Búsqueda de sustancias antifúngicas para el control de hongos fitopatógenos a partir de constituyentes químicos presentes en Piper pesaresanum

El cacao es una de las especies primordiales del sistema agroforestal campesino de muchas regiones en Colombia y es considerado como uno de los cultivos de mayor proyección económica, dado su valor agregado, a su alta demanda por diversas industrias y a que se puede cultivar junto con otras especies de importancia alimenticia. Los rendimientos de producción en nuestro país son muy bajos, debido a múltiples factores entre los que se destacan las enfermedades causadas por diversos tipos de hongos y oomycetes fitopatógenos. Por lo que es de gran interés el desarrollo de agentes fitosanitarios eficaces y seguros para el control de hongos y oomycetes fitopatógenos asociados al cultivo del cacao con lo que se puedan minimizar las pérdidas y aumentar los rendimientos de producción. En Colombia se encuentran presentes un gran número de especies vegetales, muchas de las cuales no cuentan con investigaciones, o presentan investigaciones preliminares, lo que las hace un objeto interesante para emprender investigaciones hacia la búsqueda de sustancias con actividad antifúngica. Este es el caso de la especie Piper pesaresanum de la cual se han reportado algunos estudios químicos y biológicos preliminares. Dado el interés del equipo de investigación en esta temática la presente investigación contribuye a la búsqueda de sustancias antifúngicas para el control de hongos fitopatógenos asociados al cacao, a partir del estudio de los constituyentes químicos presentes en P. pesaresanum. El trabajo comprendió el aislamiento y caracterización de los compuestos químicos presentes en P. pesaresanum con actividad antifúngica frente a los hongos asociados al fruto del cacao, los cuales fueron Moniliophthora roreri, Fusarium solani y Phytophthora sp. Posteriormente, con los compuestos más activos se realizó un estudio de aproximación de relación estructura-actividad para establecer la influencia de los diferentes grupos funcionales sobre la actividad exhibida frente a los hongos fitopatógenos objeto de estudio. Finalmente se realizó un estudio computacional para el desarrollo de un modelo farmacofórico a partir de las características estructurales más importantes de los compuestos de mayor potencial antifúngico. El estudio fitoquímico biodirigido permitió el aislamiento y la identificación de tres derivados de ácido benzoico (ácido 4-metoxinervogénico P-1, ácido nervogénico P-2 y ácido 3-(3’,3’-dimetilalil-1’-oxo)-5-(3’’,3’’-dimetilalil)-4-hidroxibenzoico P-3) y una dihidrochalcona (2’,6’-dihidroxi-4’-metoxidihidrochalcona P-4), de los cuales (P-2 a P-4) son reportados por primera vez en la especie. Los compuestos aislados e identificados presentaron actividad antifúngica moderada frente a los tres hongos evaluados, en rangos de CI50 de 26,72 a 97,42 µM, siendo los de mayor potencial P-3 y P-4. A partir de los compuestos naturales se realizó la síntesis siete derivados (P-5 a P-11), por modificaciones sencillas en sus grupos funcionales, siendo los compuestos P-7 y P-9 los de mayor actividad antifúngica con valores de CI50 de 6,68 y 2,95 µM, respectivamente. En este estudio se incluyeron algunos compuestos comerciales (P-12 a P-19) con subestructuras similares a los compuestos bioactivos y otros compuestos aislados previamente en el grupo de especies del género Piper (P-20 a P-23). Los resultados permitieron establecer que para los derivados de ácido benzoico la presencia de sustituyentes prenilados y el grupo carboxilo en el anillo aromático son necesarios para la actividad antifúngica. La actividad se incrementó significativamente cuando se sintetizaron los compuestos cíclicos de tipo cromeno P-9 y 4-cromanona P-10. Para los derivados de flavonoides se determinó que el grupo carbonilo en el núcleo tipo dihidrochalcona es importante para mantener la actividad antifúngica, en dónde P-4 fue el que presentó el mayor potencial antifúngico. Finalmente, a partir de los compuestos de mayor potencial antifúngico (P-2, P-3, P-4, P-7, P-9 y P-21), se desarrolló un modelo farmacofórico teniendo en cuenta las características estructurales relevantes para la actividad antifúngica y a partir de él se proponen algunas moléculas que pueden llegar a ser potenciales antifúngicos frente a hongos fitopatógenos asociados al cacao.Abstract: Cocoa is one of the primary species of the rural agroforestry system in many regions in Colombia and is considered as one of the crops with major economic projection due to its added value, to its high demand from several industries and because it can be grown along with other species of nutritional importance. The production yields in our country are very low, due to multiple factors among which diseases caused by various types of fungi and phytopathogenic oomycetes stand out. Therefore, the development of effective and safe phytosanitary agents for the control of fungi and phytopathogenic oomycetes associated with the cultivation of cocoa is of great interest for minimizing losses and increasing production yields. A big number of plant species are present in Colombia, many of which either do not have any research or present just some preliminary research, making them an interesting subject to undertake research towards the search for substances with antifungal activity. This is the case of the Piper pesaresanum species of which some preliminary chemical and biological studies have been reported. Given the interest of the research team in this area, this research contributes to the search for antifungal substances to the control the phytopathogenic fungi associated with cocoa, based on the study of the chemical constituents present in P. pesaresanum. This work included the isolation and characterization of the chemical compounds present in P. pesaresanum with antifungal activity against fungi associated with cocoa fruit, which, for this research consisted in Moniliophthora roreri, Fusarium solani and Phytophthora sp. Subsequently, with the most active compounds, an approximation study of structure-activity relationship was carried out to establish the influence of the different functional groups on the activity exhibited against the phytopathogenic fungi under study. Finally, a computational study was carried out for the development of a pharmacophoric model based on the most important structural characteristics of the compounds with the highest antifungal potential. The bio-directed phytochemical study allowed the isolation and identification of three derivatives of benzoic acid (4-methoxyinervogenic acid P-1, nervogenic acid P-2 and 3-(3',3'-dimethylalkyl-1'-oxo) -5-(3'',3''-dimethylalkyl)-4-hydroxybenzoic P-3) and a dihydrochalcone (2',6'-dihydroxy-4'-methoxyhydrochalcone P-4), from which (P-2 to P -4) are reported for the first time in the species. The isolated and identified compounds showed moderate antifungal activity against the three fungi evaluated, with IC50 ranging from 26.72 to 97.42 µM, where the highest potential were P-3 and P-4. From the natural compounds, seven derivatives (P-5 to P-11) were synthesized, by simple modifications in their functional groups, the compounds P-7 and P-9 being the ones with the highest antifungal activity with IC50 values of 6.68 and 2.95 µM, respectively. In this study, some commercial compounds (P-12 to P-19) with substructures similar to bioactive compounds and other compounds previously isolated in the group of species of the genus Piper (P-20 to P-23) were included. The results allowed to establish that for the benzoic acid derivatives the presence of pre-substituted substituents and the carboxyl group in the aromatic ring are necessary for the antifungal activity. The activity was significantly increased when the cyclic compounds of the chromene type P-9 and 4-chromanone P-10 were synthesized. For flavonoid derivatives, it was determined that the carbonyl group in the dihydrochalcone-type nucleus is important for maintaining antifungal activity, where P-4 was the one that presented the greatest antifungal potential. Finally, from the compounds with the highest antifungal potential (P-2, P-3, P-4, P-7, P-9 and P-21), a pharmacophoric model was developed taking into account the structural characteristics relevant to Antifungal activity and from it some molecules are proposed that may become potential antifungal against phytopathogenic fungi associated with cocoa.Maestrí

Metabolomic study of the chemical composition of bamboos from the genus Guadua (Poaceae) and exploration of their biological potential

Los bambúes pertenecientes al género Guadua son reconocidos a nivel mundial por sus diversas aplicaciones en los ámbitos ecológico, social, económico, cultural y medicinal. Sin embargo, hasta la fecha aún se desconoce información sobre su composición química y actividad biológica. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo estudiar la composición química y actividad biológica de bambúes del género Guadua mediante un enfoque metabolómico, con cuatro objetivos principales: (1) evaluar las variaciones en la composición química bajo la influencia de un gradiente altitudinal y mapear la diversidad química mediante GNPS; (2) correlacionar la composición química y actividades biológicas para la identificación de compuestos bioactivos; (3) evaluar las alteraciones metabólicas en las células HCT-116 tras la exposición al extracto de G. incana; y (4) aislar algunos compuestos bioactivos a partir del extracto activo de G. incana, guiado por el enfoque metabolómico. Los resultados obtenidos resaltan que en el primer objetivo se destaca un aumento significativo en la composición de flavonoides a altitudes elevadas. También se demostró una gran riqueza en la diversidad química de estos bambúes. En el segundo objetivo, se identificó la presencia de 49 compuestos en las especies de Guadua, incluyendo flavonoides y derivados de ácidos cinámicos que mostraron una fuerte correlación con las actividades antiinflamatoria y antioxidante. Particularmente, se encontró que flavonas glucosiladas presentaron una correlación positiva con el potencial citotóxico. En el tercer objetivo, se encontraron una alteración de 99 metabolitos en las células HCT-116 cuando fueron tratadas con el extracto activo de G. incana, asociados principalmente con el metabolismo del glutatión. Finalmente, en el cuarto objetivo se aisló una flavona glucosilada correspondiente a isoschaftosido que mostró una potente actividad citotóxica y una mezcla de tres flavonas derivadas de apigenina. En conclusión, este estudio aportó importantes y robustos datos científicos al conocimiento de la composición química y del potencial antioxidante, antiinflamatorio y citotóxico de diversas especies del género Guadua que aún no habían sido estudiadas.Bamboos belonging to the Guadua genus are recognized worldwide for their various applications in the ecological, social, economic, cultural, and medicinal fields. However, to date information on its chemical composition and biological activity is still unknown. In this context, the present work aimed to study the chemical composition and biological activity of bamboos of the Guadua genus through a metabolomic approach, with four main objectives: (1) evaluate the variations in the chemical composition under the influence of an altitudinal gradient and map chemical diversity using GNPS; (2) correlate chemical composition and biological activities for the identification of bioactive compounds; (3) evaluate metabolic alterations in HCT-116 cells after exposure to G. incana extract; and (4) isolate some bioactive compounds from the active extract of G. incana, guided by the metabolomic approach. The results obtained highlight that the first objective shows a significant increase in flavonoid composition at high altitudes. A great richness in the chemical diversity of these bamboos was also demonstrated. In the second objective, the presence of 49 compounds was identified in Guadua species, including flavonoids and cinnamic acid derivatives that showed a strong correlation with anti-inflammatory and antioxidant activities. Particularly, it was found that flavone glycosides presented a positive correlation with cytotoxic potential. In the third objective, an alteration of 99 metabolites was found in HCT-116 cells when treated with the active extract of G. incana, mainly associated with glutathione metabolism. Finally, in the fourth objective, a flavone glycoside corresponding to isoschaftoside was isolated that showed potent cytotoxic activity and a mixture of three flavones derived from apigenin. In conclusion, this study contributed important and robust scientific data to the knowledge of the chemical composition and the antioxidant, anti-inflammatory and cytotoxic potential of several species of the genus Guadua that had not yet been studied.Doctor en Ciencias BiológicasDoctoradohttps://orcid.org/0000-0003-1422-5545https://scholar.google.com/citations?user=548E4SoAAAAJ&hl=eshttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=000002157

Estudio fitoquímico y evaluación de la capacidad antioxidante de hojas de Senna reticulata obtenidas en la región andina colombiana

The purpose of this study was to contribute to the phytochemical study of its leaves and assess to evaluate its antioxidant capacity. For this purpose, from plant material collected in the municipality of Honda (Tolima) and identified in the Colombian National Herbarium collection under the number COL 573012, the ethanol extract (131.18 g) was obtained from which a mixture consisting of erythritol, isoamyl acetate and L-pyroglutamic acid was obtained and an isolation of quercetin, kaempferol and hyperoside, through separations by column chromatographies (CC), thin layer chromatography (TLC) and thin layer preparative chromatography (TLPC). Quercetin, kaempferol and hyperoside were, for this species first reported in our country. The structural elucidation of the isolated compounds was carried out using techniques of gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and nuclear magnetic resonance of carbon (13C NMR). The antioxidant capacity was evaluated by the method of DPPH, where it was established that the ethanolic extract, fractions of dichloromethane and ethyl acetate and the compound identified as kaempferol, exhibited a percentage of inhibition higher than 40%, taking the antioxidant capture of the free radical DPPH gallic acid as reference. El propósito de este trabajo fue contribuir al estudio fitoquímico de las hojas de esta especie y evaluar su capacidad antioxidante. Para tal fin, a partir del material vegetal colectado en el municipio de Honda (Tolima) e identificado en el Herbario Nacional Colombiano bajo el número de colección COL 573012, se obtuvo el extracto etanólico (131.18 g) del cual a través de separaciones por cromatografías en columna (CC), cromatografía en capa delgada (CCD) y cromatografía en capa delgada preparativa (CCDP), se logró obtener una mezcla conformada por eritritol, acetato de isoamilo y ácido L-piroglutámico y el aislamiento de quercetina, hiperósido y camferol. Estos últimos reportados por primera vez para esta especie en nuestro país. La elucidación estructural de los compuestos aislados se llevó a cabo mediante las técnicas de Cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM) y resonancia magnética nuclear de carbono (RMN 13C). La capacidad antioxidante fue evaluada por el método de DPPH, donde se estableció que el extracto etanólico, las fracciones de diclorometano y acetato de etilo y el compuesto identificado como camferol, exhibieron un porcentaje de inhibición superior al 40% tomando como referencia la captación antioxidante del ácido gálico del radical libre DPPH

Caracterización química del aceite esencial de hojas de la especie vegetal Senna reticulata (Fabaceae)

A partir de hojas frescas de la especie vegetal Senna reticulata (Fabaceae) se obtuvo el aceite esencial mediante la técnica de extracción por arrastre de vapor; la identificación y composición química se realizó por medio de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM), comparación de los índices de retención (IR) y los datos reportados en la literatura. El aceite esencial se obtuvo con un rendimiento del 0.10% en peso, en el cual se identificaron 20 compuestos correspondientes al 80,39% de la composición química total del aceite esencial; dentro de estos fueron identificados un ácido carboxílico, un hidrocarburo alifático, dos ésteres, catorce sesquiterpenos y dos aldehídos entre los cuales se encuentra el compuesto mayoritario correspondiente al miristaldehido (63,84%). Además, se realizó un perfil comparativo mediante un análisis estadístico multivariado de los componentes encontrados frente a los reportados para seis especies de la familia Fabaceae encontrando compuestos comunes como a-copaeno, a-pineno, g-muroleno y d-cadineno

Diseño del programa de Seguridad Basada en el Comportamiento de la compañía Central- Trenec S.A.S.

Diseñar un programa de gestión que permita evaluar los comportamientos seguros y actos sub estándar asociados al impacto de la accidentalidad en la compañía CENTRAL-TRENEC S.A.S.La seguridad basada en el comportamiento (SBC), consiste en observar el comportamiento real del recurso humano en el desarrollo de los trabajos, con el objetivo de identificar y evaluar ciertas conductas laborales, cuyo resultado causan actos inseguros durante la ejecución de las actividades, que afectan la salud. Por lo anterior, La compañía CENTRAL-TRENEC S.A.S dedicada al suministro de maquinaria y equipo especial para desarme, transporte y montaje de carga seca extra dimensional, para el sector hidrocarburos con presencia directa en las ciudades de Bogotá, Yopal, Villanueva y Barrancabermeja, busca minimizar de forma integral el índice y frecuencia de accidentes asociados al desarrollo de las tareas de desarme y transporte de maquinaria. Dentro del proceso de investigación se aplicaron tres tipos de instrumentos con el fin de evaluar los comportamientos inseguros, controles operativos y factores de riesgos que influyen en el desarrollo de sus actividades y repercuten en los índices de frecuencia y severidad de la accidentalidad en la compañía.Behavior-based safety (SBC), consists of observing the real behavior of human resources in the development of work, with the aim of identifying and evaluating certain work behaviors, the result of which causes unsafe acts during the execution of activities, which affect health. Therefore, the company CENTRAL-TRENEC SAS dedicated to the supply of machinery and special equipment for disarmament, transport and assembly of extra-dimensional dry cargo, for the hydrocarbon sector with direct presence in the cities of Bogotá, Yopal, Villanueva and Barrancabermeja, seeks comprehensively minimize the rate and frequency of accidents associated with the development of machinery disarmament and transport tasks. Within the investigation process, three types of instruments were applied in order to evaluate the unsafe behavior, operational controls and risk factors that influence the development of its activities and affect the frequency and severity of accidents in the company

Diseño del programa de Seguridad Basada en el Comportamiento de la compañía Central- Trenec S.A.S.

Diseñar un programa de gestión que permita evaluar los comportamientos seguros y actos sub estándar asociados al impacto de la accidentalidad en la compañía CENTRAL-TRENEC S.A.S.La seguridad basada en el comportamiento (SBC), consiste en observar el comportamiento real del recurso humano en el desarrollo de los trabajos, con el objetivo de identificar y evaluar ciertas conductas laborales, cuyo resultado causan actos inseguros durante la ejecución de las actividades, que afectan la salud. Por lo anterior, La compañía CENTRAL-TRENEC S.A.S dedicada al suministro de maquinaria y equipo especial para desarme, transporte y montaje de carga seca extra dimensional, para el sector hidrocarburos con presencia directa en las ciudades de Bogotá, Yopal, Villanueva y Barrancabermeja, busca minimizar de forma integral el índice y frecuencia de accidentes asociados al desarrollo de las tareas de desarme y transporte de maquinaria. Dentro del proceso de investigación se aplicaron tres tipos de instrumentos con el fin de evaluar los comportamientos inseguros, controles operativos y factores de riesgos que influyen en el desarrollo de sus actividades y repercuten en los índices de frecuencia y severidad de la accidentalidad en la compañía.Behavior-based safety (SBC), consists of observing the real behavior of human resources in the development of work, with the aim of identifying and evaluating certain work behaviors, the result of which causes unsafe acts during the execution of activities, which affect health. Therefore, the company CENTRAL-TRENEC SAS dedicated to the supply of machinery and special equipment for disarmament, transport and assembly of extra-dimensional dry cargo, for the hydrocarbon sector with direct presence in the cities of Bogotá, Yopal, Villanueva and Barrancabermeja, seeks comprehensively minimize the rate and frequency of accidents associated with the development of machinery disarmament and transport tasks. Within the investigation process, three types of instruments were applied in order to evaluate the unsafe behavior, operational controls and risk factors that influence the development of its activities and affect the frequency and severity of accidents in the company

Contribution phytochemical to the study of leaves specie vegetable senna reticulata (fabaceae) and evaluation of their antioxidant activity

Senna reticulata es una especie perteneciente a la familia Fabaceae; distribuida en Colombia encontrando su mayor concentración en los departamentos del Tolima y Cundinamarca; tradicionalmente ha sido empleada como purgante, diurético, laxante y además para el tratamiento del estreñimiento y la fiebre. En cuanto a su composición química diversos estudios han reportado la presencia de flavonoides, alcaloides, taninos, antraquinonas y saponinas. El objetivo principal de este estudio fue contribuir al estudio fitoquímico de las hojas de esta especie y evaluar su actividad antioxidante. Para tal fin, a partir del material vegetal colectado en el municipio de Honda (Tolima) e identificado en el Herbario Nacional Colombiano bajo el número de colección COL 573012 se obtuvo el extracto etanólico (131.18 g); el cual a través de separaciones por cromatografías en columna, en capa delgada y preparativa, permitió obtener una mezcla conformada por eritritol, acetato de isoamilo y acido L-piroglutámico y el aislamiento de quercetina, hiperosido y camferol, reportados por primera vez para esta especie en nuestro país. La elucidación estructural de los compuestos aislados se llevó a cabo mediante las técnicas de CG-EM y RMN 1H, 13C. Se evaluó la actividad antioxidante por el método de DPPH, donde se estableció que la presencia de flavonoides y compuestos fenólicos, fueron los responsables de la actividad antioxidante presentada para el extracto etanólico, las fracciones de diclorometano y acetato de etilo y el camferol, con un porcentaje de inhibición superior al 40% tomando como referencia la captación antioxidante del ácido gálico del radical libre DPPH.Senna reticulata is a species belonging to the family Fabaceae; distributed in Colombia found its highest concentration in the departments of Tolima and Cundinamarca; It has traditionally been used as a laxative, diuretic, laxative and also for the treatment of constipation and fever. In terms of chemical composition studies they have reported the presence of flavonoids, alkaloids, tannins, saponins and anthraquinone. The main objective of this study was to contribute to the phytochemical study of the leaves of this species and assess their antioxidant activity. To this end, from plant material collected in the municipality of Honda (Tolima) and identified in the Colombian National Herbarium collection under number 573 012 COL ethanol extract (131.18 g) was obtained; which separations by column chromatography, and preparative thin layer yielded a mixture consisting of erythritol, isoamyl acetate and L-pyroglutamic acid and isolation of quercetin, kaempferol and hyperoside, first reported for this species in our country. The structural elucidation of the isolated compounds was carried out using techniques GC-MS and 1H NMR, 13C. The antioxidant activity is evaluated by the method of DPPH, where it was established that the presence of flavonoids and phenolic compounds, were responsible for the antioxidant activity presented for the ethanol extract, fractions of dichloromethane and ethyl acetate and kaempferol, a inhibition rate above 40% with reference to the uptake of gallic acid antioxidant free radical DPPH