Anticholinesterase activity of essential oils and majority compounds of Piper spp and Aniba canelilla and molecular docking of 1-nitro-2-phenylethane

Currently, Alzheimer's disease (AD) is considered a significant public health problem worldwide and the major complication of the disease is the deficit of cholinergic neuron activity, a fact that can be reversed and/or mitigated by raising levels of the neurotransmitter acetylcholine (ACh). The most effective way to increase the available amount of acetylcholine is the inhibition of the acetylcholinesterase enzyme (AChE). In the search for new natural cholinesterasic inhibitors, the essential oils and major components of five aromatic plants occurring in the Amazon region were investigated using the AChE inhibition test by direct bioautography. The oils and major components were obtained from Aniba canelilla (1-nitro-2-phenylethane), P. aduncum (dillapiole), P. callosum (safrole), P. divaricatum (methyleugenol) and P. marginatum (safrole+3,4-methylenedioxipropiophenone). The oils of A. canelilla and P. aduncum showed enzyme inhibition zone in amounts of 0.01 ng and 1ng, respectively. The oil of P.marginatum showed weak activity (~ 100 ng) and the oils of P. callosum and P. divaricatum were inactive. Among the major constituents, who showed activity are the phenylpropanoids 1-nitro-2-phenylethane, isolated from the oil of A. canelilla, and safrole and elemicin, isolated from the oil of P. callosum, which inhibited the AChE in amounts of 0.01, 1000 to 1000 ng, respectively. The results indicate that the oil of A. canelilla and 1-nitro-2-phenylethane inhibited AChE in the same proportion as the pattern physostigmine. The molecular docking study was added to the experimental results, showing that the nitro group of 1-nitro-2-phenylethane can establish hydrogen bonds with the hydroxyl group of the serine residue existing in the catalytic AChE molecule, suggesting that the electronegative character of 1-nitro-2-phenylethane may be responsible for this strong chemical interaction.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e PesquisasAtualmente, a Doença de Alzheimer (DA) é considerada um dos grandes problemas de saúde pública em todo o mundo e uma das principais complicações da patologia é o déficit de atividade dos neurônios colinérgicos, fato esse, que pode ser revertido e/ou atenuado elevando os níveis do neurotransmissor acetilcolina (ACh). A maneira mais eficaz de aumentar a quantidade de acetilcolina disponível é a inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). Na busca por novos inibidores colinesterásicos de origem natural, cinco óleos essenciais da região amazônica e seus componentes majoritários foram investigados utilizando o ensaio de inibição da AChE por bioautografia direta. Os óleos e componentes majoritários foram: Aniba canelilla (1-nitro-2-feniletano), Piper aduncum (dilapiol), P. callosum (safrol), P. divaricatum (metileugenol) e P. marginatum (safrol+3,4-metilenodioxipropiofenona). Os óleos de A.canelilla e P. aduncum apresentaram halo de inibição enzimática nas quantidades de 0,01 ng e 1ng, respectivamente. O óleo de P.marginatum apresentou fraca atividade (~100 ng) e os óleos de P. callosum e P. divaricatum foram inativos. Dentre os constituintes majoritários que apresentaram atividade estão os fenilpropanóides 1-nitro-2-feniletano isolado do óleo de A.canelilla, safrol e elemicina, isolados do óleo de P. callosum, que inibiram a AChE nas quantidades de 0,01, 1000 e 1000 ng, respectivamente. Os resultados indicam que o óleo de A. canelilla e 1-nitro-2-feniletano inibem a AChE nas mesmas proporções do padrão fisostigmina. O estudo de docagem molecular complementou os resultados experimentais e demonstrou que o grupo nitro do 1-nitro-2-feniletano forma ligação do tipo ponte de hidrogênio com o grupo hidroxila do resíduo de serina catalítica da molécula de AChE, sugerindo que o caráter eletronegativo do 1-nitro-2-feniletano pode ser responsável por esta forte interação química