Autores
Calvache Hoyos, Z.A. (UNIVERSIDAD DEL CAUCA) ; Rengifo, E. (UNIVERSIDAD DEL CAUCA) ; Hernández Blanco, F.J. (UNIVERSIDAD DEL CAUCA)
Resumo
En la actualidad, los estudios de acoplamiento molecular han permitido
desarrollar investigaciones de metabolitos provenientes de plantas y
macromoléculas relacionadas con diversas enfermedades. En el presente trabajo de
investigación se estudió la especie Cattleya warscewiczii sanderiana, variedad
endémica de Colombia, la cual fue sometida a procesos de extracción,
identificación y acoplamiento molecular para conocer el posible potencial
farmacológico frente a proteínas relacionadas con enfermedades
neurodegenerativas. Estos metabolitos secundarios se extrajeron de hojas,
raíces, bulbos y flores de la orquídea mediante técnicas de extracción sólido-
sólido y técnicas sólido-líquido. Los compuestos identificados en los extractos
etanolicos (EE) por Cromatografía de gases-espectro
Palavras chaves
Extracción de metabolitos; acoplamiento molecular; modelamiento in silico
Introdução
Recientemente, plantas como las Orquídeas que usualmente se emplean de manera
ornamental, han despertado un gran interés por sus múltiples usos terapéuticos
para tratar enfermedades que afectan a una gran población en nuestro país y el
mundo. La investigación en Colombia acerca de estas plantas apenas está
empezando y adquiere gran relevancia, considerando el elevado número de especies
presentes en las regiones y el desconocimiento de los distintos metabolitos en
las diferentes especies. El uso de sus fitoquímicos en diversas patologías
[HOSSAIN, 2011] ha permitido determinar su potencial biológico y farmacológico
[MONTEIRO ETAL., 2018]. La información que se requiere para llevar a cabo esta
determinación, se puede realizar a través de la química computacional, la cual
permite predecir posibles inhibidores y su interacción con diferentes proteínas
o enzimas; de esta forma se puede proporcionar conocimiento acerca de las
propiedades químicas, estructurales y farmacológicas de los metabolitos como
potenciales candidatos a fármacos.
Entre las técnicas computacionales que se utilizan con este fin, se destaca el
Acoplamiento molecular y la síntesis in silico. En estas técnicas, el valor de
la energía de interacción (Ei), son el indicador de la afinidad y la estabilidad
del complejo proteína-ligando [MUÑOZ, 2017; MASCARENHAS, 2018; GSCHWEND, 1996].
La síntesis in silico se utiliza para comprobar o dar explicación a algunos
resultados experimentales [STOICA, 2021]. También para proponer y crear
moléculas con actividad biológica partiendo de cero (creadas por computadores) o
partiendo de moléculas ya existentes sintéticas o aisladas de extractos
vegetales, a las cuales se les realiza modificaciones estructurales para mejorar
su potencial farmacológico.
Material e métodos
Material vegetal
El material vegetal se recolecto en la vereda El progreso Jamundí-Valle del
Cauca (Lote 1 y 2); el tercer lote se recogió del vivero Orquídeas del Valle,
sucursal Ginebra-Valle.
Extracción de compuestos en C.w sanderiana
En la extracción sólido-líquido se macero 1,5000 g de hojas de orquídeas y 15 mL
de etanol 50%, elextracto se almacenó durante 24 horas a TA [SCHUSTER, 2017]. En
la extracción sólido-sólido se maceraró 25 mg de hojas de orquídeas y 100 mg de
C18 (Relación 1:4-relación 1:8). El sólido se eluyo con 5 mL etanol. Los
extractos se rotaevaporaron a 43°C a 80 rpm. Este proceso se realizó para
bulbos, raíces y flores de los diferentes lotes.
Identificación por CG-MS
En el estudio cromatográfico se inyectaron soluciones de 100 mg/L en acetona e
isopropanol. Las condiciones fueron: columna TG5 MS (0,25 mm, 30 m), temperatura
de inyección 220°C, flujo de fase móvil 8 mL/min, gas portador y arrastre helio,
rango de masas 65-450, y un rango de temperatura en el horno entre 70°C-270°C.
Estudio computacional
Optimización de ligandos
Los compuestos identificados por CG-MS provenientes de los extractos, y los
ligandos de referencia rasagilina (RASA) y FM6 (por referencia de documento
doctoral) [MUÑOZ, 2017] se optimizaron por el método B3LYP 3-21 G, ya que en
estudios previos se demostró que es eficiente para este tipo de ligandos
[CALVACHE, 2022]
Acoplamiento molecular
El acoplamiento molecular se realizó en el programa AutoDock Tools con la
proteína Monoamino Oxidasa MAOB (PDB Ref. 1S2Q, y se obtuvo como resultados la
Energía de interacción Ei
En el modalamiento in silico se realizan modificaciones estructurales en los
metabolitos identificados, los cambios se plantearon según los resultados
obtenidos en el acoplamiento molecular
Resultado e discussão
En los procesos de maceración y dispersión para la obtención de los EE de la
orquídea C.w sanderiana, se obtuvo que el mayor porcentaje de extracción se
logró con la técnica sólido-sólido en hojas, raíces, bulbos y flores de los tres
lotes usados. Adicionalmente al ser la técnica más efectiva, aumento los
porcentajes hasta 2,34, 12,3 2,17, y 4,5 veces más que la maceración para hojas,
raíces, bulbos y flores respectivamente.
En el proceso de identificación los compuestos que se presentaron en mayor
proporción en los EE son el 1,4 ácido bencenodicarboxilico o ácido tereftálico
de formula C8H6O4 (1,4 ABC), el 1-butoxi 1-isobutoxibutano de formula C12H26O2
(1B1I), el 2,4 Diterbutilfenol de formula C14H22O (24DTBF) y el 6,6´-metilenbis-
(2-(ter-butil)-4-metilfenol) o Agidol-2 de formula C23H32O2 (AGI); estos
compuestos se encuentran presentes en un 18.5%, 14.9%, 32,6% y 34.1%
respectivamente en los EE.
Los resultados de los cálculos de acoplamiento molecular que se obtienen para
los metabolitos 24DTBF y AGI, indicaron la interacción de los átomos de oxígeno
e hidrógeno de sus grupos terbutilo e hidroxilo, con el centro activo de la
proteína MAOB. La interacción que realiza cada ligando, da como resultado que el
grupo de aminoácidos Arg36, Tyr393, Tyr60 y Ser59 tienen mayor acoplamiento con
el ligando 24DTBF; mientras que, para el AGI, se presenta la interacción con
residuos de Tyr435, Gln206, Gly434, Gly40 y Arg42.
El modelamiento in silico proporciono para el AGI3 un ligero incremento de la
afinidad (-10,21 kJ/mol) con respecto al AGI (-10,19 kJ/mol). Esto indica que la
sustitución de grupos metilo CH3-, por grupos hidroxilo OH- en la posición C4 es
favorable.
Conclusões
En la extracción se determinó que la técnica de DMFS permite aumentar el
porcentaje de extracción hasta en 12,3 veces más que la maceración. En el proceso
de identificación por CG-MS de los EE se encontró la presencia del 1,4ABC, 24DTBF
1B1I, y AGI. De otro lado, se evidenció que las Ei que se obtuvieron para las
diferentes conformaciones del compuesto AGI con la proteína MAOB fueron las
mejores interacciones respecto al compuesto 24DTBF, e incluso que los ligandos de
referencia RASA y FM6. La adición de grupos hidroxilo en los metabolitos 24DTBF y
AGI mejoran la afinidad con la proteína MAOB.
Agradecimentos
Al profesor Emerson Rengifo y Fernando Hernández del grupo de investigación QCB
por apoyo en el transcurso de la investigación. A mi familia por la compañía y
motivación cada día.
Referências
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