Avaliação e Caraterização da Ação Inibitória de Iminociclitóis na Atividade α-Glucosidase de Enterócitos de Mamífero

A diabetes, em particular a diabetes mellitus tipo 2, constitui um distúrbio metabólico que se carateriza por glicemias aumentadas resultantes de diminuição da libertação e/ou ação da insulina. Os inibidores das α-glucosidases surgem como agentes de elevado interesse terapêutico uma vez que podem contribuir para a diminuição da absorção intestinal de glicose e, consequentemente, para um desagravamento da hiperglicemia. Alguns compostos da família iminociclitol são inibidores das α- glucosidases [1] e têm vindo a ser sintetizados diversos compostos novos que podem ser promissores e cuja ação sobre a atividade α-glucosidase de mamífero ainda não foi estudada. Neste trabalho procurou-se estudar a ação de alguns novos compostos da família iminociclitol (figura 1) na atividade α-glucosidase de enterócitos de mamífero, tendo-se também avaliado o grau de toxidade. O efeito dos pares dos enantiómeros foi também estudado

3-Hydroxypyrrolidine and (3,4)-dihydroxypyrrolidine derivatives: inhibition of rat intestinal α-glucosidase

Thirteen pyrrolidine-based iminosugar derivatives have been synthesized and evaluated for inhibition of α-glucosidase from rat intestine. The compounds studied were the non-hydroxy, mono-hydroxy and dihydroxypyrrolidines. All the compounds were N-benzylated apart from one. Four of the compounds had a carbonyl group in the 2,5-position of the pyrrolidine ring. The most promising iminosugar was the trans-3,4-dihydroxypyrrolidine 5 giving an IC50 of 2.97 ± 0.046 and a KI of 1.18 mM. Kinetic studies showed that the inhibition was of the mixed type, but predominantly competitive for all the compounds tested. Toxicological assay results showed that the compounds have low toxicity. Docking studies showed that all the compounds occupy the same region as the DNJ inhibitor on the enzyme binding site with the most active compounds establishing similar interactions with key residues. Our studies suggest that a rotation of ∼90° of some compounds inside the binding pocket is responsible for the complete loss of inhibitory activity. Despite the fact that activity was found only in the mM range, these compounds have served as simple molecular tools for probing the structural features of the enzyme, so that inhibition can be improved in further studies

Anthocyanin extraction from Jussara (Euterpe edulis Mart.) using deep eutectic solvents, nanotechnology application and 3D printing

Existe atualmente uma crescente preocupação da indústria alimentícia e dos profissionais da nutrição ao redor do mundo com o consumo de corantes artificiais. Esses corantes, os quais têm sido banidos gradualmente por importantes organizações nacionais e supranacionais, têm revelado efeitos adversos à saúde humana. Neste contexto, o uso de corantes naturais se revela como uma alternativa bem-vinda, incentivando o uso sustentável de recursos, assim como se beneficiando das propriedades biológicas inerentes a esses pigmentos. As antocianinas são uma classe de pigmentos pertencente ao grupo dos polifenóis. Abundantes em plantas, tem sido identificado nas mais diversas funções como proteção à luz solar, proteção antimicrobiana e função antioxidante. De fato, as potentes atividades antioxidantes das antocianinas têm sido extensivamente estudadas por diversos pesquisadores, as quais tem revelado uma extensa gama de propriedades benéficas em trabalhos envolvendo tanto humanos como animais, notoriamente na proteção contra doenças crônicas como câncer. No contexto de sustentabilidade, os métodos para extração e obtenção desses pigmentos também têm sido revistos, tendo como objetivo desvencilhar-se do uso de solventes não renováveis, tóxicos ao meio ambiente e fisicamente instáveis, coletivamente chamados solventes orgânicos voláteis (VOS, em inglês), entre eles o metanol. Dentre as diversas técnicas utilizadas para reduzir essa dependência dos VOCs, assim como reduzir a quantidade de água necessária a esses processos, mas mantendo sua eficiência, advém o uso recente dos solventes eutéticos profundos (DES, em inglês). Tema central desta tese, os DES têm demonstrado altas taxas de eficiência na extração de um diverso escopo de produtos naturais, e qualidades muito desejáveis como atoxicidade, estabilidade, não inflamabilidade, alta flexibilidade de composição e proporção bem como volatilidade desprezível. Qualidades essas que tem despertado grande interesse dos pesquisadores ao redor do mundo, com numerosos estudos visando aperfeiçoar processos de extração tornando-os competitivos aos VOS, esperando uma ampla substituição desses, principalmente no que concerne a processos alimentícios. Com base nesse esforço, foi escolhido como modelo de extração para nossos estudos as antocianinas produzidas pelo fruto da árvore da juçara ou içara (Euterpe edulis Mart.). Nativa da américa do sul, possui uma extensa área de ocupação do sul da Bahia até o Paraguai, contudo, devido a exploração ilegal de seu palmito e a enorme fragmentação da Mata Atlântica, é considerada ameaçada de extinção. Muitos esforços de grupos ambientais têm se dedicado a exploração sustentável da juçara através do seu fruto, dissuadindo o corte ilegal do seu meristema apical para obter o palmito, trazendo consequente morte a planta. Com o acima exposto, a pesquisa desta tese foi de encontro a aliar-se a esses esforços de preservação da juçara, imbuindo conhecimento às propriedades das antocianinas do fruto, propondo um método de extração sustentável através dos DES, exibindo suas vantagens perante o metanol. Foi destacado sua elevada estabilidade neste meio e também suas propriedades antioxidantes e antimicrobiológicas. Além disso, foi estudado métodos de aplicação do extrato em nanocápsulas para maior estabilidade e as suas implicações na bioacessibilidade. Por fim foi testada sua aplicabilidade a impressão 3D de alimentos e como sua presença funciona modulando a sinérese do amido usado para impressão e bem como a estabilidade de sua cor durante o processo.Nowadays, there is a growing concern in the food industry and nutrition professionals around the world with the consumption of artificial colorants. These colorants, which some have been banned by countries worldwide can display adverse effects on human health. In this sense, the use of natural dyes is a welcome alternative in the context of sustainable resources, as well providing to the customers beneficial biological properties inherent to these pigments. Anthocyanins are a class of pigments belonging to the group of polyphenols. Abundant in plants, they have been identified in diverse array of functions, such as protection from sunlight, antimicrobial protection and antioxidant protection. In fact, their potent activities have been extensively studied both by several researchers, revealing a wide range of bioactivities regarding both humans and animals, anti­cancer activities in particular. In the context of sustainability, the methods for extracting and obtaining these pigments have also been revised, with the aim of getting rid of the use of non­renewable, environmentally toxic and physically unstable solvents, collectively called volatile organic solvents (VOS), including methanol. Among the various techniques used to reduce this dependence on VOCs, as well as reducing the amount of water needed for these processes, while maintaining their efficiency, comes the recent development of deep eutectic solvents (DES). Central theme of this thesis, DES have demonstrated high rates of efficiency in the extraction of a diverse scope of natural products, and very desirable qualities such as non­toxicity, stability, nonflammability, high flexibility of composition and proportion as well as negligible volatility. These qualities have aroused great interest from researchers around the world, with numerous studies aiming at improving extraction processes and making them competitive with VOS, hoping for a broad replacement of these, especially with regard to the food process. Based on this effort, the anthocyanins produced by the fruit of the juçara or içara tree (Euterpe edulis Mart.) were chosen as an extraction model for our studies. Native to South America, it has an extensive area of occupation from the south of Bahia to Paraguay, however, due to the illegal exploitation of its palm heart and the enormous fragmentation of the Atlantic Forest, it is considered threatened with extinction. Many efforts by environmental groups have been dedicated to the sustainable exploitation of juçara through its fruit, dissuading the illegal cutting of its apical meristem to obtain the palm heart, resulting in the death of the plant. With the above explained, the research of this thesis pursued to ally itself with these efforts of preservation of the juçara, imbuing knowledge to the properties of the anthocyanins of the fruit, proposing a sustainable extraction method through DES, showing its advantages over methanol. Its high stability in this medium and also its antioxidant and antimicrobial properties were highlighted. In addition, methods of application of the extract in nanocapsules were studied for greater stability and their implications for bioaccessibility. Finally, its applicability to 3D food printing was tested and how its presence works by modulating the syneresis of the starch used for printing inks and the stability of its color during this process.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP: 2018/04265-

High-Performance Extraction Process of Anthocyanins from Jussara (Euterpe edulis) Using Deep Eutectic Solvents

New strategies for obtaining target bioactive compounds and natural pigments with the use of “green solvents” are consistently being developed, and deep eutectic solvents are (DES) a great alternative. This work established the significant variables and models for anthocyanin extraction, using DES and experimental design, of Euterpe edulis Mart. (jussara) fruit pulp, an endangered palm tree from the Brazilian Atlantic Forest. From a screening of seven initially tested DES, choline chloride/xylitol-based solvents had the best results with up to 42% increase in the total anthocyanin yield compared to methanolic extraction. Antioxidant assays also revealed a maximum antioxidant capacity of 198.93 mmol Trolox/100 g dry weight basis. The DES extract showed slower degradation to heat at 60° and 90 °C (2.5 times) and indoor constant light source (1.9 times) than methanolic extracts. The optimal extract also revealed slight inhibition of S. enterica and S. aureus growth in the agar plate