Alcalóides de Psychotria : fotorregulação e propriedades antioxidantes e antimutagênicas

Abstract

Espécies de Psychotria encontradas no sul do Brasil produzem alcalóides do tipo monoterpeno indólicos, alguns deles com interessantes atividades biológicas e oriundos de novas rotas biossintéticas. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. acumula N, b-D-glicopiranosilvincosamida (GPV), o primeiro alcalóide N-glicosilado desta classe a ser descrito. O extrato contendo GPV apresenta atividade analgésica inespecífica e, na planta, sua biossíntese é regulada pelo desenvolvimento e por luz. P. umbellata Vell., por sua vez, produz psicolatina, que apresenta alto potencial farmacológico, pois apresenta atividade analgésica do tipo opióide, ansiolítica e antipsicótica, interagindo com receptores de diversos sistemas de neurotransmissores no sistema nervoso central. Além disso, psicolatina é um eficiente agente redutor de peróxidos e quencher de oxigênio singlet in vitro. Os objetivos do presente trabalho foram estudar a fotorregulação de GPV em plântulas de P. leiocarpa, assim como avaliar os efeitos antioxidantes e antimutagênicos in vivo do extrato foliar bruto de P. umbellata e de psicolatina purificada, utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae. Essas duas últimas substâncias também foram avaliadas quanto à capacidade antioxidante contra o radical hidroxila in vitro. Em ensaios de transição luz-escuro realizados com plântulas assépticas de P. leiocarpa, o acúmulo de GPV mostrou ser responsivo a alterações na condição luminosa de cultivo. O papel negativo do escuro contínuo na biossíntese de GPV foi comprovado pela redução dos níveis deste alcalóide em plântulas cultivadas na luz e transferidas para o escuro. Por outro lado, quando plântulas cultivadas no escuro foram expostas à luz, os níveis de GPVaumentaram, indicando o caráter promotor da luz na produção de GPV. Os efeitos das transições foram mais evidentes em plântulas cultivadas em meio sem sacarose do que em plântulas cultivadas com suprimento exógeno de carboidratos. A biossíntese de GPV é regulada por diferentes faixas de luz. As regiões do azul e do vermelho-extremo aumentaram os teores de GPV. A luz vermelha não afetou de forma significativa o teor de GPV. Os resultados revelam um padrão típico de VLFRs (Very Low Fluence Responses), possivelmente envolvendo ação de PhyA em conjunto com criptocromo.Tanto o extrato bruto foliar de P. umbellata quanto psicolatina apresentaram efeito antioxidante in vivo, reduzindo a inibição do crescimento de Saccharomyces cerevisiae sob estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio e paraquat. O extrato e o alcalóide purificado também apresentaram ótima atividade antioxidante in vitro, protegendo contra o ataque do radical hidroxila. Os índices de mutagênese induzida por peróxido de hidrogêncio foram significativamente reduzidos quando as células de S. cerevisiae foram co-cultivadas na presença tanto do extrato quanto de psicolatina.

Species of Psychotria founded in southern Brazil produce a set of novel monoterpene indole alkaloids (MIAs), several of which have interesting biological activities and originate from new metabolic pathways. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. accumulates N, b-D-glucopyranosylvincosamide (GPV), the first N-glycosylated MIA described. Leaf extracts containing GPV display nonspecific analgesic activity and, in planta, its biosynthesis is regulated by development and light. P. umbellata Vell., in turn, produces psychollatine which has significant pharmacological potential, since it yields opioid-like analgesic, anxiolytic and antipsychotic activities, interacting with receptors of different neurotransmitter systems in the central nervous system. In addition, psychollatine is an efficient peroxide reducing agent and a singlet oxygen chemical quencher in vitro. This work aimed at studying the photoregulation of GPV in P. leiocarpa seedlings, as well as at investigating the antimutagenic and antioxidant in vivo effects of the crude foliar extract of P. umbellata and purified psychollatine using the yeast Saccharomyces cerevisiae. These last substances were also evaluated for their in vitro antioxidant properties against hydroxyl radicals.In light-dark transition assays with aseptic P. leiocarpa seedlings, GPV accumulation showed to be responsive to changes in light condition. The negative role of continuous dark on GPV biosynthesis was shown by reduction of the alkaloid contents when light growing seedlings were transferred to dark. On the other hand, dark growing seedlings increased GPV contents after light exposure, suggesting a positive light regulation of GPV production. Theseresults were more evident in seedlings cultivated in media without sucrose than in seedlings cultivated with carbohydrate supplementation. GPV biosynthesys is also regulated by different light qualities. Light in the blue and far-red regions increased GPV accumulation, whereas red ligh had no significant influence on GPV yield. These results are in agreement with the profile of VLFRs (Very Low Fluence Responses), mediated by PhyA with coaction of cryptochrome. Both the crude foliar extract of P. umbellata and psychollatine showed in vivo antioxidant effects by reducing the growth inhibition of Saccharomyces cerevisiae under hydrogen peroxide- and paraquat-induced oxidative stress. The extract and the purified alkaloid also showed strong in vitro antioxidant activity against hydroxyl radicals. The levels of hydrogen peroxide-induced mutagenicity were significantly reduced when S. cerevisiae cells were cocultivated with leaf crude extract or psychollatine.