes widely distributed in microrganims, plants and animals, that catalyze hidrolysis of α-1,4 glicosidic bonds and act in carbohydrate metabolism. The inhibition of α-amylases can be applied on control of insect pests that depends on starch-rich diet to energy production, reducing the amount of nutrients to avoid its development. This action allow the use of these inhibitors like bio-insecticides. The inhibition of carbohydrate uptake in human health could be an alternative therapeutic on glicemic control, reducing post-prandial glucose peaks in chronic diseases treatment, such as diabetes, obesity an hyperlipidaemia. This project purposes the prospection of active molecules. In this context, plants are rich sources of compounds that could be studied. Then, the biologic potential of Cerrado Biome Plant Extract Bank, of University of Brasilia Pharmacognosy Laboratory, was evaluated on Acanthoscelides obtectus α-amylases, Zabrotes subfasciatus α-amylases and human saliva α-amylase. One hundred eighty-five hexanic, dichlorometanic, ethanolic and hidro-ethanolic extracts belonging to twenty-four species from ten families. The hidroethanolic bark stem extract of Kielmeyera coriacea was selected to chemical-biological study because of its strong inhibitory profile, with IC50 110,00 µg.mL-1 and 272,12 µg.mL-1 towards Z. subfasciatus and A. obtectus α-amylases, respectively. The extract presented 97,09% of inhibition of human isoform at 125 µg.mL-1. The liquid-liquid partition yielded two phases with a great inhibitory potential, phase 1, methanol/hexan precipitated, that inhibited 96,35%, and phase 5, methanol/water, that presented 99,35% of inhibition at 125 µg.mL-1. The chemical frationation of fase 1 in open chromatographic sephadex LH-20 column alowed the separation of 11 groups. Among them, the most active on human α-amylase were group 10 (95,24%) and group 11 (99,00%). The content of total phenols and tannins was analysed to crude extract, phases and active groups. Phase 1 demonstrated a high teor of phenolic compounds, with 1 mg.mL-1, including 53,56% of tannins and phase 5 showed 0,95 mg.mL-1 of polyphenols content, in wich 35,96% are tannins. Group 11 showed 81,03% of tannins content which inhibited 82% of human saliva α-amylase at only 50 µg.mL-1. The evaluation of extracts and tannins on α-amylases demonstrated a promising activity in carbohydrate uptake inhibition, representing a alternative to control diabetes and obesity, as well as a really interesting potential to insects α-amylases inhibition.</p>