Alkaloids from plants of Amaryllidaceae family : isolation, characterization and determination of acetylcholinesterase inhibition

Nosso trabalho tem por objetivo o estudo dos alcalóides das espécies Amacrinum (híbrido Amaryllis x Crinum), Ismene festalis e três variedades de Amaryllis (“sidney”, “desire” e “belladonna”) todas pertencentes a família Amaryllidaceae. As espécies desta família são fontes de alcalóides, e estes apresentam diversas atividades biológicas, entre elas a inibição da enzima acetilcolinesterase. O material utilizado nesse estudo (bulbos) foi adquirido de um produtor de plantas ornamentais da cidade de Holambra/SP. Os extratos EtOH e CH2Cl2 foram submetidos à extração ácido-base. Os extratos CHCl3 II de Amacrinum e Ismene festalis foram submetidos a purificações em cromatografia em coluna a pressão reduzida e cromatografia em camada semipreparativa e preparativa. Isolamos e identificamos nove alcalóides no extrato CHCl3 II de Amacrinum: beladina, N-desmetil-beladina, crinina, bufanidrina,1-O-acetil-licorina, 11-O-acetilambelina, undulatina, ambelina, bufanisina e dois alcalóides tazetina e haemantidina do extrato CHCl3 de I. festalis. Os extratos das três variedades de Amaryllis foram analisados por Cromatografia em fase Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas (CG-EM), resultando na detecção dos alcalóides: montanina, hipeastrina, 1,2-diidro-clidantina, licorina e nerinina. Estes dados foram comparados aos obtidos em nosso estudo sobre Amacrinum e aos literários, permitindo-nos concluir que o híbrido Amacrinum possui em sua composição principalmente alcalóides que têm larga distribuição no gênero Crinum; sendo que undulatina e ambelina, também são observados na espécie A. belladonna. A avaliação qualitativa para inibição da acetilcolinesterase (AChE) por CCD (Métodos de Rhee e Marston) mostrou resultados positivos para o extrato CHCl3 de Amacrinum e para os alcalóides bufanisina, 1-O-acetil- licorina e undulatina. A avaliação quantitativa para inibição da AChE, pelo método colorimétrico baseado na metodologia de Rhee, mostrou que os alcalóides possuem IC50 maiores que os padrões galantamina e fisostigmina. A interação dos alcalóides fisostigmina, crinina e ambelina com a AChE foram avaliadas por RMN-H, onde observou-se que as interações mais fortes são com os hidrogênios aromáticos dos alcalóides.The alkaloids from Amacrinum (a hybrid Amaryllis x Crinum), Ismene festalis and three varieties of Amaryllis (“sidney”, “desire”, “belladonna”) of the family Amaryllidaceae were isolated and characterized. The species of this family are sources of alkaloids with a wide range of interesting physiological effects, including inhibition of acetylcholinesterase. The bulbs were obtained in the city of Holambra, São Paulo, Brazil. The EtOH and CH2Cl2 extracts were submitted to acid-base extraction. The CHCl3 extracts of Amacrinum and Ismene festalis were submitted to repeated fractionation using flash-chromatography CC and preparative TLC on silica gel. We isolated and identified nine alkaloids in the CHCl3 extract of Amacrium: belladine, N-demethyl- belladine, crinine, buphanidrine, 1-O-acetyl-lycorine, 11-O-acetyl-ambelline, undulatine, ambelline, and buphanisine; and two alkaloids in the CHCl3 extract of I. festalis: tazetine and haemathidine. The extracts of the three varieties of Amaryllis were analyzed by gas chromatography coupled-mass spectrometry (GC-MS), resulting in detection of the alkaloids: montanine, hippeastrine, 1,2-dihydroclidantine, lycorine, and nerinine. Comparing these data with those obtained for the Amacrinum hybrid and literature data, we concluded that the Amacrinum hybrid contains mainly alkaloids that are widely distributed in the genus Crinum. The CHCl3 extract of Amacrinum and buphanisine, undulatine, and 1-O-acetyllycorine alkaloids showed a positive result for the evaluation of the inhibition of acetylcholinesterase by CCD (the Rhee and Marston method). The acetylcholinesterase inhibitory activity of the extracts and alkaloids of Amaryllidaceae was evaluated by the colorimetric method in a microplate reader. The majority of the extracts gave good results. The IC50 values for the Amacrinum alkaloids were lower that those determined for physostigmine and galanthamine. Interactions of physostigmine, crinine, and ambelline alkaloids with AChE were evaluated by RMN-H, which showed that the interactions were stronger with the aromatic hydrogens of alkaloids